隹Isl^iSls V12021年第03期(总第219期)
一种基于5G的开放式智慧V2X云平台
宋詰女，肖曝
(中国移动通信集团湖北有限公司，湖北武汉430023)
摘要：在移动互联网时代，车联网的出现将使汽车变成下一个移动终端，流量红利将因此会从智能手机分流到汽车。中国移动将紧跟时代大趋势，在车联网方面开展5G网络部署工作，加快5G在车联网、智慧交通方面的应用，形成标杆，加快项目复制，抓住车联网流量及相关5G新基建红利。在此背景下，文章提出了一种基于5G的开放式智慧车路协同云平台，可从安全、效率、服务三方面提升高速智慧化水平，解决路侧设备信息化转型问题。保时捷carreragt
中图分类号:TN929.5文献标识码:B文章编号:2096-9759(2021)03-0198-03
An open intelligent V2X cloud platform based on5G Technology
Song Zhenv^Xiao Hao
(China mobile communication group hubei company LTD,Hubei wuhan,430023)
Abstract:In the era of mobile Internet,the appearance of vehicle networking will make the car become the next mobile terminal, so the traffic dividend will be diverted from smart phones to vehicles.China Mobile will closely follow the trend of The Times, carry out5G network deployment in vehicle networking,accelerate the application of5G in vehicle networking and smart transportation,set a benchmark,speed up project replication,and seize the traffic flow of vehicle networking and relevant5G new infrastructure dividends.Based on this background,this paper proposes an open intelligent vehicle-road collaborative cloud platform based on5G,which can improve the high-speed intelligent level from three aspects of safety,efficiency and service,and solve the informatization transfonnation problem of roadside equipment.
Keywords:Open roads;V2X;Edge computing;Cloud platform;Auto driving
1概述
随着社会的迅速发展，人们对交通出行的需求也越来越高，高效、安全、便捷、经济的出行体验及交通运输成为国家交通发展的重要目标。网络连接、适时通信是智慧交通的基础，自动驾驶是新一代汽车的发展方向。自动驾驶提高交通效率，缓解拥堵、提高车速、缩小车距以及选择更有效线来减少通
勤所耗时间和能源，意味着可以减少资源消耗，更少的车辆配合更精准的运行调控就可以满足需求。同时自动驾驶可以减少停车位的占用，释放地面空间。作为移动互联互通的节点和大数据的收集端口，使得实际道路的各种变化状况可以被更快更广泛的侦测，收集的数据和可以用来对经济社会发展做出分析和预测。
基于车路协同的自动驾驶是智慧交通的必然技术途径。而高速公路是交通运输的大动脉，同时也因其结构化的道路
收稿日期:2021-02-23
作者简介：宋詰女(1985-)，女，湖北武汉人，毕业于北京邮电大学，中级通信工程师，从事物联网、车联网、大数据应用等方面的研究；肖啤(1988-)，男，湖北武汉人，南安普顿大学硕士，通信工程师，从事无线通信、有线通信和云计算网络服务等方面的研究。
的覆盖优势，维护整体发展进程，顺应社会主义文化发展需求，从根本上提高服务的综合效果。
最后，整合技术统筹体系，保证互联互通的同时，维持技术运行的稳定性。不仅能践行服务模式的升级，还能打造服务创新的类型化运行平台，优化业务功能，利用实时性互动广电业务机制拓展技术空间％
3结语
总而言之,5G通信技术和广电光纤的融合是顺应时代发展趋势的必然选择，是打造多元通信模式的关键，在整合媒体平台、运营商结构等同时，也为资源更优化的配置提供了保障，真正实现提质增效的目标，优化用户的视听感受和满意度，促进智慧广电事业的发展进步，也为广电全面健康可持续发展电动坚实基础。
参考文献：
[1]蒋耀宇.基于光纤传送网的5G移动通信前传关键技术探
讨[J].通信电源技术,2020,37(6):206-207,209.
⑵张明.光纤通信在5G系统中的应用分析及展望[J].通讯世
界,2020,27(1):190-191.
[3]闫冬，张鑫.基于5G通信技术与广电光纤网络融合发展分
析[J].信息记录材料,2020,21(10):206-207.
