中国移动车联网V2X平台白皮书
1概述
随着车联网行业的不断发展,辅助驾驶、自动驾驶等新应用对车联网平台的能力提出了新的需求。传统的车联网TSP平台、车联网应用服务平台主要为车辆提供导航、娱乐、资讯、安防、车辆养护等服务,已经不能满足下一代车联网V2X业务高并发、低时延的基础需求,车联网V2X平台作为车联网V2X业务的基础能力平台,旨在为V2X业务及上层应用提供数据高并发接入、融合分析、高精度定位、网络能力开放、边缘计算、业务连续性保障等基础能力,以满足车联网辅助驾驶、自动驾驶的业务需求。同时,随着车联网业务需求的逐步明确,国内外各标准及产业组织正积极推进车联网端到端标准体系的完善,其中,平台相关的标准化工作正在稳步推进。5GAA(5G Automotive Association)前期在C-V2X网络架构研究中讨论平台部署相关问题,建议根据应用需求的不同,分层部署V2X平台。后续设立专门的“V2X平台角”,“V2X应用层参考架构”等项目开展平台架构、功能及接口定义等内容研究。国内
CCSA、IMT-2020 C-V2X工作组、CSAE、CAICV等也开展应用层及应用层数据交互定义等内容的研究,逐步完善平台相关标准,加速推进V2X平台的商用化部署与应用。
1.1车联网V2X业务的特征及需求
车联网V2X业务具有高并发、高实时、高速移动、数据异构和基础设施共享五方面的特征及需求。
D 高并发:车联网V2X业务数据具有高并发的特点,根据国际和国内标准,按照基础的5大类基础信息(BSM、SPAT、MAP、RSI、RSM)进行估算,区县范围每秒百万条数据并发接入、计算,城市范围每秒千万条数据并发接入、计算,全国范围每秒上亿条数据并发接入、计算。
D 高实时:V2X业务具有高实时的特点,根据标准要求,辅助驾驶时延不超过100ms,自动驾驶时延不超过20ms。
D 高速移动:V2X业务具有移动性强的特点,需在提供边缘接入、计算服务的同时,支持边缘服务节点间的业务连续处理能力,支持车辆在不同的V2X边缘服务节点间切换时保证业务连续性。
D 数据异构:车联网业务数据具有多元异构的特点,包括标准数据集(BSM、MAP、SPAT
、RSM、RSI等)和非标准数据(摄像头采集数据、激光雷达数据、毫米波雷达数据、车辆导航数据等)。
D 基础设施共享:车联网基础设施多样且建设成本高,为更好的共享基础资源,需提供车联网应用部署基础环境,以支持数据实时接入、传输、计算能力的共享。汽车资源网
1.2车联网V2X平台架构设计
以一个中等城市汽车保有量200万辆左右为例,V2X平台每秒需要处理千万级的数据,单条业务数据处理时延要求在20毫秒至100毫秒之间,这对数据接入、数据计算、数据存储、数据推送、数据安全都带来极大的挑战,传统的“中心平台-终端”架构无法满足V2X业务的需求,由此,引入V2X平台多级架构,如图1-2所示。
V2X中心平台主要支撑全网业务,并提供全局管理功能,包括全网业务运营管理、全局交通环境感知及优化、多级计算能力调度、应用多级动态部署,跨区域业务及数据管理等功能;
V2X区域平台主要支撑省/市区域范围内业务,包括区域业务运营管理、区域交通环境感知及优化、区域数据分析/开放/应用托管、边缘协同计算调度、V2X边缘节点管理等功能,可服务对时延要求较高的业务场景;
V2X边缘节点主要支撑边缘范围内高实时、高带宽的V2X业务,包括边缘范围内边缘数据融合感知、动态全景感知图构建等功能,可服务于高级辅助驾驶和自动驾驶等应用。
2车联网V2X平台功能定义
车联网V2X平台提供网络协同融合感知、实时计算/分析、数据存储/开放、能力聚合/开放、资源调度、协同计算等多种基础功能,同时,V2X平台在参照多级架构进行部署时,各级平台功能可依据所提供的应用服务按需进行部署,具体功能架构图如图2-1所示
2.1统一接入
提供多种车联网终端的统一接入、鉴权、协议适配等功能。
D 终端接入:提供车辆终端、RSU、路侧传感设备等多类数据高并发实时接入能力。
D 终端鉴权:提供车联网终端接入鉴权功能。
