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案例頻道★中國聯合網絡通信有限公司北京市分公司 張旭，張天元，牟磊，高海丹
★國家智能網聯汽車創新中心 梁浩
1 目標和概述
1.1 方案背景
“新基建”政策的提出，催化了中國經濟發展， 帶動了產業革命。車聯網作為新基建重要方向之一，目 前已成為國家戰略，政策持續加碼，相關的國家級指導 建議明確表示要促進“5G+車聯網”協同發展。
智慧交通正從信息化向智能網聯化轉變，智慧公路 的建設是智慧交通的重要環節，而“云-網-邊-端”也逐 漸成為智慧公路新一代的技術架構。在新技術架構中， “邊”的作用越發突顯，應用場景也越來越廣泛。當前 車聯網發展較為迅速，但智能駕駛、無人駕駛等技術的 應用給交通管理和人身安全帶來新的挑戰，安全問題日 益凸顯，不僅包括網絡和數據安全，還包括車輛運行安 全、司機及乘客人身安全等。
1.2 方案概述
隨著車路云一體化智能網聯汽車的高速發展，新業 態、新技術和新產品大規模商業應用，對超強算力、低 傳輸時延以及專業運維、運營等提出了更高要求。國家 智能網聯汽車創新中心與北京聯通結合雙方各自技術優 勢強強聯合，通過5G混合組網模式將UPF下沉至太和 橋園區，以邊緣云MEC的新型計算方式，構建面向創 新中心車路云一體化架構的云邊網模式。該模式由運營 商提供強大的網絡保障能力和云計算運維能力，集約化 運營運維5G網絡和MEC邊緣計算節點，大幅降低了前 期項目建設成本及后期運維壓力。
優化終端與網絡的結構，將算力更多的放置在路側 MEC邊緣智能一體機上，通過MEC邊緣智能一體機與 5G網絡適配，實現路側算力與邊緣、核心側算力的有 效結合，實現車、網、云的協同。
（1）通過5G Uu傳輸解決PC5傳輸速率的瓶頸， 大大提升反應速度和感知效果；
（2）大幅降低RSU的建設及后期維護成本與維護 難度；
（3）高算力MEC邊緣智能一體機的驗證示范，還 可以結合智能網聯汽車領域以外的更多應用場景，將邊 緣算力進一步下沉，與運行商多模式行業專網的適配組 合結合，為智慧城市、智慧園區、智慧工廠等不同應用 場景提供安全可靠的算力終端服務，實現算力賦能最大 化、算力價值最大化。
該方案設計理念的推演如圖1所示。
圖1 設計理念
2 方案介紹
2.1 項目實施園區建設規劃
擬針對太和橋基地N86、N87兩個地塊進行規劃， 打造智慧園區和車聯車控測試實驗室，如圖2所示。
（1）聯通在園區建設室外5G基站和室內5G分布 系統；
（2）四套路側設備接云控平臺，由前沿共性技術 事業部、云控平臺事業部、整車事業部等共同研發使 用；
（3）網絡接入園區機房，電力與路燈分兩路使 用，預留點位均留接線井，供后期拓展；
（4）園區地圖需要采集和繪制下發；
（5）路側感知點位布置，總共4根桿，均為與路 燈多桿合一型式。N87西北角兩個桿件、東北角兩個桿 件安裝4套完整設備；
（6）RSU數量：4臺，MEC：4臺，配電箱：4 臺，AI攝像頭8個，低時延攝像頭8個，毫米波雷達8 個，雷視一體機4個，激光雷達8個，信號機4臺。另外 預留10處點位電源與通信條件位置。
圖2 園區建設規劃圖
2.2 整體功能架構
云控基礎平臺基于《車路云一體化融合控制系統》 白皮書，采用“邊緣云-區域云-中心云”三級架構，三 級云服務范圍依次擴大，對服務的實時性要求逐漸降 低。其整體功能架構如圖3所示。
圖3 整體功能架構圖
2.3 網絡方案
基于智能網聯汽車未來應用場景的需要，以及智 慧園區實際功能要求，結合聯通5G網絡自身特點及優 勢，本項目采用5G混合組網模式，如圖4所示。
圖4 5G混合專網示意圖
（1）數據不出園區：通過部署專用UPF網元，實 現客戶本地數據靈活分流，業務安全隔離；
（2）超低時延：網絡端到端時延<15ms，部分場 景下時延<10ms；
（3）安全優勢：提供網元級容災安全保障，電信 級安全策略，支持數據加密、二次鑒權認證；
（4）靈活自服務：提供網絡監控、業務管理、 用戶策略配置（黑白名單、IP地址分配、DNN、QoS 等）等靈活自服務能力。
車路協同數據流：專網UE—>5G基站/室分—>專 網UPF/MEC—>運控平臺；
專網用戶數據流：專網UE—>5G基站/室分—>專 網UPF/MEC—>企業內部應用；
園區訪客用戶數據流：訪客UE—>5G基站—>聯通 公眾網絡UPF/MEC—>互聯網。