[4]盛业斐，刘宪力.5G时代下楼宇光纤覆盖模式探讨[J].数字
化用户,2019,25(32):23-24.
[5]陈再佳.5G通信技术与广电光纤网络融合发展分析[J].电
视技术,2019,43(10):33-34.
[6]王会义，戴展恒.光纤倍增技术在C-RAN和5G场景下的
应用分析[C].广东科协％广东省通信学会.2017广东通信青年论坛论文集.2017:44-4&
[7]关志勇.基于光纤传送网的5G移动通信前传关键技术[J].
大科技,2018(17):317-318.
[8]孟超，张明栋，张栋.超低损耗光纤助力400G传输网与5G
移动网快速发展[J].电脑迷,2018(1):145,140.
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环境，将是自动驾驶首先落地应用的理想场景之一。特别是，高速公路上的货运物流自动驾驶，可让货运物流更安全、更高效、更经济，具有极大的经济效益，同时也具有良好的示范效应。
本文提出了一种基于5G的开放式智慧V2X云平台。在该平台中，智能网联及车路协同通过5G网络、C-V2X车联网实现。车端与云平台以及车载视频回传通过低延时、大带宽的5G网络实现，车、车之间通过LTE-V的PC5口实现互联。车端安装自动驾驶车载控制器,5G通信网关、LTE-V OBU、高清摄像头等。云控平台部署于靠近演示场地的移动边缘云数据中心，并可通过web页面进行远程登录。车载摄像头视频通过5G网络+专线回传至成都二绕指挥中心显示大屏。在指挥中心内通过大屏上登录云平台以及现场回传的视频观看现场演示情况。
同时，基于本文提出智慧高速车路协同云平台，可有效支撑5G自动驾驶的演示。本文中提及的5G自动驾驶，是基于5G网络实现车辆与云平台实时通信，车辆将实时状态数据上传至云平台，并可在云平台的指令下完成指定的行驶动作。演示的场景为：车辆编队、加入编队、动态限速、动态避障、解散编队等。选用的自动驾驶车辆分别为1辆SUV、1辆轻卡、1辆重卡，分别代表了智慧高速条件下个人出行及货运物流的发展方向。
2基于5G+开放式智慧高速的车路协同云平台
2.1网络设计
基于5G的开放式智慧V2X云平台，网络方面釆用5GC-SA核心网、SPN传送网和5G无线网络。即釆用目前2.6G频段100M带宽进行5G网络建设，频段更低，信号穿透力更强。在该平台中，建设的64通道5G设备，展现了5G网络中的高速率、低时延、高可靠的特点。在自动驾驶演示的基础网络保障中，中国移动提供的5G网络达到1.2-1.4Gbps的下载速率，150M上行速率，时延从NSA的25毫秒降低到8-9毫秒，效果甚至超过了部份有线光纤宽带。基于NFV大区云化的5GC -SA核心网大大提升了无线网及终端的性能。5GC核心网釆用大区制建设，控制面全面云化建设。客户面UPF下沉到贴近客户侧，更有利于边缘计算的推进。5G承载网釆用全新SPN承载技术的网络，较现有4G的PTN、IPRAN承载技术，更能完美满足5G业务新特性要求：一是汇聚层以上100G/ N*100G/200GE和接入层10G/50G/100G的组网承载能力，给用户提供更高更宽的带宽；二是支持端到端的网络分片FlexE 技术，可为各行业用户提供定制化服务，支持智能运维NCE，实现低时延、高可靠性、智能灵活的业务开通。为项目提供承载业务的SPN传送网完美配合了5G无线网和核心网，实现了良好网络性能和业务保障。
详细实施步骤如下：
(1)和传输建设：首先在绕城高速的新津花源收费站至花源服务区这两个地方全路段进行现场查勘，建设5G SA 并测试5G信号，覆盖路段全长3.9KM，从二绕花源收费站至花源服务区，沿线现共有移动站址5个，平均站间距876米，最大站间距1155米。根据前面章节链路预算，本期采用共址新
建5G宏，釆用SA组网，能够满足铁投5G示范应用需求。
