面向V2X的智能网联交通场景概念设计

　　摘 要 为了研究V2X技术在未来交通中的应用场景，进行了智能网联交通场景概念设计。在本文的设计中，依次从提高交通安全、绿色经济、人性化和全息智能网联高速公路四个方面对多个场景进行场景描述和分析，并对应用要点进行了概括，最后使用PreScan对场景进行建模，并通过动画直观体现智能网联交通场景。本设计可以为V2X技术在具体交通场景的应用提供参考。

　　关键词 智能网联交通 概念设计 交通场景 自动驾驶 V2X

　　智能网络交通(Intelligent Connected Traffic，ICT)是实现车辆智能化、道路协同、自动驾驶，是使交通更加安全、经济、环保的新一代道路交通系统。移动互联网、智能感知等技术使得以自动驾驶为主的ICT成为未来交通发展的必然趋势。

　　V2X技术是实现ICT的关键技术之一，该技术由车辆与车辆(V2V)、车辆与行人(V2P)、车辆与基础设施(V2I)、车辆与网络中心(V2N)组成[1]，主要通过车端、云端、路侧端的信号通信，实现对所有参与道路交通和影响交通的实体信息交互。

　　本文面向V2X技术从提高交通安全、绿色经济、人性化服务和智能网联全息高速公路四个方面出发，对交通场景进行设计并对应用要点进行分析，然后利用PreScan软件仿真建模，通过动画演示直观地表现智能网联交通应用场景，为V2X技术在具体交通场景的应用提供了参考方案，有助于畅想未来交通的新样貌。

　　1 ICT场景设计必要性分析

　　ICT与传统交通相比，最大的优势在于其依托于V2X技术，兼具高度的自动化和智能化特点，从而实现单车智能和车路协同。对传统交通进行分析，发现：

　　(1)行车安全隐患有大型车辆盲区、车辆进入交叉口时盲区、追尾碰撞、车辆变道超车、不良环境下行驶等;

　　(2)车辆行驶车速、排队时的停车次数、行车路径选择不当等行为是造成资源浪费的主要因素;

　　(3)现有的学校、商场等人流量大的场所，缺乏就近过街的途径，公交车缺乏考虑乘客需求，如在现实中逢站必停等现象与以人为本不适应;

　　(4)传统高速公路的路网信息缺乏且准确性较低、隧道进出口盲点和匝道进出口视野盲区问题暂未得到有效解决以及车辆编队行驶效率低下。

　　目前，ICT已成为国际研究热点。欧美日等发达国家已经将智能网联交通提升为国家战略，我国也正在积极布局以充分参与未来国际竞争[2]。我国ICT强调车路一体化发展，不仅需要“智慧的车”，也要“智慧的路”[3]。

　　新一代信息和通信技术由于其自身智能和互联的优势，实现大数据环境下的互联互通，最终在整个交通网络中发挥主导作用，实现整个城市交通网络的完美规划[4]。

　　2 ICT场景设计理念

　　ICT场景概念设计应充分考虑传统交通的缺点以及未来交通发展对ICT场景的需求，场景的设计应符合已有的行业规范和技术标准。目前，各行各界对于ICT场景概念设计的研究在不断完善中，且设计场景趋于多样性和创新性。

　　本文通过对目前已经发表的ICT场景设计的研究成果进行整合优化;另一方面参考T/KJDL 001-2019《营运车辆智能网联终端通用技术规范》[5]、《智能网联汽车道路测试管理规范(试行)》等一系列针对ICT的道路设施和技术等方面的标准和规范。

　　为了达到安全、经济、高效及以人为本的目的，同时为了解决传统交通存在的不足，本文挑选了ICT环境下具有代表性的场景进行了前瞻性概念设计。基于提高交通安全，从360度车辆安全感知和道路环境实时感知两个角度进行了预警场景设计和不同环境自适应场景设计;基于绿色经济，从减少停车次数、减短车辆路径和车速选择进行场景设计;基于人性化服务场景，考虑到城市行人交通需求角度，进行了动态人行横道、响应式公交和无人出租车场景设计;基于高速公路基建角度，从解决传统高速公路盲区视野和路网信息缺乏问题、新型专用车道编队行驶进行了场景设计。具体场景分类见图1。

　　3 ICT场景概念设计

　　3.1 交通安全场景设计

　　3.1.1 360度车辆安全感知

　　360度车辆安全技术是指智能网联车辆通过多个传感器和摄像头，在全车范围内采集全车360度“瞬时信息”，实时识别车辆周围环境的状况，为车辆提供完整准确的车辆环境信息，确保车辆处于相对安全的行驶状态。对此设计以下场景：

　　1.行人鬼探头预警及避让。通过人车、车路交互，车辆实时感知周围的车流、人流状况。盲区中有行人横穿进入车辆危险感知范围，车辆发出“鬼探头”预警信息，立即减速或停车。

　　2.交叉口预警及减速通行。车辆通过高精度地图提前获得路段信息，在驶近交叉口一定距离时实时感知路口车流，当交叉口路段左右向路段有车辆窜出，车辆感知范围内潜在“交叉口预警”，发出预警信息并立即减速让行。

　　3.换道预警。当车辆换道时，自动检测是否具备换道条件。若不满足换道条件，停止换道操作，等待下一换道时机;若满足换道条件，发出换道预警信息，提醒后方车辆保持安全间距，并控制自身车速，完成换道操作。

　　4.紧急减速预警。车辆在道路上行驶时紧急制动，会立即发出紧急减速预警信息并将信息击鼓传花式传递给后方车辆。后方车辆接收预警后，立即减速，增大车辆间距。

　　3.1.2 道路环境实时感知

　　通过将环境传感器、光传感器和其他传感器结合起来，车辆可以感知道路上的环境数据，如暗冰和光照强度，减少不良天气造成的道路环境问题或交通事故，保证车辆安全通行。对此设计以下场景：

　　1.夜间行车。车辆可以根据时间、行驶环境光强度等信息判断是否夜间行车，并执行自动打开车灯、远近光自动切换等操作，同时控制行车速度，保证车辆安全间距。

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文章名称： 面向V2X的智能网联交通场景概念设计

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