陳正文

（中國(guó)電信股份有限公司上海研究院，上海 200122）

基于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的V2X運(yùn)營(yíng)需求

陳正文

（中國(guó)電信股份有限公司上海研究院，上海 200122）

簡(jiǎn)要介紹了兩種V2X技術(shù)路線(xiàn)，以典型的V2X應(yīng)用場(chǎng)景為例，提出了V2X應(yīng)用部署初期應(yīng)僅提供車(chē)輛主動(dòng)安全提醒服務(wù)的觀點(diǎn)。從公眾移動(dòng)通信網(wǎng)提供V2X應(yīng)用的角度，提出了V2X運(yùn)營(yíng)中所需的功能需求，包括：身份鑒權(quán)、通信功能、通信兼容性、與交通系統(tǒng)對(duì)接、運(yùn)行維護(hù)等功能，并提出了身份證書(shū)發(fā)放、運(yùn)行維護(hù)測(cè)量消息的具體設(shè)想。

V2X；V2V；V2I；V2P；智能交通系統(tǒng)

1 引言

交通運(yùn)輸是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人身安全、環(huán)境保護(hù)等多領(lǐng)域有重要影響。截至2016年6月，我國(guó)汽車(chē)保有量達(dá)1.84億輛，汽車(chē)駕駛?cè)藛T達(dá)2.96億人。截至2015年底，中國(guó)公路通車(chē)總里程達(dá)到457萬(wàn)公里，其中高速公路里程超過(guò)12萬(wàn)公里。隨著交通機(jī)動(dòng)化的不斷發(fā)展，中國(guó)道路交通安全形勢(shì)嚴(yán)峻，每年因道路交通安全事故傷亡人數(shù)超過(guò)20萬(wàn)人，交通事故約470萬(wàn)起，在全球處于事故率、死亡率較高的水平。因此有必要充分利用通信技術(shù)提供新的智能交通應(yīng)用，提升道路交通安全。

V2X是全球智能交通領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，利用車(chē)與基礎(chǔ)設(shè)施（vehicle to infrastructure，V2I）、車(chē)與車(chē)（vehicle to vehicle，V2V）、車(chē)與人（vehicle to pedestrian，V2P）通信，提升交通運(yùn)輸效率與安全。V2I、V2V、V2P統(tǒng)稱(chēng)為V2X。V2X技術(shù)要求車(chē)輛、路側(cè)設(shè)施、行人通信終端具備近距離通信功能，能夠?qū)崿F(xiàn)物理位置相距較近的車(chē)輛、路側(cè)設(shè)施、行人之間通信。

V2X的技術(shù)路線(xiàn)主要為兩種：DSRC（dedicated short range communication，專(zhuān)用短程通信）技術(shù)和公眾移動(dòng)通信網(wǎng)。DSRC的V2X技術(shù)基于IEEE 802.11p協(xié)議，其設(shè)計(jì)以智能交通系統(tǒng)（intelligent transport system，ITS）的應(yīng)用需求為目標(biāo)。IEEE 802.11p定義了物理層和MAC層，在IEEE 802.11基礎(chǔ)上針對(duì)高速運(yùn)動(dòng)的車(chē)輛通信進(jìn)行了特定擴(kuò)展，工作于5.9 GHz頻段，為非授權(quán)的專(zhuān)用頻段。物理層和MAC層之外的網(wǎng)絡(luò)、管理和安全等部分由IEEE 1609系列協(xié)議規(guī)定，應(yīng)用消息集由SAE J2735定義。

歐洲、美國(guó)、日本已基于DSRC技術(shù)開(kāi)展V2X的試驗(yàn)和試用，通常由政府的道路運(yùn)輸管理部門(mén)發(fā)起，汽車(chē)制造商、汽車(chē)電子設(shè)備供應(yīng)商、信息服務(wù)集成商、學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)等參與。

