★中國聯(lián)合網(wǎng)絡(luò )通信有限公司北京市分公司 張旭，張天元，牟磊，高海丹 

★國家智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)創(chuàng )新中心 梁浩 

1　目標和概述 

1.1　方案背景 

 “新基建”政策的提出，催化了中國經(jīng)濟發(fā)展， 帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)革命。車(chē)聯(lián)網(wǎng)作為新基建重要方向之一，目 前已成為國家戰略，政策持續加碼，相關(guān)的國家級指導 建議明確表示要促進(jìn)“5G+車(chē)聯(lián)網(wǎng)”協(xié)同發(fā)展。

 智慧交通正從信息化向智能網(wǎng)聯(lián)化轉變，智慧公路 的建設是智慧交通的重要環(huán)節，而“云-網(wǎng)-邊-端”也逐 漸成為智慧公路新一代的技術(shù)架構。在新技術(shù)架構中， “邊”的作用越發(fā)突顯，應用場(chǎng)景也越來(lái)越廣泛。當前 車(chē)聯(lián)網(wǎng)發(fā)展較為迅速，但智能駕駛、無(wú)人駕駛等技術(shù)的 應用給交通管理和人身安全帶來(lái)新的挑戰，安全問(wèn)題日 益凸顯，不僅包括網(wǎng)絡(luò )和數據安全，還包括車(chē)輛運行安 全、司機及乘客人身安全等。

 1.2　方案概述

 隨著(zhù)車(chē)路云一體化智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的高速發(fā)展，新業(yè) 態(tài)、新技術(shù)和新產(chǎn)品大規模商業(yè)應用，對超強算力、低 傳輸時(shí)延以及專(zhuān)業(yè)運維、運營(yíng)等提出了更高要求。國家 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)創(chuàng )新中心與北京聯(lián)通結合雙方各自技術(shù)優(yōu) 勢強強聯(lián)合，通過(guò)5G混合組網(wǎng)模式將UPF下沉至太和 橋園區，以邊緣云MEC的新型計算方式，構建面向創(chuàng ) 新中心車(chē)路云一體化架構的云邊網(wǎng)模式。該模式由運營(yíng) 商提供強大的網(wǎng)絡(luò )保障能力和云計算運維能力，集約化 運營(yíng)運維5G網(wǎng)絡(luò )和MEC邊緣計算節點(diǎn)，大幅降低了前 期項目建設成本及后期運維壓力。 

優(yōu)化終端與網(wǎng)絡(luò )的結構，將算力更多的放置在路側 MEC邊緣智能一體機上，通過(guò)MEC邊緣智能一體機與 5G網(wǎng)絡(luò )適配，實(shí)現路側算力與邊緣、核心側算力的有 效結合，實(shí)現車(chē)、網(wǎng)、云的協(xié)同。 

（1）通過(guò)5G Uu傳輸解決PC5傳輸速率的瓶頸， 大大提升反應速度和感知效果； 

（2）大幅降低RSU的建設及后期維護成本與維護 難度； 

（3）高算力MEC邊緣智能一體機的驗證示范，還 可以結合智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)領(lǐng)域以外的更多應用場(chǎng)景，將邊 緣算力進(jìn)一步下沉，與運行商多模式行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)的適配組 合結合，為智慧城市、智慧園區、智慧工廠(chǎng)等不同應用 場(chǎng)景提供安全可靠的算力終端服務(wù)，實(shí)現算力賦能最大 化、算力價(jià)值最大化。

 該方案設計理念的推演如圖1所示。

 圖1 設計理念 

2 方案介紹 

2.1　項目實(shí)施園區建設規劃 

擬針對太和橋基地N86、N87兩個(gè)地塊進(jìn)行規劃， 打造智慧園區和車(chē)聯(lián)車(chē)控測試實(shí)驗室，如圖2所示。 

（1）聯(lián)通在園區建設室外5G基站和室內5G分布 系統； 

（2）四套路側設備接云控平臺，由前沿共性技術(shù) 事業(yè)部、云控平臺事業(yè)部、整車(chē)事業(yè)部等共同研發(fā)使 用； 

（3）網(wǎng)絡(luò )接入園區機房，電力與路燈分兩路使 用，預留點(diǎn)位均留接線(xiàn)井，供后期拓展； 

（4）園區地圖需要采集和繪制下發(fā)； 

（5）路側感知點(diǎn)位布置，總共4根桿，均為與路 燈多桿合一型式。N87西北角兩個(gè)桿件、東北角兩個(gè)桿 件安裝4套完整設備； 

（6）RSU數量：4臺，MEC：4臺，配電箱：4 臺，AI攝像頭8個(gè)，低時(shí)延攝像頭8個(gè)，毫米波雷達8 個(gè)，雷視一體機4個(gè)，激光雷達8個(gè)，信號機4臺。另外 預留10處點(diǎn)位電源與通信條件位置。 