2.4 功能介紹
（1）RSU算力剝離至MEC，使功能分工更明確
RSU專注V2X無線鏈路數據傳輸，算力交給高可靠 可擴展成熟的MEC更能發揮兩者的各自優勢，極大地 降低兩者的工程建設維護成本和運維成本。云邊網模式 為雷達、攝像機等感知數據的采集和信號燈等執行設備 控制的工程施工提供有線和5G無線方式安裝選擇。云 邊網模式低傳輸時延下的算力更集中，可以移除通常方 案不必要的中間節點，甚至有線施工可采取端到端直連 模式，可靠程度更高，維護更便捷。在有線施工不便場 合可以直接采用5G傳輸模式，可極大地降低施工難度 和成本。
從端到端時延數據測量評測到跨運營商網絡切換實 驗，太和橋園區云邊網模式為智慧園區車路云一體化典 型應用探索提供數據支持，為運營商5G車聯網行業云 邊網應用模式提供實踐支持，為后續實驗室聯合運營和 聯合商業項目落地提供范例支持。
（2）安全預警平臺
為了解決自動駕駛汽車存在車輛無法自主決策， 以及現場操作環境惡劣、危險性高、人類駕駛員成本 高，或者駕駛員出現異常情況等問題，示范園區搭建基 于5G遠程駕駛系統體驗區。5G遠程駕駛系統是由無人 車、5G/MEC網絡、車路協同服務平臺、遠程駕駛云平 臺等組成的人車協同共駕系統，是利用5G低時延、大 帶寬和高可靠性的特性，實現對車輛的實時監控和遠程 遙控，提高了車輛運行的安全性和運營成本等。安全預 警平臺展示圖如圖5所示。
圖5 安全預警平臺展示圖
（3）云控平臺
車輛運行過程中，系統實現對車輛運行狀態信息的 監控，包括車速、位置、視頻監控以及行駛軌跡，如圖 6所示。當車輛出現故障時，可進行遠程接管。
圖6 云控平臺展示圖
2.5 前沿技術研究
智能網聯汽車信息物理系統:面向數字產業化、智 能網聯汽車與未來交通體系建設，研發ICV 信息物理系 統發布《智能網聯汽車信息物理系統參考架構2.0》， 全面支撐系統落地；
智能網聯汽車技術平臺：研發基于智能網聯汽車技 術平臺，推動中國方案的智能網聯汽車物理化實現，通 過開源牽動產學研用協同攻關，帶動智能網聯汽車各層 級的關鍵共性技術研發，形成完善的中國智能網聯汽車 標準規范和測試評價體系；
車用操作系統：自主可控智能網聯汽車操作系統是軟件定義汽車時代突破卡脖子關鍵技術的研究核心工作 之一創新中心致力于建成未來國際化領先的車用操作系 統生態體系；
基礎算法協同研究：面對自動駕駛開源算法分布松 散、測試驗證手段模糊、可信試驗數據短缺和工程落地 性能陡降的共性難題通過建設行業共享共用的基礎算法 協同研究平臺，打通從開源算法到半開源算法到商業算 法的流程環節；
信息安全：打造信息安全基礎平臺，為國家安全監 管、行業安全檢測和企業安全運營提供支撐解決行業互 聯互通身份認證和安全信任問題，構建信任服務平臺， 為V2X業務應用提供支撐；
預期功能安全：安全是智能網聯汽車產業發展的核 心，智能駕駛汽車引發的安全問題中，主要源于預期功 能安全問題，當前還未有完備有效的SOTIF解決方案。
場景仿真等測試技術：采集大規模數據、多維度仿 真測試、建設場景庫云平臺構建中國方案場景庫及測試 技術體系。
3 代表性及推廣價值
智能網聯汽車是汽車與移動通信、人工智能、云 計算等新一代電子信息技術的相互結合與融合創新，其 高效、安全、可控的“車路”與“云網”結合是一個重 要的技術課題。目前在無人駕駛示范區所采用的路網結 合方式是EUHT的組網模式，雖然在網絡性能上與運營 商5G網絡接近，但是在未來商用階段網絡建設的重復 投資建設與運維的重復投入，以及與“人車路”端既有 移動通信需求的兼容都是存在一定問題的。
基于5G行業專網下的智能網聯汽車示范驗證，充 分利用5G網絡切片能力和MEC的強大算力實現示范區 內真正意義的智能網聯，并將為今后智能網聯汽車商用 打造堅實的技術底座。
3.1 應用示范規模
針對智能網聯汽車5G行業專網聯合技術創新示范 驗證的成果將廣泛應用到中國聯通和國汽（北京）智能 網聯汽車研究院有限公司已在實施或交付項目中的技術 迭代升級，以及北京、江蘇、海南、天津等其他省市國 汽（北京）智能網聯汽車研究院有限公司正在參與的智 能網聯汽車項目中。
3.2 創新示范效應
在智能網聯汽車產業商業化進程中，測試評價與示 范運行作為其中的關鍵一環，已得到國家部委、地方政 府及企業單位的高度重視，并積極推動和落實智能網聯 汽車示范區規劃建設。
