车路云一体化融合系统方案

车路云一体化融合控制系统是利用新一代信息与通信技术，将人、车、路、云的物理层、信息层、应用层连为一体，进行融合感知、决策与 控制，可实现车辆行驶和交通运行安全、效率等性能综合提升的一种信息物理系统，也可称为“智能网联汽车云控系统”，或简称“云控系统”。

来源：全球政企解决方案

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车路云一体化融合控制系统白皮书

云控系统是一个复杂的信息物理系统，该系统由网联式智能汽车与其他交通 参与者、路侧基础设施、云控基础平台、云控应用平台、保证系统发挥作用的相 关支撑平台以及贯穿整个系统各个部分的通信网等六个部分组成，其系统架构及组成如图所示。

从上述组成及组成部分之间的关系可以看出，云控基础平台是云控系统的中 枢，是汽车由单纯的交通运输工具逐步转变为智能移动空间和应用终端的产业化 核心所在。

云控基础平台由边缘云、区域云与中心云三级云组成，形成逻辑协同、物理 分散的云计算中心。云控基础平台以车辆、道路、环境等实时动态数据为核心， 结合支撑云控应用的已有交通相关系统与设施的数据，为智能网联汽车与产业相 关部门和企业提供标准化共性基础服务。 

其中，边缘云主要面向网联汽车提供增强行车安全的实时性与弱实时性云控 应用基础服务；区域云主要面向交通运输和交通管理部门提供弱实时性或非实时 性交通监管、执法等云控应用的基础服务，并面向网联汽车提供提升行车效率和 节能性的弱实时性服务；中心云主要面向交通决策部门、车辆设计与生产企业、 交通相关企业及科研单位，提供宏观交通数据分析与基础数据增值服务。三者服 务范围依次扩大，后一级统筹前一级，服务实时性要求逐渐降低，但服务范围逐 步扩大。三级分层架构有利于满足网联应用对实时性与服务范围的各级要求

边缘云是云控基础平台中最接近车辆及道路等端侧的运行环境。从组成结构 上，主要包括轻量级基础设施和虚拟化管理平台、边缘云接入网关、计算引擎和高速缓存、边缘云领域特定标准件和标准化分级共享接口等组成部分。其总体框架如图所示。

轻量级基础设施和虚拟化管理平台：底层为轻量级云计算基础设施，如内存 计算和网络接入资源；上层为轻量级云虚拟化管理平台，实现基础设施的虚拟化 和有效管理。 

边缘云接入网关：包括路–云、车–云和云–云网关。其中路–云网关主要负责 将路侧雷达和摄像头等路侧感知设备的初步感知数据接入边缘云；车–云网关主 要负责将车端可上传总线数据和车端感知数据接入边缘云；云–云网关，负责第三方平台接入融合感知所需的相关数据，如实时气象信息、高精度地图和交通信 号信息等，并负责边缘云之间和边缘云与区域云之间的数据交互。 

高速缓存和计算引擎：高速缓存用以实现对获取的车路动态信息进行缓存， 并由计算引擎进行预处理完成基础计算；两者可以为实时性和弱实时性的云控应 用提供底层数据缓存与处理。 

边缘云领域特定标准件：边缘云主要功能体现为一组领域特定标准件，通过 道路交通预见性感知和决策建议等基础服务，用于支撑盲区与超视距危险预警、 协同换道规划等云控应用功能建设。

区域云面向区域级交通监管与交通执法以及域内车辆等提供基础服务，是多 个边缘云的汇聚点。从组成结构上，主要包括基础设施和虚拟化管理平台、区域 云接入网关、计算引擎和存储分析引擎、区域云领域特定标准件和标准化分级共 享接口等组成部分。

基础设施和虚拟化管理平台：底层为云计算基础设施，如计算、存储和网络 资源；上层为云虚拟化管理平台，实现基础设施的虚拟化和有效管理。 

区域云接入网关：包括路–云、车–云和云–云网关。其中路–云网关和车–云 网关的作用与边缘云相同；云–云网关，负责所需第三方平台相关信息，如实时 气象信息、交通管控信息等的接入，并负责区域云之间和区域云与边缘云、中心 云之间的数据交互。 

