陳靜萍

摘 要：為解決傳統(tǒng)公交出行“候車(chē)久、行車(chē)慢、行程長(zhǎng)、換乘不便捷，公交吸引力下降”的痛點(diǎn)，本研究在長(zhǎng)沙市11條核心路段的39條客流量較大的公交線路打造智能網(wǎng)聯(lián)公交，改造139個(gè)路口。研究采用智能網(wǎng)聯(lián)手段，從端（車(chē)）、路（路側(cè)）、管（網(wǎng)絡(luò)）和云（云控平臺(tái)）等四個(gè)方面構(gòu)建端到端的C-V2X車(chē)路協(xié)同解決方案，建設(shè)具備前瞻性的智慧公交應(yīng)用場(chǎng)景，符合技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)及未來(lái)可擴(kuò)展需求。

關(guān)鍵詞：智能網(wǎng)聯(lián)汽車(chē);測(cè)試場(chǎng)景;路側(cè)系統(tǒng);信息傳輸系統(tǒng);智能網(wǎng)聯(lián)云平臺(tái)

1 研究背景

當(dāng)前，傳統(tǒng)的公交出行面臨“候車(chē)久、行車(chē)慢、行程長(zhǎng)、換乘不便捷，公交吸引力下降”的痛點(diǎn)，城市公交在運(yùn)營(yíng)和管理等方面正面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，主要表現(xiàn)在如下兩個(gè)方面：公交出行的需求和供給矛盾，導(dǎo)致公交分擔(dān)率、客運(yùn)量、線路效率下降;當(dāng)前公交信息化手段，難以有效提升服務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)“客流”和“運(yùn)力”的均衡供需匹配。

常見(jiàn)的技術(shù)手段難以解決公交車(chē)的痛點(diǎn)問(wèn)題。目前，智能聯(lián)網(wǎng)汽車(chē)（自動(dòng)駕駛）已成為汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展新方向、新動(dòng)力以及未來(lái)發(fā)展制高點(diǎn)，本研究采用智能網(wǎng)聯(lián)手段，依托長(zhǎng)沙市2019年的100公里智慧高速、100平方公里城市開(kāi)放道路的建設(shè)成果在示范區(qū)內(nèi)深耕細(xì)作，加大示范區(qū)智能網(wǎng)聯(lián)的覆蓋范圍，打造智能網(wǎng)聯(lián)公交。為提升長(zhǎng)沙市新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革引領(lǐng)能力，打造全國(guó)規(guī)模最大、技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)先、配套設(shè)施完善的交通強(qiáng)國(guó)示范區(qū)、國(guó)家車(chē)聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)、國(guó)家公交都市建設(shè)示范城市。

2 建設(shè)內(nèi)容

（1）建設(shè)范圍。研究選擇長(zhǎng)沙市范圍內(nèi)公交車(chē)流量、載客量最大的11條核心路段，依托長(zhǎng)沙市交通局統(tǒng)計(jì)公交車(chē)輛日載客量數(shù)據(jù)排名，同時(shí)選擇與核心路段貼合度較高39條客流量占比較大的公交線路，選取線路覆蓋長(zhǎng)沙部分主、次干道。路側(cè)系部署主要服務(wù)于長(zhǎng)沙市范圍內(nèi)客流量較大的公交車(chē)、特種車(chē)輛交通信號(hào)優(yōu)先通行功能和社會(huì)車(chē)輛的輔助駕駛功能。本研究將有助于構(gòu)建“公交優(yōu)先、車(chē)路協(xié)同”高水平、高品質(zhì)的城市公交服務(wù)體系，引導(dǎo)城市公交服務(wù)健康可持續(xù)發(fā)展。

（2）項(xiàng)目建設(shè)計(jì)劃。本研究改造139個(gè)路口、合已建成2019年38個(gè)路口，共計(jì)約177個(gè)路口?；谲?chē)路協(xié)同公交信號(hào)優(yōu)先技術(shù)將惠及長(zhǎng)沙市20%的公交車(chē)輛、長(zhǎng)沙市11條核心道路相關(guān)乘客共計(jì)18萬(wàn)人次。