聯通與國汽智聯共同打造的打造的智能網聯汽 車5G行業專網聯合技術創新示范驗證園區，是面向智 能網聯示范區、圍繞智慧出行，提供車路協同服務方案 和產品，5G智慧園區、5G智慧文旅、5G MEC邊緣智 能一體機等。通過滿足智慧出行的需求，突破智能網聯汽車的技術體系，實現5G、網絡切片、大數據、云邊 計算、人工智能、數字孿生等技術與智能網聯汽車、智 慧交通產業的深度融合，促進跨產業的協同發展，契合 國家“交通強國”戰略目標。
圖7 中國聯通參與的智慧交通項目
3.3 商業價值
技術路線方面，發展智能網聯汽車有單車智能和網 聯智能兩種技術路徑，靠“單車智能，網聯為輔”的技 術路線還有很多問題和難點，實現安全、可靠的自動駕 駛道路還有很長時間。而“網聯為主，單車智能為輔” 的技術路線基于我國在5G、基礎設施以及互聯網等領 域的綜合優勢，將在中國具備更好的發展土壤。可以肯 定的是，基于5G的車路協同技術將成為未來智能出行 的基礎。
平臺方面，國外幾大自動駕駛平臺建立時間較早， 但多以芯片控制車企底層算法為主，將侵犯車企的利益 與技術核心，且大都未打開中國市場；國內百度Apollo 平臺旨在打造自動駕駛生態，但接入車企以乘用車為 主，且由于百度擁有自有自動駕駛算法、車輛，因此L4 級及以上無人駕駛車企接入平臺寥寥無幾；禾多科技軒 轅平臺最大優勢在于致力于從軟件到硬件的全棧開發， 與百度Apollo相似。
基于5G行業專網環境的智能網聯汽車聯合技術創 新示范驗證商業模式：
雙方聯合出資打造車側、路側、網絡、云端環境， 支持數據開放，及與聯通平臺和車端的對接聯調，后續 投入市場應用收入由雙方按照一定比例分成。
共同研發認證基于5G網絡的行業用戶側的MEC邊 緣智能一體機，為多種場景提供邊緣側算力服務模式， 共同為目標客戶提供技術服務。
以太和橋園區為實驗場，打造5G智慧園區場景案 例，除滿足自身業務需求外，結合雙方各自技術優勢形 成強自主、高可控、重創新的新型5G智慧園區服務， 雙方互為供應商在各自市場空間拓展實施。技術路線方 面，發展智能網聯汽車有單車智能和網聯智能兩種技術 路徑，靠“單車智能，網聯為輔”的技術路線還有很多 問題和難點，實現安全、可靠的自動駕駛道路還有很長 時間。而“網聯為主，單車智能為輔”的技術路線基于 我國在5G、基礎設施以及互聯網等領域的綜合優勢， 將在中國具備更好的發展土壤?？梢钥隙ǖ氖?，基于 5G的車路協同技術將成為未來智能出行的基礎。
平臺方面，國外幾大自動駕駛平臺建立時間較早， 但多以芯片控制車企底層算法為主，將侵犯車企的利益 與技術核心，且大都未打開中國市場；國內百度Apollo 平臺旨在打造自動駕駛生態，但接入車企以乘用車為 主，且由于百度擁有自有自動駕駛算法、車輛，因此L4 級及以上無人駕駛車企接入平臺寥寥無幾；禾多科技軒 轅平臺最大優勢在于致力于從軟件到硬件的全棧開發， 與百度Apollo相似。
基于5G行業專網環境的智能網聯汽車聯合技術創 新示范驗證商業模式：
雙方聯合出資打造車側、路側、網絡、云端環境， 支持數據開放，及與聯通平臺和車端的對接聯調，后續 投入市場應用收入由雙方按照一定比例分成。
共同研發認證基于5G網絡的行業用戶側的MEC邊 緣智能一體機，為多種場景提供邊緣側算力服務模式， 共同為目標客戶提供技術服務。
以太和橋園區為實驗場，打造5G智慧園區場景案 例，除滿足自身業務需求外，結合雙方各自技術優勢形 成強自主、高可控、重創新的新型5G智慧園區服務， 雙方互為供應商在各自市場空間拓展實施。
3.4 社會效益
車聯網產業給社會出行體系帶來顛覆性改變，創造 巨大社會效益。 改善交通流量。
當CACC（協同式自適應巡航控 制）普及率達50%時，公路交通容量可平均提高22%。 在CACC全面普及的情況下，交通容量的提升率預計在 50%~80%。
減少碰撞事故。V2X通信可提高車輛在視距范圍 之外的傳感能力，車聯網前期發展階段駕駛輔助、部分 自動駕駛、有條件自動駕駛可減少汽車交通安全事故 50%~80%，提升交通通行效率10%~30%。
減少溫室氣體排放。自動駕駛汽車將顯著降低溫室 氣體排放，改善交通流量、減少損耗并降低燃料消耗。 因為自動駕駛汽車將減少車輛低速行駛的頻次，從而顯 著降低燃料消耗（28%），減少空氣污染和二氧化碳排 放量（近20%）。
摘自《自動化博覽》2023年第2期暨《邊緣計算2023專輯》
北京市公安局海淀分局備案號：11010802023656號