大数据存储、大数据分析和计算引擎：大数据存储用以实现对边缘云缓存数 据和必要的路侧监控视频数据进行存储，利用大数据分析相关模型和计算引擎可 以支撑平台弱实时性和非实时性共性服务的分析与处理。 

区域云领域特定标准件：区域云主要功能体现为一组领域特定标准件，通过 协同决策与控制和路网动态管控等基础服务，用于支撑云端最佳路径规划和区域 路网实时态势感知等云控应用功能建设。

中心云面向交通决策部门、车辆设计与生产企业、交通相关企业及科研单位， 基于多个区域云数据的汇聚，为其提供多维度宏观交通数据分析的基础数据与数 据增值服务。从组成结构上，主要包括基础设施和虚拟化管理平台、中心云接入 网关、计算引擎和数据仓库与大数据分析引擎、中心云领域特定标准件和标准化 分级共享接口等组成部分。

中心云的基础设施和虚拟化管理平台，在逻辑结构上与区域云相同，但物理 规模上根据区域范围有所不同。

中心云接入网关：中心云的云–云网关，负责中心云之间和中心云与区域云 之间的数据交互。 

数据仓库、计算引擎与大数据分析：数据仓库基于所连接区域云的交通历史 数据，实现多维度基础数据汇总，并由计算引擎进行大数据分析与处理，实现面 向领域的、全局的数据价值提升。 

中心云领域特定标准件：中心云主要功能体现为领域大数据分析标准件，用 于支撑智能网联汽车和智能交通领域大数据价值提升等云控应用功能建设。领域大数据分析标准件基于云网一体化底座，以汇聚的多个区域云数据为输 入，基于多个区域内车辆及其交通环境的多维度基础汇总数据，通过数据挖掘、 大数据计算与多维交互式分析，将领域数据分析结果以标准化 API 的形式提供 宏观交通数据分析的基础数据与数据增值服务。

标准化分级共享接口：与边缘云和区域云类似，包括标准化数据交互规范和 分级共享接口，支持全局道路交通态势感知、道路交通规划设计评估、驾驶行为 与交通事故分析、车辆故障分析和车险动态定价分析等全局范围云控应用的运行。

云控系统是以云控基础平台为核心、基于共享模式、突破烟囱模式局限性的 一种新型信息物理架构，通过云控基础平台可以获得更为全面的交通动态基础数 据，有利于开展全局监测与控制。其具体特征包括： 

（1）车路云泛在互联：云控系统全域范围内车路云各异构节点，通过标准 化通信机制进行广泛互联通信，打通信息孤岛，构建起用于支持协同控制的闭环 通信链路。 

（2）交通全要素数字映射：云控系统通过对从车路云实时获取的交通系统 各要素状态信息进行分层融合，构建物理世界在数字世界的实时数字映射，统一 为不同的协同应用提供运行所需实时基础数据 。 

（3）应用统一编排：云控系统通过对协同应用的运行方式进行统一编排， 消解应用间行为冲突，利用各应用的优势能力，提升云控系统的车辆与交通运行 优化性能。 

（4）高效计算调度：云控系统通过对协同应用运行的动态位置及所用计算 资源进行统一调度，实现系统资源高效利用，确保协同应用在大并发下按需实时 运行，保障所服务车辆与交通的运行安全。 

（5）系统运行高可靠：云控系统通过车路感知融合、集中计算编排、应用 多重备份等方式，实现车辆与交通运行优化的高可靠性。

云控系统作为一类新型信息物理系统，融合了多种学科、不同领域的前沿技 术，其建设和发展需要攻克架构、感知、控制和通信等方面众多关键技术，包括 边缘云架构技术、动态资源调度技术、感知与时空定位技术、车辆与交通控制技 术以及云网一体化技术等。

云控系统能够增强车辆行车安全、提升行车效率和节能性以及提升交通运行 性能，离不开网联技术、自动驾驶技术与路侧基础设施的能力。基于云控应用的 服务方式，将云控系统的功能分为4 个类别。

云控功能类别从技术角度上明确了控制主体的选择思路，但上述设计并不是唯一的实现方式。在具体应用场景下，考虑业务与用户需求，在满足性能要求条 件下，可对控制主体进行灵活设计。

来源：全球政企解决方案

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