Car2Car聯(lián)盟發(fā)起了2015年在歐洲部署C-ITS（cooperative ITS）的備忘錄，在2012年已有12家汽車(chē)制造商簽署此備忘錄［1］。歐洲已開(kāi)展20個(gè)以上的研究與場(chǎng)地測(cè)試項(xiàng)目，且試驗(yàn)已由原型驗(yàn)證轉(zhuǎn)為真實(shí)環(huán)境的大尺度場(chǎng)地試驗(yàn)，如DRIVE C2X項(xiàng)目中，超過(guò)200輛車(chē)在芬蘭、法國(guó)、德國(guó)、意大利、荷蘭、西班牙、瑞典共行駛150萬(wàn)公里開(kāi)展測(cè)試，九成以上的測(cè)試用戶(hù)對(duì)應(yīng)用表示有意愿使用。歐盟為V2X分配的頻段為5.875～5.905 GHz。

美國(guó)交通部的國(guó)家公路運(yùn)輸安全管理局 （NHTSA）在2014年8月曾宣布計(jì)劃2016年給出法規(guī)建議，擬要求未來(lái)若干年后的新車(chē)配備V2X設(shè)備。2015年9月，美國(guó)交通部在最近一輪試點(diǎn)中在懷俄明州南部、紐約市、弗羅里達(dá)的坦帕市分別試驗(yàn)卡車(chē)安全與效率改進(jìn)、車(chē)流與行人安全、高速公路可變車(chē)道的應(yīng)用［2］。美國(guó)為V2X分配的頻段為 5.850～5.925 GHz。

日本開(kāi)展了多個(gè)V2X測(cè)試項(xiàng)目，并實(shí)施了V2I的建設(shè)，在全國(guó)部署了1 670個(gè)路側(cè)節(jié)點(diǎn)，超過(guò)5萬(wàn)個(gè)車(chē)載節(jié)點(diǎn)。日本在V2X測(cè)試和實(shí)施中使用的頻段為760 MHz。歐洲、美國(guó)、日本DSRC技術(shù)的通信底層不完全一致，已在標(biāo)準(zhǔn)化工作領(lǐng)域建立EU-US-JP task force開(kāi)展溝通和協(xié)調(diào)，期望達(dá)成標(biāo)準(zhǔn)之間的協(xié)同［3］。目前DSRC的設(shè)備供應(yīng)商所出售的通信模塊和終端分為歐洲版、北美版、日本版?；诠娨苿?dòng)通信網(wǎng)的V2X技術(shù)路線(xiàn)相對(duì)DSRC技術(shù)路線(xiàn)起步較晚。3GPP自2015年開(kāi)始啟動(dòng)V2X通信領(lǐng)域研究項(xiàng)目［4，5］，計(jì)劃 2017 年完成通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

V2X應(yīng)用部署面臨商業(yè)模式、信息安全等諸多挑戰(zhàn)，需要有足夠高的車(chē)輛安裝滲透率才能達(dá)到足夠好的應(yīng)用效果。V2X的初期應(yīng)用大部分僅對(duì)駕駛員進(jìn)行提醒，很少直接對(duì)車(chē)輛進(jìn)行控制。隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，V2X對(duì)于自動(dòng)駕駛技術(shù)可起到補(bǔ)充作用，感知到普通傳感器無(wú)法探測(cè)到的直線(xiàn)方向被遮擋的物體和拐角的物體。本文針對(duì)公眾移動(dòng)通信網(wǎng)實(shí)現(xiàn)V2X進(jìn)行運(yùn)營(yíng)需求的探討。

2 V2X應(yīng)用角色與終端分類(lèi)

為探討V2X的運(yùn)營(yíng)需求，首先列出V2X應(yīng)用的參與角色。

·車(chē)輛駕駛?cè)藛T：指機(jī)動(dòng)車(chē)駕駛員，所駕駛的機(jī)動(dòng)車(chē)包括道路營(yíng)運(yùn)車(chē)輛（客運(yùn)車(chē)輛、貨運(yùn)車(chē)輛、出租車(chē)等）、私人輕型轎車(chē)、摩托車(chē)。車(chē)輛的動(dòng)力包括燃油、電動(dòng)、油電混合動(dòng)力等。