(2)物联网专用APN建设：在四川移动5G SA核心网上开通APN专用通道，信道独享通道、MSF/UPF直接连接客户平台，用于连接车载和航拍图像采集和客户侧的图像演示监控平台
(3)数据专线建设：新建1条300M互联网专线，至二绕指挥调度中心，用于连接车路协同控制及车载摄像头至车路协同控制服务器。
2.2车辆编队终端到服务器一体化解决方案
本平台支撑的演示场景包括车辆编队、加入编队、动态限
速、动态避障、解散编队等，选用的自动驾驶车辆分别为1辆suva辆轻卡、1辆重卡，分别代表了智慧高速条件下个人出行及货运物流的发展方向。拟定的演示流程为：改装车网
步骤1：三辆车在髙速收费站入口等待演示开始指令。演示指令下达后，人工驾驶驶出停车场，重卡为1号车、SUV为2号车，轻卡为3号车，过收费站，驶入匝道。
步骤2：三车开启自动驾驶，1号车与2号车组成编队行驶，速度在40-60km/h之间,3号车速度低于40km/h。云平台显示三辆车行驶轨迹，并显示1、2号车已组成编队，同时可看出1、2号车速度相同、间距固定,3号车速度低于编队车辆并与两车的间距逐渐拉大。
步骤3：三辆车陆续驶入高速主路，1、2号车保持原速度编队行驶，3号车以大于编队速度的速度行驶；3号车接近编队时，发出加入编队请求，平台上出现3号车请求加入编队的提示消息，随后出现3号车已加入编队的提示消息，从现场视频可看出3号车从编队尾部加入编队中。3号车加入编队完成后，云平台更新三车编队状态。
步骤4：云平台收到第三方平台推送的道路气象通知(道路湿滑)，云平台收到推送的通知后将预警信息发送至车辆，并在云平台上显示相应的预警信息及车辆减速的提示信息，随后车辆进行动态减速。车辆驶过湿滑路段后，车辆速度恢复，云平台出现车辆己驶过湿滑路段的提示信息。
步骤5：模拟车辆行驶靠近施工区域，云平台出现前方施工或存在障碍物的预警消息；随后车辆编队执行变道，变道完成后，平台出现车辆编队己执行动态避障的提醒消息。
步骤6：云平台出现解散车辆编队的提示消息；随后平台显示三辆车的编队状态解除，显示车速及间距发生变化。
步骤7：三辆车依次达到指定地点，平台依次显示XX号车已到达目的地的提示消息，演示结束。
2.3三车协同编队驾驶
在车辆的单车自动驾驶方面，本平台支撑的演示，选用的三辆车均为经过改装。车辆上已安装摄像头
、毫米波雷达、激光雷达等感知传感器以及高精度定位车端终端，并提前釆集演示路段的高精度地图，通过车载计算平台及自动驾驶控制算法、软件实现车辆的自动驾驶控制。
在三车协同编队驾驶方面，除具有单车自动驾驶功能外，还需实现协同编队自动驾驶，该功能通过车辆网联化和智能化相结合方式来实现。其中，智能化主要解决车辆感知周围行驶环境，利用车上的前视，侧视和后视摄像头和前视和侧后视雷达来完成对环境的感知，为了提高感知的效果和鲁棒性，车辆釆用两个不同焦距的立体相机和前视的毫米波雷达来融合的方式来提高车辆前视探测的可靠性。侧后视釆用多相机数据和侧后毫米波雷达的融合，之后釆用深度学习来实现目标检测跟踪，解决感知可靠性。
网联主要解决多车间信息交互和共享，解决车队中各个车辆动作协同，传输的信息包括地图数据、差分信息、前车的轨迹、每个车的动作和每个车的感知结果等等。考虑到各个
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信息发送的内容和频率不一致，必须定义接口的标准并规范
化处理过程。并定义各个网元之间的通信交互流程。新领驭2.0
在三车演示中，三辆车分为领航车(头车)、跟随车。三车
新款雷凌报价之间通过中国移动5G 车路协同PC5车车通信实现车车协同，
车辆与云平台及路侧设施通过5G 网络低延时通信实现协同。
直«车
图1车辆协同控制示畫图
⑴领航车(头车)方案
领航车是车辆编队队首车辆，领航车上安装PCU 和OBU
两个处理单元，PCU 利用中国移动5G 车路协同PC5通信设
备与跟随车上的OBU 进行信息交互，将领航车的轨迹、状态
等信息分发到各个跟随车，PCU 规划好各个车需要行驶的车