 圖2 園區建設規劃圖 

2.2　整體功能架構 

云控基礎平臺基于《車(chē)路云一體化融合控制系統》 白皮書(shū)，采用“邊緣云-區域云-中心云”三級架構，三 級云服務(wù)范圍依次擴大，對服務(wù)的實(shí)時(shí)性要求逐漸降 低。其整體功能架構如圖3所示。

 圖3 整體功能架構圖 

2.3　網(wǎng)絡(luò )方案 

基于智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)未來(lái)應用場(chǎng)景的需要，以及智 慧園區實(shí)際功能要求，結合聯(lián)通5G網(wǎng)絡(luò )自身特點(diǎn)及優(yōu) 勢，本項目采用5G混合組網(wǎng)模式，如圖4所示。 

圖4 5G混合專(zhuān)網(wǎng)示意圖 

（1）數據不出園區：通過(guò)部署專(zhuān)用UPF網(wǎng)元，實(shí) 現客戶(hù)本地數據靈活分流，業(yè)務(wù)安全隔離；

 （2）超低時(shí)延：網(wǎng)絡(luò )端到端時(shí)延<15ms，部分場(chǎng) 景下時(shí)延<10ms； 

（3）安全優(yōu)勢：提供網(wǎng)元級容災安全保障，電信 級安全策略，支持數據加密、二次鑒權認證； 

（4）靈活自服務(wù)：提供網(wǎng)絡(luò )監控、業(yè)務(wù)管理、 用戶(hù)策略配置（黑白名單、IP地址分配、DNN、QoS 等）等靈活自服務(wù)能力。

 車(chē)路協(xié)同數據流：專(zhuān)網(wǎng)UE—>5G基站/室分—>專(zhuān) 網(wǎng)UPF/MEC—>運控平臺；

 專(zhuān)網(wǎng)用戶(hù)數據流：專(zhuān)網(wǎng)UE—>5G基站/室分—>專(zhuān) 網(wǎng)UPF/MEC—>企業(yè)內部應用；

 園區訪(fǎng)客用戶(hù)數據流：訪(fǎng)客UE—>5G基站—>聯(lián)通 公眾網(wǎng)絡(luò )UPF/MEC—>互聯(lián)網(wǎng)。

 2.4　功能介紹 

（1）RSU算力剝離至MEC，使功能分工更明確

 RSU專(zhuān)注V2X無(wú)線(xiàn)鏈路數據傳輸，算力交給高可靠 可擴展成熟的MEC更能發(fā)揮兩者的各自?xún)?yōu)勢，極大地 降低兩者的工程建設維護成本和運維成本。云邊網(wǎng)模式 為雷達、攝像機等感知數據的采集和信號燈等執行設備 控制的工程施工提供有線(xiàn)和5G無(wú)線(xiàn)方式安裝選擇。云 邊網(wǎng)模式低傳輸時(shí)延下的算力更集中，可以移除通常方 案不必要的中間節點(diǎn)，甚至有線(xiàn)施工可采取端到端直連 模式，可靠程度更高，維護更便捷。在有線(xiàn)施工不便場(chǎng) 合可以直接采用5G傳輸模式，可極大地降低施工難度 和成本。 

從端到端時(shí)延數據測量評測到跨運營(yíng)商網(wǎng)絡(luò )切換實(shí) 驗，太和橋園區云邊網(wǎng)模式為智慧園區車(chē)路云一體化典 型應用探索提供數據支持，為運營(yíng)商5G車(chē)聯(lián)網(wǎng)行業(yè)云 邊網(wǎng)應用模式提供實(shí)踐支持，為后續實(shí)驗室聯(lián)合運營(yíng)和 聯(lián)合商業(yè)項目落地提供范例支持。