·車(chē)主：指上述機(jī)動(dòng)車(chē)的車(chē)輛所有者。車(chē)主的角色僅涉及V2X的機(jī)動(dòng)車(chē)初始身份鑒權(quán)應(yīng)用，并不涉及V2X實(shí)時(shí)通信的應(yīng)用場(chǎng)景。

·行人：指在道路步行的行人，尤其在步行通過(guò)交叉路口、橫穿道路的場(chǎng)景時(shí)。此處并未單列自行車(chē)騎行人員。在大部分應(yīng)用場(chǎng)景中，自行車(chē)騎行者與行人的角色類(lèi)似。

·V2X路側(cè)終端運(yùn)營(yíng)者：指利用V2X路側(cè)終端發(fā)布V2X信息內(nèi)容（道路濕滑、紅燈配時(shí)、道路臨時(shí)施工等）的運(yùn)營(yíng)者。

·V2X業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)者：為V2X系統(tǒng)的車(chē)主、行人、V2X路側(cè)終端運(yùn)營(yíng)者提供業(yè)務(wù)辦理服務(wù)，例如發(fā)放V2X終端、核驗(yàn)申請(qǐng)人身份、故障報(bào)修、客戶(hù)服務(wù)等。

基于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的V2X應(yīng)用場(chǎng)景系統(tǒng)的構(gòu)成如圖1所示。

圖1 基于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的V2X應(yīng)用場(chǎng)景系統(tǒng)構(gòu)成示意

基于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的V2X運(yùn)營(yíng)中，V2X終端與普通的公眾移動(dòng)通信應(yīng)用有一定關(guān)系。對(duì)V2X終端按使用者角色分類(lèi)，見(jiàn)表1。

表1 V2X終端分類(lèi)

V2X車(chē)載終端向周邊發(fā)送本車(chē)的速度、位置等信息。V2X車(chē)載終端分為前裝、后裝兩類(lèi)：前裝V2X車(chē)載終端與車(chē)輛通信總線(xiàn)對(duì)接，可獲取車(chē)速、位置、制動(dòng)操作、方向盤(pán)操作等信息；后裝V2X車(chē)載終端不與車(chē)輛通信總線(xiàn)對(duì)接，而是利用自身的傳感器獲取車(chē)速、位置等信息。V2X行人終端向周邊發(fā)送本終端速度、位置等信息。V2X路側(cè)終端按V2X路側(cè)運(yùn)營(yíng)者指令發(fā)送道路通行相關(guān)消息。為便于表述，將V2X車(chē)載終端、V2X行人終端、V2X路側(cè)終端統(tǒng)稱(chēng)為V2X終端。

可以設(shè)想，在基于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的V2X應(yīng)用中，V2X終端除具備近距離通信能力之外，通常具備通用的公眾移動(dòng)遠(yuǎn)程通信能力。在同一終端中同時(shí)具備兩種通信功能，將有利于降低V2X終端的成本支出，提升V2X應(yīng)用部署的用戶(hù)滲透率，縮短部署周期。同時(shí)，V2X通信與公眾移動(dòng)遠(yuǎn)程通信可有效進(jìn)行信息互通，以提供新的應(yīng)用功能。

在公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)覆蓋范圍內(nèi)，V2X終端在無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)的指揮調(diào)度下進(jìn)行V2X通信；在覆蓋范圍之外，V2X終端自主進(jìn)行V2X通信。V2X車(chē)載終端可與車(chē)載蜂窩通信設(shè)備（通常為T(mén)SP服務(wù)的終端，如T-BOX、OBD終端、車(chē)載多媒體終端）合設(shè)；V2X行人終端可與公眾移動(dòng)通信終端合設(shè)；即消費(fèi)者的智能手機(jī)中提供V2X通信功能；V2X行人終端也可與消費(fèi)者可穿戴設(shè)備合設(shè)，如智能手表、智能手環(huán)等。V2X路側(cè)終端具備公眾移動(dòng)通信能力，與遠(yuǎn)程的應(yīng)用管理系統(tǒng)進(jìn)行V2X應(yīng)用信息的交互。除移動(dòng)通信能力之外，V2X路側(cè)終端可通過(guò)有線(xiàn)通信方式具備遠(yuǎn)程通信能力。

