智能路口：超边缘算力赋能

Posted 2021-07-22 边缘计算社区

本文首发于《中兴通讯技术（简讯）》2021年5月/第五期。

边缘计算社区经过授权发布。

作者：张晨，中兴通讯交通行业方案主管

智能路口：超边缘算力赋能

交通管理数字化升级

公路交通是我国交通运输领域的基础行业，是社会经济发展的重要支撑和保障。当前5G、物联网、云计算、大数据、人工智能等新技术助推交通行业快速向低碳化、智能化、网联化方向发展，公路交通行业正处在数字化转型的关键节点上。

路口交通治理挑战

据统计，近年来全国每年都发生近20万起交通事故，造成大量人员伤亡和财产损失，其中发生在交叉路口的占70％左右。车辆行驶路线冲突和司机转弯视线受阻导致道路交叉路口成为交通事故的多发地段。

此外，交叉路口的局部拥堵是城市交通拥堵问题的主要原因之一。道路拥堵通常最先发生在路网的一个关键交叉口处，而交叉路口的拥堵会影响到与之相关联的路段和相邻的交叉口，呈现“点-线-面”蔓延的趋势，甚至构成区域性交

通拥堵，影响整个路网功能效率的发挥。

交通基础设施信息化、智能化，将减少路口交通安全事故，缓解城市交通拥堵的压力，是交通治理发展的必然趋势。

智能路口方案

图1 中兴通讯智能路口解决方案架构

如图1所示，中兴通讯智能路口方案以路侧智算设备为核心，旨在通过边缘计算和高度集约化路口交通电子设备，将人、车、路、环境等交通状态数据有机结合起来，使交通系统在路口甚至更大的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力，保障交通安全、提升交通系统运行效率及管理水平。

由于交叉路口场景的复杂性，路口交通治理需要减少交通安全事故的发生，保障行人通行安全，同时兼顾路网通行效率，避免车辆拥堵。智能路口方案的关键部分主要包括路口交通数据多维感知、超边缘算力实时分析、交通预警信息智能发布以及交通治理云边协同。

交通数据多维感知

路口的数字化过程首先要实时采集、收集完整的交通状态数据，获取道路关键节点各进出口车辆和行人的动态、静态信息，为交通调度和统筹控制提供必要的基础信息。道路的交通状态数据主要来源有地感、GPS及北斗、视频、雷达、信号机等。

在道路感知方面，智能路口方案支持视频帧级解析，可接入摄像头、激光雷达等多种类型的感知传感器，在不同的天气和场景下有效识别行人、车辆、非机动车、车道线等道路场景元素，获取交通参与要素的空间位置、速度、方向、类型、尺寸等多维交通状态数据，也可以基于路侧智算设备内置的AI算法进行车辆行为分析预测，智能化感知道路交通状态。

超边缘算力实时分析

边缘计算（Multi-access Edge Computing,MEC）是指在靠近物或数据源头的一侧，采用网络、计算、存储、应用核心能力为一体的开放平台，在边缘处理数据减少延迟，从而实现实时和更高效的数据处理。

面对海量的交通感知数据的实时处理和分析带来的严峻挑战，中兴通讯推出路侧智算设备ZTE EdgeAI系列产品，就近提供算力服务，为路口交通管理提供超边缘算力支持，实现交通多维感知数据的实时分析，通过内置AI算法快速计算生成实时准确预警信息。根据实际场景的算力需求，中兴通讯智能路口方案在靠近路口侧部署边缘计算产品路侧智算设备，实现十字路口、高速公路等复杂路况场景下交通事件的毫秒级响应。

中兴通讯路侧智算设备支持一机多能以及场景自适应，可随需加载多种交通事件AI算法，适应不同客户的需求和应用场景。例如，行人过街算法能够实时捕捉即将过街的行人，智能预警过往车辆避让，适用于各类人行道口等人车混行类场景；车辆碰撞算法可以根据车辆速度和位置计算两车碰撞概率，智能预警相关车辆，适用于公路平交路口及高速出入口等车辆汇聚类场景。依托超边缘级算力部署，中兴通讯智能路口方案支持多种道路关键节点场景下车路协同智能感知及消息处理。

交通预警信息智能发布

在智能路口方案中，路侧智算设备将生成的交通预警信息通过多种方式向外广播，除了采用电子标识牌提醒方式外，还可以通过V2X（Vehicle to everything）技术将预警信息直接传递给智能网联汽车。

中兴通讯智能路口方案支持通过5G网络连接路侧智算设备与电子标识牌，5G的低时延和高可靠确保电子标识牌能够及时接收并发布交通预警信息，智能提醒过往行人车辆，帮助其获取视距外交通状态信息。

同时，智能路口方案也包含车路协同网络架构，提前布局未来自动驾驶演进方向，利用V2X技术建立V2I（Vehicle to Infrastructure）预警信息发布通道。RSU（Road Side Unit）作为C-V2X技术的路边单元，负责接收路侧智算设备下发的路况信息等实时交通预警信息，并动态播报给通行车辆OBU（On board Unit），实时向智能网联车辆推送路侧计算的路面交通状况信息。随着V2X技术的广泛应用，更高效的车路协同将提升整个路网出行效率， 减少交通事故的发生。

交通治理云边协同

在交通效率类应用场景中，智能路口方案需要路侧边缘云与交通中心云共同实现交通信号优 化和交通治理数字化升级。

例如，面对交通信号配时优化和数字孪生仿真场景，路侧智算设备在移动网络边缘提供IT服务环境和计算能力，同时上报经过处理的结构化数据。道路关键节点交通状态数据从边缘节点汇聚集中到交通中心云，进行交通大数据分析以及数据共享，同时进行算法模型的训练和升级，将升级后的算法推送到前端路侧智算设备更新和升级。中心云计算与边缘计算紧密协同，基于路口感知的实时交通状态，共同实现红绿灯配时优化以及路口数字孪生等交通治理数字化升级，从而最大化云计算与边缘计算的应用价值。

 

云南落地实践

 

中兴通讯智能路口方案落地云南S214省道楚雄州段某平交路口，实现路口交通状态智能预警，推动当地国省道交通治理数字化转型。

图2  云南楚雄智能路口场景示范

随着村组公路建设热潮，云南楚雄彝族自治洲地区农村公路与S214省道形成了星罗棋布的平交路口，严重影响了主干道的通行能力。在平交路口交汇处，各个方向的车辆和行人之间相互干扰，成为影响道路交通安全和通行能力的隘路。平交路口成为S214省道交通事故的多发地，某些路口甚至还被当地群众称为“死亡路口”。

云南楚雄洲牟定公路分局采用中兴通讯智能路口方案，实时捕捉各个方向道路交通状态，边缘计算和车路协同共同实现平交路口治理智能化升级（见图2）。当出现路口车辆汇聚或村民过街时，主路和支路的电子标识牌以及RSU同时广播发布预警信息，智能提醒主路的过往车辆减速以及注意避让行人，帮助村民安全出行，提升路口交通安全性及通行效率。

 

未来，中兴通讯智能路口将赋能平交路口治理、高速路口车辆汇入管理、隧道行车安全预警、园区道路数字孪生、交通信号智能优化等场景，实现更高效、更智能、更安全的智慧交通。

关于《中兴通讯技术》

《中兴通讯技术》是一本学术和技术相结合的公开刊物，现为中国科技核心期刊、中国百种重点期刊。本刊聚焦通信前沿技术，探讨通信市场热点，面向高端人群。

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