 （2）安全預警平臺 

為了解決自動(dòng)駕駛汽車(chē)存在車(chē)輛無(wú)法自主決策， 以及現場(chǎng)操作環(huán)境惡劣、危險性高、人類(lèi)駕駛員成本 高，或者駕駛員出現異常情況等問(wèn)題，示范園區搭建基 于5G遠程駕駛系統體驗區。5G遠程駕駛系統是由無(wú)人 車(chē)、5G/MEC網(wǎng)絡(luò )、車(chē)路協(xié)同服務(wù)平臺、遠程駕駛云平 臺等組成的人車(chē)協(xié)同共駕系統，是利用5G低時(shí)延、大 帶寬和高可靠性的特性，實(shí)現對車(chē)輛的實(shí)時(shí)監控和遠程 遙控，提高了車(chē)輛運行的安全性和運營(yíng)成本等。安全預 警平臺展示圖如圖5所示。

圖5 安全預警平臺展示圖

 （3）云控平臺 

車(chē)輛運行過(guò)程中，系統實(shí)現對車(chē)輛運行狀態(tài)信息的 監控，包括車(chē)速、位置、視頻監控以及行駛軌跡，如圖 6所示。當車(chē)輛出現故障時(shí)，可進(jìn)行遠程接管。 

圖6 云控平臺展示圖 

2.5　前沿技術(shù)研究

 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)信息物理系統:面向數字產(chǎn)業(yè)化、智 能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)與未來(lái)交通體系建設，研發(fā)ICV 信息物理系 統發(fā)布《智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)信息物理系統參考架構2.0》， 全面支撐系統落地； 

智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技術(shù)平臺：研發(fā)基于智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)技 術(shù)平臺，推動(dòng)中國方案的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)物理化實(shí)現，通 過(guò)開(kāi)源牽動(dòng)產(chǎn)學(xué)研用協(xié)同攻關(guān)，帶動(dòng)智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)各層 級的關(guān)鍵共性技術(shù)研發(fā)，形成完善的中國智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē) 標準規范和測試評價(jià)體系；

 車(chē)用操作系統：自主可控智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)操作系統是軟件定義汽車(chē)時(shí)代突破卡脖子關(guān)鍵技術(shù)的研究核心工作 之一創(chuàng )新中心致力于建成未來(lái)國際化領(lǐng)先的車(chē)用操作系 統生態(tài)體系； 

基礎算法協(xié)同研究：面對自動(dòng)駕駛開(kāi)源算法分布松 散、測試驗證手段模糊、可信試驗數據短缺和工程落地 性能陡降的共性難題通過(guò)建設行業(yè)共享共用的基礎算法 協(xié)同研究平臺，打通從開(kāi)源算法到半開(kāi)源算法到商業(yè)算 法的流程環(huán)節；

 信息安全：打造信息安全基礎平臺，為國家安全監 管、行業(yè)安全檢測和企業(yè)安全運營(yíng)提供支撐解決行業(yè)互 聯(lián)互通身份認證和安全信任問(wèn)題，構建信任服務(wù)平臺， 為V2X業(yè)務(wù)應用提供支撐；

 預期功能安全：安全是智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的核 心，智能駕駛汽車(chē)引發(fā)的安全問(wèn)題中，主要源于預期功 能安全問(wèn)題，當前還未有完備有效的SOTIF解決方案。 

場(chǎng)景仿真等測試技術(shù)：采集大規模數據、多維度仿 真測試、建設場(chǎng)景庫云平臺構建中國方案場(chǎng)景庫及測試 技術(shù)體系。

 3　代表性及推廣價(jià)值 

 智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)是汽車(chē)與移動(dòng)通信、人工智能、云 計算等新一代電子信息技術(shù)的相互結合與融合創(chuàng )新，其 高效、安全、可控的“車(chē)路”與“云網(wǎng)”結合是一個(gè)重 要的技術(shù)課題。目前在無(wú)人駕駛示范區所采用的路網(wǎng)結 合方式是EUHT的組網(wǎng)模式，雖然在網(wǎng)絡(luò )性能上與運營(yíng) 商5G網(wǎng)絡(luò )接近，但是在未來(lái)商用階段網(wǎng)絡(luò )建設的重復 投資建設與運維的重復投入，以及與“人車(chē)路”端既有 移動(dòng)通信需求的兼容都是存在一定問(wèn)題的。