3 V2X應(yīng)用場(chǎng)景

ETSI［4］、3GPP［5，6］、CCSA［7］已 提 出 了 較 全 面 的 V2X 應(yīng) 用場(chǎng)景，此處按應(yīng)用類(lèi)別、通信方式列出典型的應(yīng)用場(chǎng)景。

3.1 行車(chē)安全典型應(yīng)用

行車(chē)安全應(yīng)用以車(chē)輛主動(dòng)安全的服務(wù)方式向駕駛員提供服務(wù)，即車(chē)輛對(duì)駕駛員提供聲、光、振動(dòng)等警告，提醒駕駛員主動(dòng)采取動(dòng)作，避免發(fā)生危險(xiǎn)。

3.1.1 V2V

（1）前車(chē)緊急制動(dòng)預(yù)警

前方有車(chē)輛緊急制動(dòng)，向周邊廣播制動(dòng)消息，本車(chē)收到消息，判斷存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，車(chē)輛向駕駛員發(fā)出前車(chē)緊急制動(dòng)預(yù)警。

（2）前撞預(yù)警

前方車(chē)輛定期向周邊廣播本車(chē)速度、位置、臨時(shí)停車(chē)、行駛緩慢、突然變道等信息，本車(chē)收到前車(chē)的定期消息后，依據(jù)前車(chē)的車(chē)速、位置，判斷出存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，車(chē)輛向駕駛員發(fā)出前撞預(yù)警。

（3）變道危險(xiǎn)預(yù)警

本車(chē)定期接收周邊車(chē)輛的速度、位置消息，當(dāng)本車(chē)駕駛員開(kāi)始變道時(shí)，若側(cè)后方有車(chē)輛高速駛近，或即將進(jìn)入的車(chē)道對(duì)面有來(lái)車(chē)駛近，本車(chē)向駕駛員發(fā)出變道危險(xiǎn)預(yù)警。

（4）交叉路口預(yù)警

本車(chē)即將進(jìn)入的交叉口若存在側(cè)向來(lái)車(chē)，與本車(chē)存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，本車(chē)向駕駛員發(fā)出交叉路口預(yù)警。

（5）遠(yuǎn)光燈提醒

本車(chē)遠(yuǎn)光燈開(kāi)啟狀態(tài)下，若對(duì)面有車(chē)輛駛近，本車(chē)向駕駛員發(fā)出暫時(shí)關(guān)閉遠(yuǎn)光燈提醒。3.1.2 V2I

（1）路面異常預(yù)警

V2X路側(cè)終端向周邊廣播前方路面存在濕滑、結(jié)冰等異常狀況的消息，本車(chē)收到消息后，向駕駛員發(fā)出路面異常預(yù)警。

（2）事故車(chē)道預(yù)警

V2X路側(cè)終端向周邊廣播指定車(chē)道存在事故現(xiàn)場(chǎng)的消息，車(chē)輛收到消息后，向駕駛員發(fā)出事故車(chē)道預(yù)警，便于駕駛員及早減速并轉(zhuǎn)換至非事故車(chē)道。此場(chǎng)景中，V2X路側(cè)終端既可以是長(zhǎng)期固定的V2X路側(cè)終端，也可以是事故處理工作人員臨時(shí)放置的便攜式V2X路側(cè)終端。

（3）施工車(chē)道預(yù)警

V2X路側(cè)終端向周邊廣播指定車(chē)道正在施工的消息，車(chē)輛收到消息后，向駕駛員發(fā)出施工車(chē)道預(yù)警，便于駕駛員及早減速并轉(zhuǎn)換至非施工車(chē)道。