（3）測(cè)試場(chǎng)景設(shè)計(jì)。本研究可實(shí)現(xiàn)公交信號(hào)優(yōu)先等場(chǎng)景，通過(guò)V2X技術(shù)填補(bǔ)車(chē)輛自身的傳感器盲區(qū)，系統(tǒng)可進(jìn)階實(shí)現(xiàn)“車(chē)、路、人”的動(dòng)態(tài)信息實(shí)時(shí)交互。在為人工駕駛提供輔助的同時(shí)，也可為單車(chē)自動(dòng)駕駛技術(shù)提供更可靠的環(huán)境信息支撐。實(shí)現(xiàn)車(chē)-路-云的有效協(xié)同，能夠在一定程度上保證交通安全，提高通行效率，從而形成的安全、高效和環(huán)保的道路交通系統(tǒng)。

本研究V2X網(wǎng)聯(lián)場(chǎng)景應(yīng)用服務(wù)主要包含以下場(chǎng)景服務(wù)功能：1）公交優(yōu)先通行;2）信號(hào)燈感知和綠波車(chē)速引導(dǎo);3）緊急車(chē)輛優(yōu)先、特勤保障;4）闖紅燈預(yù)警;5）公交車(chē)專(zhuān)用車(chē)道偏離報(bào)警;6）路網(wǎng)運(yùn)行狀態(tài)提醒。

3 設(shè)計(jì)方案

（1）總體設(shè)計(jì)架構(gòu)——“車(chē)-路-云”體系框架。本研究充分結(jié)合車(chē)路協(xié)同V2X、交通大數(shù)據(jù)及云計(jì)算等新興技術(shù)，搭建智慧公交-路側(cè)智能系統(tǒng)-創(chuàng)新中心云控平臺(tái)的“車(chē)-路-云”體系框架，充分融合長(zhǎng)沙城市超級(jí)大腦、長(zhǎng)沙市交通綜合運(yùn)行協(xié)調(diào)與應(yīng)急指揮中心（TOCC）、智能網(wǎng)聯(lián)云控管理平臺(tái)等交通大數(shù)據(jù)的應(yīng)用，建設(shè)具備前瞻性的智慧公交應(yīng)用場(chǎng)景，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)成本，來(lái)支持面向不同類(lèi)別的創(chuàng)新應(yīng)用，符合技術(shù)演進(jìn)趨勢(shì)及未來(lái)可擴(kuò)展需求。

（2）車(chē)端。智能車(chē)載終端的加裝主要實(shí)現(xiàn)與車(chē)輛運(yùn)行系統(tǒng)和車(chē)端顯示系統(tǒng)的對(duì)接，在智慧管理方面，智能車(chē)載終端實(shí)時(shí)上傳自車(chē)運(yùn)行信息并接收中心平臺(tái)下發(fā)指令，實(shí)現(xiàn)管理者對(duì)智慧公交的遠(yuǎn)程跟蹤與管理。

（3）路側(cè)系統(tǒng)。智能路側(cè)系統(tǒng)是一個(gè)綜合的路側(cè)平臺(tái)，向上與管理中心進(jìn)行對(duì)接，向下與路端基礎(chǔ)設(shè)施、路端傳感系統(tǒng)、路端發(fā)布系統(tǒng)等進(jìn)行對(duì)接，具備基于車(chē)路交互技術(shù)獲取車(chē)輛的運(yùn)行信息能力。

本研究針對(duì)需求重點(diǎn)改造的139個(gè)路口，每個(gè)路口配置一套/兩套智能路側(cè)終端，實(shí)現(xiàn)車(chē)與路、路與云之間信息上傳下載，保證該區(qū)域車(chē)路云三者之間互聯(lián)互通。同時(shí)在每個(gè)路口設(shè)置一套信號(hào)機(jī)學(xué)習(xí)終端，實(shí)時(shí)采集該路口信號(hào)機(jī)狀態(tài)信息，并通過(guò)智能路側(cè)終端將信號(hào)燈數(shù)據(jù)廣播出來(lái)。

