高继岗

摘 要：车路协同系统（CVIS），作为智能交通运输系统（ITS）的重要子系统，近年来备受国内外科研人员关注，是当前智慧交通研究、发展与应用的热点。本文通过搜集与查阅资料文献，对当前国内外车路协同技术的研究现状进行了归纳，总结和整理，对车路协同系统中的主要技术进行了较为具体的介绍。同时对在5G技术及大数据环境下的车路协同系统进行了展望，为今后对车路协同系统的研究提供了一定的理论依据。

关键词：车路协同;研究现状;主要技术;5G

1 绪论

当前社会环境下，科学技术不断更新换代，5G时代下，车路协同技术，凭借其突出的优势：能够实时观察分析车辆所处的交通情况以及自身的运行状况，从而为驾驶员提供更好的驾驶方案和驾驶行为，降低车辆的出行延误，减少车辆的能源消耗，提高道路通行能力，改善其服务水平，而越来越受到交通管理人员的研究和重视。我国于2000年正式开始研究智能交通系统，经过无数位交通专家学者以及交通从业人员的不懈奋斗，目前已取得了一些客显著的成果，例如智能公路磁诱导系统，车辆自动保持车道控制技术等。2011年，交通部门正式实施“智能车路协同关键技术研究”计划。在清华大学的引领下，我国众多高校纷纷加入其中进行研究，目前已经实现了车路协同系统在多个典型场景的成功应用。

为了实现车路协同中对车辆的精确定位，张辉，庄文盛等人[1]提出了一种基于对信息标识进行识别的车辆定位方法。该方法是在道路上安装一种储存道路信息的标识，当车辆驶过，车上的成像装置便会对对标识图像进行拾取，利用特定算法，将其实现直线拟合，得到车辆的运动方向，结合识别出来的图像信息，得到车辆的精确位置，从而实现车辆的精确定位。

2 车路协同系统功能及主要技术

2.1 车路协同系统的功能

车路协同系统的目标：保证驾驶员能实时感知到车辆自身的运行状态和前方道路的交通状况，确保交通服务提供者能够提供必要的及时的交通服务，确保路网能够安全，快速，畅通地运行，提高出行者的出行体验，保障其出行安全，提高道路的通行能力和服务水平。

2.2 系统主要技术

（1）车—车/车—路通信技术。应用于车路协同中的4G/5G、专用短程通信（DSRC）、WiFi等通信技术能够很好地在保证车辆间信息的互通。美国加州大学洛杉矶分校，在2009年开发了名为CVeT的车路协同试验平台。王丛丛[2]在考虑信道接入协议的基础，融合了及多通信模式，对车路协同情况下车车、车路之间信息交互性能进行了优化改善。

（2）基于车路协同的交通安全技术。在交通安全方面，车路协同技术也发挥了极其重要的作用。马小陆等人[3]通过研究车车通信方式，开发出一种新的嵌入式前向碰撞预警系统。杨晓光等[4]研究了在车路协同条件下的车辆辅助换道，其目的是为了保证车辆安全换道的条件下尽可能地提高道路的使用效率。

（3）基于车路协同的交通控制技术。张建保等人[5]基于车路协同技术，实时获取道路上车辆的行驶状态和交通信息。借助车速引导，完成车辆与交通控制系统之间所必要的动态交互和信息交流。王一喆等人[6]提出了在车路协同情况下的交叉口信号控制方法，并建立了计算模型。

3 5G时代下的车路协同系统

随着5G技术的不断成熟，万物互联时代即将到来。在此背景下，车路协同技术将会得到更进一步地提升与改善。本节主要从5G对自动驾驶以及路侧设施的建设两个方面进行阐述。

3.1 5G与车辆驾驶

在当前4G水平下，信息传输的及时性，可靠性远远不能满足车辆自动驾驶的需求。5G的到来，使车辆的自动驾驶技术得到了极大地飞跃发展。

首先，5G带来的是数据传输的更低的延迟与更高的可靠性，即车辆与周围环境及云平台之间更快信息传输的纽带。

其次，5G技术将实现“万物互联”，人、车、路之间不再彼此割裂，而是真正融为一体。5G强大的网络能力将增强车辆的感知系統，面对道路的突发状况，能够更快的做出判断，对车辆采取有效的处理措施，将大大降低道路交通事故的发生，使驾驶人能够获得更安全的出行体验。

3.2 5G与智慧路侧系统

为在5G技术潮流的驱动下，更好地解决日益突出的交通安全、效率问题，介绍一下5G时代下的智慧路侧系统的架构。

（1）V2X通信。V2X通信是指借助某种满足低时延、高可靠要求的通信技术，实现车与车、车与路、车与其他设备之间实时信息交互。目前，主流的V2X通信技术包括基于802.11p的DSRC和基于蜂窝通信的LTE-V及5G通信，DSRC技术体系已经趋于稳定，LTE-V技术正在演进之中，但由于LTE-V可以平滑过渡到5G，因而LTE-V技术有更大发展空间。

（2）高精定位基站。目前，大部分定位系统由于技术的有限性，其定位精度可达米级。但在5G技术的支持下，凭借其极低的信息传输延迟与高可靠性，可持续跟踪所有可见卫星，并通过数据电台向移动站发送差分修正数据。流动站接收基准站发射的差分修正数据，并在内部进行位置解算处理，实时获取流动站高精位置，从而实现对车辆的高精度定位。

（3）高精地图分发。高精地图就是在常规地图之上叠加更细化的道路参数图层、更实时的交通状态图层，即静态高精图层和动态高精图层。借助5G技术，实现高精地图的分发。与传统地图不同的是增加了局部地图动态更新方式，静态高精图层数据主要通过云端获取方式，动态高精图层数据则需要从邻近区域的RSU获取最实时的动态数据。

4 总结

车路协同系统，通过技术手段将车车，车路以及车与驾驶人之间进行有机的连接，确保交通出行变得更加的智能化，安全化与舒适化，使出行者能够得到更好的出行服务与驾驶体验，因此必定是今后智能交通发展的主要趋势。

虽然车路协同技术的研究目前已取得了一些进展，但是未来的发展需要解决的困难还有许多，例如：缺少统一的协议标准;某些核心技术仍处于研究和试验阶段;缺少国家法律法规的支撑;以及对于出行者的出行隐私的保障等，这些问题还有待于进一步改进。

参考文献：

[1]张辉，庄文盛，杨永强，等.车路协同系统中的车辆精确定位方法研究[J].公路交通科技，2017，34（5）：137-140.

[2]王丛丛.车路协同系统中信息交互性能优化方法研究[D].北京：北京交通大学，2015.

[3]马小陆，王川宿，汤新宁.基于车车通信的嵌入式前向碰撞预警系统[J].中国公共安全（学术版），2015（1）：79-82.

[4]杨晓光，黄罗毅，王吟松，等.基于车车通信的换道超车轴助系统设计与实现[J].公路交通科技，2012，29（11）：

120-124.

[5]张建保，冉斌，梅朝辉，等.车路协同下道路交叉口信号控制优化方法[J].交通运输系统工程与信息，2013，13（3）：

40-45.

[6]王一喆，刘洋东.基于车路协同技术的现代路面电车速度引导和信号优先控制系统[M].北京：电子工业出版社2014：1-10.