（4）彎道車(chē)速預(yù)警

V2X路側(cè)終端向周邊廣播彎道車(chē)速限速消息，當(dāng)車(chē)輛超速時(shí)，向駕駛員發(fā)出彎道車(chē)速預(yù)警。

3.1.3 V2P

如行人碰撞預(yù)警，V2X行人終端定期向周邊廣播本終端的速度、位置。V2X車(chē)載終端定期向周邊廣播本車(chē)的速度、位置。車(chē)輛收到V2X行人終端的消息，判斷存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，車(chē)輛向駕駛員發(fā)出行人碰撞（前撞或后撞）預(yù)警。V2X行人終端收到V2X車(chē)載終端的消息，判斷存在碰撞風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，V2X行人終端發(fā)出聲音告警。

3.2 交通效率提升應(yīng)用

交通效率提升應(yīng)用利用車(chē)輛主動(dòng)安全的服務(wù)方式向駕駛員提供服務(wù)，即車(chē)輛對(duì)駕駛員提供聲、光、振動(dòng)等告警，提醒駕駛員主動(dòng)采取動(dòng)作，提升車(chē)輛道路通行的效率。

3.2.1 V2V

公路橋梁施工之前，需要做好充分的準(zhǔn)備工作，進(jìn)而保證公路橋梁的施工能夠順利的進(jìn)行。施工之前，相關(guān)管理人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，對(duì)施工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審查，根據(jù)實(shí)際情況對(duì)施工方案進(jìn)行合理的修改。需要提前考慮好施工過(guò)程中可能遇到的各種問(wèn)題，然后嚴(yán)格根據(jù)施工方案以及相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的要求進(jìn)行施工。如果在施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，需要及時(shí)采取相應(yīng)的解決措施，進(jìn)而保證公路橋梁施工的質(zhì)量以及安全。

（1）緊急車(chē)輛優(yōu)先

急救車(chē)、消防車(chē)、警車(chē)、道路清障車(chē)等需要快速行進(jìn)的車(chē)輛向周邊發(fā)出V2X消息，周邊車(chē)輛收到消息后主動(dòng)讓開(kāi)該緊急車(chē)輛所需的車(chē)道，使該緊急車(chē)輛快速通行。

（2）公交車(chē)輛優(yōu)先

公共交通車(chē)輛需要在工作日早、晚高峰在公交專(zhuān)用車(chē)道中快速通行。在工作日早、晚高峰時(shí)，公交車(chē)輛向周邊車(chē)輛發(fā)出V2V消息，周邊車(chē)輛收到消息后，主動(dòng)離開(kāi)公交專(zhuān)用車(chē)道，使公交車(chē)輛快速通行。

3.2.2 V2I

（1）高速緊急車(chē)道違規(guī)記錄

為整治車(chē)輛違規(guī)占用高速公路緊急車(chē)道的行為，高速公路的V2X路側(cè)終端接收車(chē)輛V2X信息后，記錄駛?cè)刖o急車(chē)道車(chē)輛的V2X消息。路側(cè)終端記錄下的車(chē)輛V2X消息被傳送至云端系統(tǒng)計(jì)算分析，判斷車(chē)輛駛?cè)刖o急車(chē)道的時(shí)長(zhǎng)、行駛距離，判斷是否為違規(guī)占用緊急車(chē)道。同時(shí)，V2X路側(cè)終端發(fā)出的消息中帶有緊急車(chē)道警示，V2X車(chē)載終端收到后，結(jié)合自身車(chē)速、位置，判斷是否違規(guī)。若違規(guī)，車(chē)載終端利用車(chē)輛主動(dòng)安全功能提示駕駛員應(yīng)駛離緊急車(chē)道。