 基于5G行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)下的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)示范驗證，充 分利用5G網(wǎng)絡(luò )切片能力和MEC的強大算力實(shí)現示范區 內真正意義的智能網(wǎng)聯(lián)，并將為今后智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)商用 打造堅實(shí)的技術(shù)底座。

 3.1　應用示范規模

 針對智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)5G行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)聯(lián)合技術(shù)創(chuàng )新示范 驗證的成果將廣泛應用到中國聯(lián)通和國汽（北京）智能 網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)研究院有限公司已在實(shí)施或交付項目中的技術(shù) 迭代升級，以及北京、江蘇、海南、天津等其他省市國 汽（北京）智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)研究院有限公司正在參與的智 能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)項目中。 

3.2　創(chuàng )新示范效應

 在智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)商業(yè)化進(jìn)程中，測試評價(jià)與示 范運行作為其中的關(guān)鍵一環(huán)，已得到國家部委、地方政 府及企業(yè)單位的高度重視，并積極推動(dòng)和落實(shí)智能網(wǎng)聯(lián) 汽車(chē)示范區規劃建設。 

聯(lián)通與國汽智聯(lián)共同打造的打造的智能網(wǎng)聯(lián)汽 車(chē)5G行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)聯(lián)合技術(shù)創(chuàng )新示范驗證園區，是面向智 能網(wǎng)聯(lián)示范區、圍繞智慧出行，提供車(chē)路協(xié)同服務(wù)方案 和產(chǎn)品，5G智慧園區、5G智慧文旅、5G MEC邊緣智 能一體機等。通過(guò)滿(mǎn)足智慧出行的需求，突破智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)的技術(shù)體系，實(shí)現5G、網(wǎng)絡(luò )切片、大數據、云邊 計算、人工智能、數字孿生等技術(shù)與智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)、智 慧交通產(chǎn)業(yè)的深度融合，促進(jìn)跨產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展，契合 國家“交通強國”戰略目標。

 圖7 中國聯(lián)通參與的智慧交通項目

 3.3　商業(yè)價(jià)值 

技術(shù)路線(xiàn)方面，發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)有單車(chē)智能和網(wǎng) 聯(lián)智能兩種技術(shù)路徑，靠“單車(chē)智能，網(wǎng)聯(lián)為輔”的技 術(shù)路線(xiàn)還有很多問(wèn)題和難點(diǎn)，實(shí)現安全、可靠的自動(dòng)駕 駛道路還有很長(cháng)時(shí)間。而“網(wǎng)聯(lián)為主，單車(chē)智能為輔” 的技術(shù)路線(xiàn)基于我國在5G、基礎設施以及互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng) 域的綜合優(yōu)勢，將在中國具備更好的發(fā)展土壤?？梢钥?定的是，基于5G的車(chē)路協(xié)同技術(shù)將成為未來(lái)智能出行 的基礎。 

平臺方面，國外幾大自動(dòng)駕駛平臺建立時(shí)間較早， 但多以芯片控制車(chē)企底層算法為主，將侵犯車(chē)企的利益 與技術(shù)核心，且大都未打開(kāi)中國市場(chǎng)；國內百度Apollo 平臺旨在打造自動(dòng)駕駛生態(tài)，但接入車(chē)企以乘用車(chē)為 主，且由于百度擁有自有自動(dòng)駕駛算法、車(chē)輛，因此L4 級及以上無(wú)人駕駛車(chē)企接入平臺寥寥無(wú)幾；禾多科技軒 轅平臺最大優(yōu)勢在于致力于從軟件到硬件的全棧開(kāi)發(fā)， 與百度Apollo相似。

 基于5G行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)環(huán)境的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)聯(lián)合技術(shù)創(chuàng ) 新示范驗證商業(yè)模式：

 雙方聯(lián)合出資打造車(chē)側、路側、網(wǎng)絡(luò )、云端環(huán)境， 支持數據開(kāi)放，及與聯(lián)通平臺和車(chē)端的對接聯(lián)調，后續 投入市場(chǎng)應用收入由雙方按照一定比例分成。

 共同研發(fā)認證基于5G網(wǎng)絡(luò )的行業(yè)用戶(hù)側的MEC邊 緣智能一體機，為多種場(chǎng)景提供邊緣側算力服務(wù)模式， 共同為目標客戶(hù)提供技術(shù)服務(wù)。

