基于5.8G DSRC技术的车路协同

Posted 2021-12-04 爱是与世界平行

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基于5.8G DSRC技术的车路协同—应用层数据交互格式

ETC基本介绍

ETC，即电子不停车收费系统，利用5.8GHz微波技术，通过安装在ETC 车道上的路侧单元（RSU）与安装在车辆上的车载单元（OBU）之间的专用短程通信（DSRC)，使车辆在不需要停车的情况下，自动完成收费处理全过程，集“车辆识别”及“电子支付”为一体，实现无人值守，降低管理成本，提高车辆通行效率。

ETC发展路径

**车端：**当OBU大量上车，所有车辆同时拥有了交互和支付的能力，进一步打造基于ETC的车生活场景

**路端：**建成了全球最大的车路协同基础设施网雏形，通过路侧设备更新迭代，逐步支撑智慧公路建设

ETC通信能力

新立项标准介绍

现有标准基础

我国早在2007年已经完成了电子收费专用短程通信的各项基础标准，包括物理层，数据链路层，应用层，以及设备应用和物理层主要参数测试方法，这些标准的发布为我国ETC系统在规范、统一的标准建设上打好了良好的基础。本标准在制定的过程中，参考或引用下述文件中的条款作为本规范的条款。

GB/T 20851.1-2007 《电子收费 专用短程通信 第1部分：物理层》

GB/T 20851.2-2007 《电子收费 专用短程通信 第2部分：数据链路层》

GB/T 20851.3-2007 《电子收费 专用短程通信 第3部分：应用层》

GB/T 20851.4-2007 《电子收费 专用短程通信 第4部分：设备应用》

GB/T 20851.5-2007 《电子收费 专用短程通信 第5部分：物理层主要参数测试方法》

现有标准对车路协同应用的支持情况

现有的ETC标准，主要是围绕高速公路的收费流程来进行设计，里面对一些基本的扩展应用预留了部分定义，但还不够全面，也没有给出具体的数据格式定义，需要在本次新标准制订中对基于ETC的车路协同拓展应用进行全面和详细的数据格式定义，规范各个设备厂商，集成厂商的开发和测试。下面是现有标准的扩展应用定义：

制定标准：基于5.8G DSRC的车路协同应用集及应用数据交互要求

标准名称： 基于5.8G DSRC的车路协同–应用集及应用数据交互需求

起草单位： 深圳市金溢科技股份有限公司、交通运输部公路科学研究院……

主要内容： 标准制定和规范利用5.8G DSRC（ETC）设备实现车路协同应用（I2V）的场景集合和数据需求。

1、定义基于5.8GHz DSRC（ETC）技术实现车路协同（I2V）的系列应用，如交通诱导信息播报，弯道预警，道路危险状况预警，突发灾害预警，气象信息播报，交通信号灯协同，绿波引导；

2、定义实现上述各个应用场景的数据需求，包括信息的优先级，消息有效时间，作用距离，属于强制还是可选的交通诱导信息等。

适用范围： 本标准规定了基于5.8G DSRC的车路协同（I2V）应用层的术语和定义，数据集和数据交互标准等；本标准适用于基于5.8G DSRC的车路协同（I2V）应用场景开发、验证及商用。

标准目的： 本标准旨在建立一个基于ETC技术在车路协同中的应用集及定义各子系统之间的数据交互需求，通过ETC各子系统之间的信息交互，实现道路安全、通行效率、信息服务等各类应用。

标准意义： 基于ETC标签中存储车辆基本信息及其能实现信息在OBU和RSU之间交互的基本属性，和ETC在我国大规模上车的特性，可通过路侧天线RSU识别ETC中的车辆种类编码信息，在拥堵路段，对特定车辆单播/广播交通调度信息，接收到信息的车辆提前根据收到信息调整驾驶路线，减少/避免拥堵。同时，对于危险交通情况如急弯，突发灾害等，可通过ETC实现预警等功能。对ETC的拓展应用具有非常重要的意义。

标准名称： 基于5.8G DSRC的车路协同–应用层数据交互格式

起草单位： 深圳市金溢科技股份有限公司、交通运输部公路科学研究院、……

主要内容： 该标准与《基于5.8GHz DSRC技术的车路协同–应用集及应用数据交互需求》中的应用数据交互需求相对应，规定了如何对上述标准中提到的基于ETC技术实现车路协同应用所需要的信息进行编码，即需要遵循的应用层数据格式。通过编码组合，能够用足够小的数据包传输足够多的信息，从而解决ETC不能传输太多数据的问题。同时，规范的编码格式，也为智能车辆的理解和执行提供了基础。

适用范围： 本标准规定了基于5.8G DSRC的车路协同（I2V）应用的数据链路层关键参数、通信帧、MAC子层等；本标准适用于基于5.8G DSRC的车路协同应用中OBU和RSU间的通信，紧急车辆自动识别、交通调度等应用领域可参照使用。

标准目的： 本标准旨在通过编码组合，用足够小的数据包传输足够多的信息，从而解决ETC不能传输太多数据的问题。同时，规范的编码格式，也为智能车辆的理解和执行提供了基础。

标准意义： 本标准是基于ETC在车路协同上的扩展应用场景，分析更多的数据交互需求，并根据数据需求定义新的通用消息集合和通用交互流程，以使其能实现包括提升道路安全、提高交通效率及扩展信息服务的车载应用。

ETC拓展应用

车路协同核心应用场景

通过ETC实现车路协同应用特点：受限于ETC数据速率不高，传输范围有限，不支持车辆间通信等特点，其应用将主要面向一些重点I2V场景，并在关键路段就近布设。ETC车路协同应用是通向V2X高级形态的一个桥梁

结合ETC的汽车身份识别及金融支付能力，基于ETC的车路协同应用还可以在交通调度指挥、交通管制、拥堵收费等多个应用场景发挥作用

5.8G DSRC车路协同核心应用场景举例

5.8G DSRC车路协同安全类应用场景

1. 前方事件提醒

道路上布设的摄像头或雷达等数据采集设备捕捉到交通事故等交通异常状态后，将异常数据发送给路侧单元，路侧单元（ETC天线）对相关车辆进行提醒，以

避免连环相撞等重大恶性事件及二次事故发生。

由于ETC天线的有效通信距离受限，该类提醒多布设在事故多发处（急弯、隧道入口、视线遮挡处等等）

数据交互需求：ETC OBU计算能力弱，不存储交通地理环境信息，相对于V2X的预警方式，需要更直观且明确的预警信息

5.8G DSRC车路协同效率类应用场景

1.特殊车辆优先通行

当RSU识别工作状态下的特殊车辆即将到达十字路口时，会调整红绿灯相位信息，并提醒同向车辆提前变道给特殊车辆让出通道，使其快速通过

数据交互需求（需建立专用链路）：

5.8G DSRC车路协同调度类应用场景

1.区域限号提醒

**场景1：**当RSU识别到当日限行车牌号车辆即将驶入限行区域时，向该车辆单播该信息，提醒车辆提前变道驶离该区域，防止违章驾驶。

2.交通诱导

**场景2：**RSU与OBU建立专用链路，并按一定方式（如单双号，或者车辆属性）对车辆进行引导，防止过多车辆进入某一道路，造成交通拥堵

5.8G DSRC车路协同服务类应用场景

1.智慧服务区

为车辆提供停车位、加油站、充电站等资源的实时信息，结合其它模块进行预约与调度，实现车辆、车牌、资源（如车位、加油位、充电桩等）的一体化匹配，智能引导车辆驶入该资源位，并在服务完成后通过OBU自动实现扣费，实现服务区的智能化升级。