D 协议适配:提供车联网终端接入协议适配功能。
2.2感知
异构数据汇聚
提供异构数据汇聚功能,包括车端、路侧设备、传感器以及政府或第三方交通信息平台的数据汇聚。
车端/路侧设备/传感器数据汇聚:提供车端、RSU、激光雷达、毫米波雷达、摄像头等多种设备数据的汇聚能力,并根据应用场景对处理时延、传输带宽的具体需求,支持分级、分类存储及分析功能。
交通平台信息对接/采集:提供与交管平台、图商平台及第三方车网应用平台对接、交通信息数据采集能力,包括交通实时信息、道路基本信息等。
融合分析
建设数据分析基础服务平台,集成车联网基础智能算法、机器学习基础算法等,支撑融合分析能力,并提供第三方算法部署和大规模分布式计算的能力。
第三方算法创建、训练和发布:支持第三方用户发起创建算法任务,并为其提供算法训练功能,在算法训练成功后进行算法发布,对外提供服务。
算法服务:发布完成的算法,可通过统一服务接口向终端/第三方平台直接提供算法服务,同时,也可面向应用托管中的应用提供算法服务。
机器学习算法:提供基础机器学习算法,并可通过统一服务接口调用,支持机器学习算法自定义功能,并提供算法“插件式”维护能力。
模型构建引擎:提供模型构建规则配置功能,如算法训练数据源、参数信息等,同时,支持算法自动执行及结果呈现等功能。
2.3计算
提供车辆终端业务实时计算转发、离线计算能力,包括数据解析、实时计算、消息转发推送、离线计算等主要功能。
D 数据解析:提供终端数据的编解码、加密/解密功能。
D 实时计算:提供车辆终端V2I/V2N业务实时计算能力,完成基于车辆位置、I侧设备位置以及网络层信息的匹配计算。
D 消息转发/推送:提供交通信息实时转发/推送功能,依据实时计算结果将交通信息实时推送给车载终端、RSU、行人等交通参与者。
D 离线计算:提供交通大数据离线分析能力,通过开放统一服务接口,可向托管应用及第三方应用提供离线计算能力。
2.4数据
D 数据开放
面向第三方车联网应用,如车企TSP、图商平台、车联网应用服务公司等,提供大数据开放能力,具体包括数据的实时查询、历史查询、数据订阅与推送、流量监控等功能。
D 数据查询:提供高并发、低时延实时查询能力,以及海量历史查询数据快速查询能力。
D 信息订阅/推送:提供高并发数据的订阅/推送能力,向用户推送订阅的相关数据。
D 流量监控:提供数据开放接口流量监控功能,可根据用户订购不同等级的数据开放业务,控制数据开放的流量,不同用户享受不同的流量速度。
D 数据存储
提供高实时、大并发数据存储能力,可提供数据脱敏、数据清洗、存储组建管理等主要功能。
D 数据脱敏:提供对敏感信息进行脱敏处理的能力,实现敏感隐私数据的可靠保护。当数据涉及客户安全或者一些商业性敏感信息时,在不违反系统规则条件下,对真实数据进行改造以达到脱敏目的,如终端上报的信息中,手机号、卡号、客户号等个人信息都需要进行数据脱敏。
D 数据清洗:对数据进行重新审查和校验,删除无效数据、纠正错误数据、填充缺失值等,为后续的数据使用提供有效、一致的数据。
D 存储组件管理:可提供多种存储组件,例如redis、hbase、hdfs等,以支持对数据的多样性使用场景;在数据存储应用中可根据实际需要进行配置使用,达到灵活控制数据在不同存储组件的处理。
D 数据存储:支持灵活的存储期限控制、定时清理机制,可提供PB级存储空间。
D 数据检索:提供数据快速检索功能,可根据访问者不同的权限,设定相应的数据检索范围。
2.5能力
D 高精度定位
提供高精度终端接入能力,为车联网终端提供高精度定位服务。具体包括如支持终端实时位置查询、定位、轨迹跟踪等功能;并可通过与图商高精度地图服务对接,为终端或第三方平台提供高精度地址反解析等功能。
D 基础网络能力
提供运营商网络基础能力开放功能,具体包括UE掉线情况、UE是否可达、UE的PDN连接状态、网络通信失败情况、位置报告、某一地理区域内在线的UE个数、接入网的资源使用情况、吞吐量情况、QoS管理相关的信息等。
发布评论