 以太和橋園區為實(shí)驗場(chǎng)，打造5G智慧園區場(chǎng)景案 例，除滿(mǎn)足自身業(yè)務(wù)需求外，結合雙方各自技術(shù)優(yōu)勢形 成強自主、高可控、重創(chuàng )新的新型5G智慧園區服務(wù)， 雙方互為供應商在各自市場(chǎng)空間拓展實(shí)施。技術(shù)路線(xiàn)方 面，發(fā)展智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)有單車(chē)智能和網(wǎng)聯(lián)智能兩種技術(shù) 路徑，靠“單車(chē)智能，網(wǎng)聯(lián)為輔”的技術(shù)路線(xiàn)還有很多 問(wèn)題和難點(diǎn)，實(shí)現安全、可靠的自動(dòng)駕駛道路還有很長(cháng) 時(shí)間。而“網(wǎng)聯(lián)為主，單車(chē)智能為輔”的技術(shù)路線(xiàn)基于 我國在5G、基礎設施以及互聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的綜合優(yōu)勢， 將在中國具備更好的發(fā)展土壤?？梢钥隙ǖ氖?，基于 5G的車(chē)路協(xié)同技術(shù)將成為未來(lái)智能出行的基礎。

 平臺方面，國外幾大自動(dòng)駕駛平臺建立時(shí)間較早， 但多以芯片控制車(chē)企底層算法為主，將侵犯車(chē)企的利益 與技術(shù)核心，且大都未打開(kāi)中國市場(chǎng)；國內百度Apollo 平臺旨在打造自動(dòng)駕駛生態(tài)，但接入車(chē)企以乘用車(chē)為 主，且由于百度擁有自有自動(dòng)駕駛算法、車(chē)輛，因此L4 級及以上無(wú)人駕駛車(chē)企接入平臺寥寥無(wú)幾；禾多科技軒 轅平臺最大優(yōu)勢在于致力于從軟件到硬件的全棧開(kāi)發(fā)， 與百度Apollo相似。 

基于5G行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)環(huán)境的智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē)聯(lián)合技術(shù)創(chuàng ) 新示范驗證商業(yè)模式：

 雙方聯(lián)合出資打造車(chē)側、路側、網(wǎng)絡(luò )、云端環(huán)境， 支持數據開(kāi)放，及與聯(lián)通平臺和車(chē)端的對接聯(lián)調，后續 投入市場(chǎng)應用收入由雙方按照一定比例分成。

 共同研發(fā)認證基于5G網(wǎng)絡(luò )的行業(yè)用戶(hù)側的MEC邊 緣智能一體機，為多種場(chǎng)景提供邊緣側算力服務(wù)模式， 共同為目標客戶(hù)提供技術(shù)服務(wù)。

 以太和橋園區為實(shí)驗場(chǎng)，打造5G智慧園區場(chǎng)景案 例，除滿(mǎn)足自身業(yè)務(wù)需求外，結合雙方各自技術(shù)優(yōu)勢形 成強自主、高可控、重創(chuàng )新的新型5G智慧園區服務(wù)， 雙方互為供應商在各自市場(chǎng)空間拓展實(shí)施。

 3.4　社會(huì )效益 

車(chē)聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)給社會(huì )出行體系帶來(lái)顛覆性改變，創(chuàng )造 巨大社會(huì )效益。 改善交通流量。

當CACC（協(xié)同式自適應巡航控 制）普及率達50%時(shí)，公路交通容量可平均提高22%。 在CACC全面普及的情況下，交通容量的提升率預計在 50%~80%。 

減少碰撞事故。V2X通信可提高車(chē)輛在視距范圍 之外的傳感能力，車(chē)聯(lián)網(wǎng)前期發(fā)展階段駕駛輔助、部分 自動(dòng)駕駛、有條件自動(dòng)駕駛可減少汽車(chē)交通安全事故 50%~80%，提升交通通行效率10%~30%。

 減少溫室氣體排放。自動(dòng)駕駛汽車(chē)將顯著(zhù)降低溫室 氣體排放，改善交通流量、減少損耗并降低燃料消耗。 因為自動(dòng)駕駛汽車(chē)將減少車(chē)輛低速行駛的頻次，從而顯 著(zhù)降低燃料消耗（28%），減少空氣污染和二氧化碳排 放量（近20%）。

摘自《自動(dòng)化博覽》2023年第2期暨《邊緣計算2023專(zhuān)輯》