為整治車(chē)輛違規(guī)占用公交專(zhuān)用車(chē)道的行為，公交專(zhuān)用車(chē)道的V2X路側(cè)終端在工作日早、晚高峰期接收車(chē)輛V2X信息后，記錄駛?cè)牍粚?zhuān)用車(chē)道車(chē)輛的V2X消息。路側(cè)終端記錄下的車(chē)輛V2X消息將被傳送至云端系統(tǒng)計(jì)算分析，從而判斷車(chē)輛駛?cè)牍卉?chē)道的時(shí)長(zhǎng)、行駛距離，并判斷是否為違規(guī)占用公交專(zhuān)用車(chē)道。同時(shí)，V2X路側(cè)終端發(fā)出的消息中帶有公交專(zhuān)用車(chē)道警示，V2X車(chē)載終端收到后，結(jié)合自身車(chē)速、位置，判斷是否違規(guī)。若違規(guī)，車(chē)載終端利用車(chē)輛主動(dòng)安全功能提醒駕駛員駛離公交專(zhuān)用車(chē)道。

（3）交通擁堵周邊廣播

智能交通應(yīng)用系統(tǒng)探測(cè)到某路段出現(xiàn)交通擁堵，應(yīng)用系統(tǒng)通知該路段的V2X路側(cè)終端，由V2X路側(cè)終端向周邊廣播交通擁堵消息。V2X車(chē)載終端收到交通擁堵消息后，向駕駛員發(fā)出警示，便于駕駛員提前采取繞行措施。

3.3 應(yīng)用場(chǎng)景小結(jié)

上述應(yīng)用場(chǎng)景的典型通信距離為100～2 000 m。雖然業(yè)界提出的V2X應(yīng)用場(chǎng)景也包括車(chē)輛自動(dòng)／半自動(dòng)駕駛、交通信號(hào)燈自動(dòng)配時(shí)等應(yīng)用，但中國(guó)交通環(huán)境中的車(chē)輛、行人密集，建議初期部署時(shí)僅提供利用車(chē)輛主動(dòng)安全服務(wù)進(jìn)行提示的V2X應(yīng)用，不應(yīng)過(guò)早部署車(chē)輛自動(dòng)／半自動(dòng)駕駛、交通信號(hào)燈自動(dòng)配時(shí)等自動(dòng)控制V2X應(yīng)用。

業(yè)界在V2X研究中除提及行車(chē)安全、交通效率提升之外，信息娛樂(lè)應(yīng)用也曾被提及。由于信息娛樂(lè)應(yīng)用可以容忍相對(duì)長(zhǎng)的時(shí)延，而且來(lái)源更為開(kāi)放，給安全管理將帶來(lái)較大挑戰(zhàn)，因此不適于在V2X體系中提供，而應(yīng)利用TSP服務(wù)體系提供。

4 V2X身份鑒權(quán)需求

V2X體系商業(yè)運(yùn)營(yíng)中，需保證通信參與者身份的真實(shí)性、不可抵賴(lài)性，且其身份信息不能被泄露。NHTSA［8］和Daniel Angermeier［9］的研究都提出V2X身份鑒權(quán)存在長(zhǎng)周期、短周期的身份鑒權(quán)機(jī)制。結(jié)合公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的運(yùn)營(yíng)機(jī)制，本文提出以下V2X身份鑒權(quán)運(yùn)營(yíng)的設(shè)想。

4.1 長(zhǎng)周期身份鑒權(quán)

需建立對(duì)V2X終端進(jìn)行長(zhǎng)周期身份鑒權(quán)的機(jī)制，在較長(zhǎng)時(shí)間段（如1年）內(nèi)，保持對(duì)該終端身份認(rèn)可。V2X業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)者通過(guò)V2X運(yùn)營(yíng)平臺(tái)執(zhí)行此類(lèi)運(yùn)營(yíng)環(huán)節(jié)。

4.1.1 V2X車(chē)載終端

在車(chē)輛年檢場(chǎng)所設(shè)置V2X身份鑒權(quán)裝置，確認(rèn)V2X車(chē)載終端的ID、車(chē)架號(hào)、車(chē)牌號(hào)綁定一致。此身份鑒權(quán)環(huán)節(jié)通常由車(chē)主配合V2X業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)者執(zhí)行。