（4）信息傳輸系統(tǒng)。信息傳輸系統(tǒng)分為無(wú)線傳輸和有線傳輸2個(gè)部分，其中車(chē)與車(chē)、車(chē)與路、車(chē)與云、路與云端采用無(wú)線傳輸方式。車(chē)與車(chē)、車(chē)與路采用C-V2X通信方式，車(chē)與云、路與云采用運(yùn)營(yíng)商4G/5G公網(wǎng)傳輸方式。

路與云之間除了采用無(wú)線通信方式之外，為了保障可靠性及安全性，本次研究采用有線通信方式。

（5）智能網(wǎng)聯(lián)云平臺(tái)。在2019年長(zhǎng)沙雙一百項(xiàng)目，創(chuàng)新中心已搭建一套區(qū)域性協(xié)同智能網(wǎng)聯(lián)云控管理平臺(tái)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)云控平臺(tái)），云控平臺(tái)是一個(gè)宏觀感、處、控中心，具有精細(xì)化感知宏觀區(qū)域交通狀態(tài)、道路狀態(tài)、動(dòng)態(tài)目標(biāo)狀態(tài)信息，并進(jìn)行實(shí)時(shí)和歷史數(shù)據(jù)分析，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)宏觀交通流優(yōu)化的功能。

本研究新增智能路側(cè)系統(tǒng)應(yīng)匹配云控平臺(tái)，滿(mǎn)足智能路側(cè)系統(tǒng)協(xié)同管理、支持多路側(cè)設(shè)備協(xié)同場(chǎng)景調(diào)度要求。

云控平臺(tái)負(fù)責(zé)接收車(chē)輛上報(bào)的信息，并經(jīng)過(guò)策略計(jì)算，將相關(guān)信息推送到車(chē)輛，云控平臺(tái)應(yīng)包括IT基礎(chǔ)設(shè)施、外場(chǎng)設(shè)備管理中心和V2X業(yè)務(wù)中心等軟件功能模塊或類(lèi)似功能模塊。

4 點(diǎn)位設(shè)計(jì)方案

本項(xiàng)目在路口設(shè)置智能路側(cè)終端RSU，實(shí)現(xiàn)車(chē)與路、路與云之間信息上傳下載，保證該區(qū)域車(chē)路云三者之間互聯(lián)互通。在RSU安裝的桿件上配置抱桿機(jī)箱，機(jī)箱內(nèi)配置路口匯聚交換機(jī)、光纖收發(fā)器、信號(hào)避雷器、電源避雷器等設(shè)施。

智能路側(cè)終端與交換機(jī)之間通過(guò)STP-6連接。

本項(xiàng)目根據(jù)路口的形式不同配置不同數(shù)量的智能路側(cè)終端RSU：1）標(biāo)準(zhǔn)十字形平交口/T形平交口：每個(gè)路口配置一套智能路側(cè)終端RSU;2）特殊十字形平交口：特殊十字形平交口是指平交口有上跨橋梁的路口，每個(gè)路口配置2套智能路側(cè)終端RSU;3）環(huán)島形平交口：在每個(gè)路口配置4套智能路側(cè)終端RSU。

亮點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)：本研究的智能網(wǎng)聯(lián)公交改造基于車(chē)路協(xié)同公交信號(hào)優(yōu)先技術(shù)，將惠及長(zhǎng)沙市20%的公交車(chē)輛、相關(guān)乘客共計(jì)18萬(wàn)人次。

本研究具有以下亮點(diǎn)與創(chuàng)新點(diǎn)：1）引領(lǐng)“公交優(yōu)先、車(chē)路協(xié)同”

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、政策制定;2）全面支持智能公交的城市開(kāi)放道路;3）開(kāi)放道路與V2X技術(shù)高度融合，提供全面觸達(dá)群眾日常出行服務(wù);4）打造效率公交、引領(lǐng)公交出行新風(fēng)范;5）深化公交信號(hào)優(yōu)先體系，服務(wù)日常民眾出行;6）實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)車(chē)輛優(yōu)先通行、服務(wù)大眾;7）提供智慧交通精細(xì)化管理服務(wù);8）充分考慮車(chē)路云一體化信息安全。