道，将相关行驶决策分发给跟随车的OBU±o 通过5G 公网
与云平台迸行信息交互，实现编队管理，实时査看编队状态。
图2领航车控制方案
⑶跟随车(从车防案
协同车队中领航车之后的所有其他车辆为跟随车，车上
安装中国移动5G 车路协同通信设备OBU, OBU 通过接收
福克斯和明锐哪个好PCU 发来的头车的轨迹、状态信息和车队行驶规划信息，感知
道路环境和周围的运动目标，根据车队的规划车道，自动规划
和决策，实现无人驾驶自动跟随。
⑷视频回传方案
为保障视频回传质量、稳定性以及低延时，视频回传采用
车端摄像头推流+对端解码器硬解码方式实现。
车端：每车部署车辆前视、内视2个角度，分别可观察前
方道路、驾驶位。摄像头采用12V 供电，通过POE 供电交换
机指挥中心端：部署视频解码器及互联网专线，每摄像头对应 -台视频解码器，并为每台视频解码器分配公网ip 地址，车端
摄像头视频通过推流方式经5G 网络回传至视频解码器，视频
解码器解码后接大屏显示。
3结语
近年来，智能网联汽车加速发展，全国各地建立了多个智
能网联车路协同测试示范区，开展车路协同的测试验证和示
范。同时随着5G 网络的建设，特别是3GPPR16URLLC 标
准的冻结,5G 网络赋能网联自动驾驶的能力进一步增强。高
级别的网联自动驾驶要求实现“人-车-路-云”的全要素互联， 随着通信网络的不断完善以及车载通信终端、传感器的不断
发展，云平台成为智能网联进一步发展的核心要素，也是智
能网联大规模应用发挥商业价值的必不可少的要素。目前 滴滴、阿里、百度等互联网企业均对云控平台进行了投入研
发，但各自的侧重点不同。本项目中研发的开放式智慧V2X
云平台，是一种基于5G 技术融合了自动驾驶和V2X 技术的 云平台。本文基于该平台进行了编队自动驾驶演示，进一步
五菱宏光s报价验证并演示了云平台在网联自动驾驶中的关键性作用，同时 向业界展示了 5G 在智能网联自动驾驶中的网络能力，这将
进一步推动5G 在自动驾驶中的应用，并推动业界对于自动 驾驶云平台的研发投入，助力5G+自动驾驶进行更大范围的
落地应用。
参考文献：
[11苏致远徐友春，李永乐，郭宏达•自动驾驶车队队列控制技
术综述[J].军事交通学院学报,2020(11).叨 NasyukBja;
Bernd; Marrone Mauricio; Biradel Alfr
ed Benedikt; Kolbe Lutz M. What diives Hie acceptance of a uton.-
omous drivii^ An i nvestigaticMi of a ccqjtance Actors fixnn an e nd uses peispectivelJl.Teclmological Forecasting & Sodal Change.
2020(12).
⑶王天军，叶则南，曾繁俊，姚西峰，刘敏.5G 通讯技术在V2X
中的应用[J].汽车实用技术,2020(12).
[4] Bohua Sun, Weiwen Deng, Jian Wu, Yaxin Li, Jinsong
Wang. An Intention.-awaie and Online Driving Style Estima
tion Based Personalized Autonomous Driving Strategy [J]. Ihteniational Joumal of Automotive Technology. 2020(11).
[5] 郭荣斌，朱永东，朱凯男，吴迎笑，王金鹏.车路协同C-V2X
关键技术演进[C].第十五届中国智能交通年会科技论文
集,2020(11).
[6] 李士东，潘景剑，魏永利.C-V2X 技术在高速公路中的应用
[J1.计算机与网络,202(X09).
图3跟随车控制方案
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