4.1.2 V2X行人終端

V2X運(yùn)營(yíng)平臺(tái)按設(shè)定的長(zhǎng)周期發(fā)起對(duì)V2X行人終端的鑒權(quán)驗(yàn)證，確認(rèn)V2X行人終端的ID與該終端的IMSI、MEID綁定一致。

4.1.3 V2X路側(cè)終端

V2X運(yùn)營(yíng)平臺(tái)按設(shè)定的長(zhǎng)周期發(fā)起對(duì)V2X路側(cè)終端的鑒權(quán)驗(yàn)證，確認(rèn)V2X路測(cè)終端的ID與該終端的IMSI、MEID綁定一致。此身份鑒權(quán)環(huán)節(jié)由V2X路側(cè)終端運(yùn)營(yíng)者配合V2X業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)者執(zhí)行。

若V2X路側(cè)終端布放在偏遠(yuǎn)地區(qū)，該地區(qū)尚未提供公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)覆蓋，則V2X路側(cè)終端運(yùn)營(yíng)者可利用路政巡查車(chē)輛攜帶V2X身份鑒權(quán)裝置，利用V2V通信方式，對(duì)該地區(qū)的V2X路側(cè)終端進(jìn)行長(zhǎng)周期身份鑒權(quán)，確認(rèn)V2X路側(cè)終端的ID與地理位置一致。

4.2 短周期證書(shū)發(fā)放

V2X運(yùn)營(yíng)平臺(tái)向具備合法長(zhǎng)周期身份的V2X終端發(fā)放短周期身份證書(shū)。短周期身份證書(shū)的發(fā)放周期可以為1周、1月。

5 V2X通信功能需求

5.1 無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)覆蓋

在公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)覆蓋范圍內(nèi)，V2X終端使用無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)元指示的無(wú)線(xiàn)資源進(jìn)行V2X通信。在覆蓋范圍之外，V2X終端之間仍可進(jìn)行V2X通信，但通信的并發(fā)性能、云端系統(tǒng)的支持相對(duì)較弱。

5.2 無(wú)線(xiàn)資源分配

當(dāng)V2X終端處于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的無(wú)線(xiàn)覆蓋范圍內(nèi)時(shí)，無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)元可以為V2X終端分配可用的無(wú)線(xiàn)資源。當(dāng)V2X終端進(jìn)入一個(gè)新的公眾移動(dòng)通信的蜂窩小區(qū)時(shí)，向無(wú)線(xiàn)接入網(wǎng)元申請(qǐng)無(wú)線(xiàn)資源分配，接入網(wǎng)元利用V2X終端的長(zhǎng)周期證書(shū)確認(rèn)其身份合法，為其分配無(wú)線(xiàn)資源。

5.3 消息廣播

（1）終端例行消息廣播

V2X終端定期向周邊廣播自身的位置、速度、行進(jìn)方向等消息。

（2）終端事件消息廣播

V2X終端自身連接的傳感器感知數(shù)據(jù)后生或特定事件，觸發(fā)V2X終端向周邊廣播該事件消息。如橋面的V2X路側(cè)終端接收冰層監(jiān)測(cè)傳感器的事件，向周邊廣播橋面結(jié)冰的消息。

（3）云端事件消息廣播

V2X終端被V2X應(yīng)用系統(tǒng)下發(fā)的事件觸發(fā)，向周邊廣播該事件消息。如V2X應(yīng)用系統(tǒng)得知某路段發(fā)生道路擁堵，向該處延伸段的多個(gè)V2X路側(cè)終端下發(fā)該消息，多個(gè)V2X路側(cè)終端向周邊廣播該道路擁堵消息。

5.4 業(yè)務(wù)消息身份鑒權(quán)

在V2X通信過(guò)程中，V2X終端對(duì)收到的每條V2X消息進(jìn)行身份鑒權(quán)，確認(rèn)該消息的發(fā)送者具有合法的短周期身份證書(shū)。

大部分 V2X消息的發(fā)送頻率為 10 Hz［5］，且不同終端的消息發(fā)送時(shí)刻是隨機(jī)的。V2X終端需在高并發(fā)狀態(tài)下對(duì)所收到的每條V2X消息的身份鑒權(quán)，鑒權(quán)的時(shí)長(zhǎng)不超過(guò) 100 ms。

6 V2X通信兼容性需求

基于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的V2X通信在網(wǎng)絡(luò)通信的物理層、MAC層與IEEE 802.11p不兼容，但在應(yīng)用層應(yīng)盡量與全球的主流應(yīng)用協(xié)議保持兼容，并可擴(kuò)展中國(guó)適用的應(yīng)用消息。不同電信運(yùn)營(yíng)商的公眾移動(dòng)通信網(wǎng)所管理的V2X終端之間需可進(jìn)行近距離V2X通信。

7 V2X網(wǎng)絡(luò)與交通系統(tǒng)對(duì)接需求

基于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)的V2X系統(tǒng)中，V2X應(yīng)用系統(tǒng)是多種應(yīng)用的運(yùn)行平臺(tái)。V2X終端與V2X應(yīng)用系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用消息交互，實(shí)現(xiàn)多種應(yīng)用。當(dāng)V2X路側(cè)終端采用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接V2X應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，可采用道路建設(shè)時(shí)所鋪設(shè)的專(zhuān)用有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)。為實(shí)現(xiàn)V2X終端進(jìn)行云端事件消息廣播，V2X應(yīng)用系統(tǒng)可與智能交通信息系統(tǒng)對(duì)接，進(jìn)行交通實(shí)時(shí)信息交互。

8 V2X系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)需求

V2X終端通常不具有圖形化人機(jī)交互界面，且路側(cè)終端無(wú)人值守，需建立自動(dòng)運(yùn)行維護(hù)機(jī)制。

在V2X應(yīng)用消息中，需設(shè)置用于V2X終端自動(dòng)運(yùn)行維護(hù)的測(cè)量消息。需求為：

·V2X應(yīng)用系統(tǒng)具備發(fā)送、接收V2X測(cè)量消息的功能，并通過(guò)對(duì)測(cè)量消息的分析，判斷V2X終端的功能是否正常；

·V2X終端具備發(fā)送、接收并回傳V2X測(cè)量消息的功能，V2X終端接收到周邊其他V2X終端的測(cè)量消息時(shí)回傳至V2X應(yīng)用系統(tǒng)，應(yīng)用系統(tǒng)匯總所收到的測(cè)量消息內(nèi)容，判斷V2X終端的工作狀態(tài)是否正常。

9 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)基于公眾移動(dòng)通信網(wǎng)提供V2X商業(yè)應(yīng)用提出了V2X系統(tǒng)在運(yùn)營(yíng)中需考慮的需求，包括身份鑒權(quán)、通信功能、通信兼容性、運(yùn)行維護(hù)等需求。其中，對(duì)身份鑒權(quán)、運(yùn)行維護(hù)的需求借鑒了電信運(yùn)營(yíng)商網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合智能交通行業(yè)特點(diǎn)，提出了身份證書(shū)發(fā)放、運(yùn)維測(cè)量消息等具體設(shè)想，對(duì)V2X的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定具有一定參考價(jià)值。

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Operation requirements for V2X communication of PLMN

CHEN Zhengwen
Shanghai Research Institute of China Telecom Co.，Ltd.，Shanghai 200122，China

Two kinds of V2X technology were introduced briefly and several typical V2X use cases were listed.It was suggested that V2X applications should be deployed with vehicular active safety function firstly.Based on V2X communication of PLMN，operation requirements were provided，including identity authentication，communication function，interoperation of communication，interface with road transport system，operation and maintenance，especially including ideas of delivering identity certifications and measurement messages.

vehicle to X，vehicle to vehicle，vehicle to infrastructure，vehicle to pedestrian，intelligent transport system

TN929.5

A

10.11959／j.issn.1000-0801.2016227

2016-07-10；

2016-08-15

陳正文（1973-），女，中國(guó)電信股份有限公司上海研究院高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)蜂窩通信技術(shù)。