基于ETC 的车路协同

Posted 2021-12-04 爱是与世界平行

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基于ETC 的车路协同 —应用层数据交互格式

C-V2X是车路协同的主流通信技术，但是路端建设成本高，车端前装用户上量困难，运营模式尚不清晰。

目前的产业瓶颈下，需要快速盘活智能交通存量用户，迅速构建车路协同生态，先行探索其运营管理和商业模式，才能抢抓时间窗口，推动车路协同落地

ETC的底层通信技术（5.8G DRSC）是目前唯一具备用户和基础设施条件，可作为车路协同路侧传输通道（本地直连通信）的网络。基于ETC可以进一步拓展车路协同的诸多功能，实现ETC2.0（I2V）。

采用ETC （5.8G DRSC）作为协同网络，对其进行少量的技术改造，使其先行实现部分重要的车路协同功能，可推进车路协同快速落地，对车路协同的运营管理和商业模式进行先行探索

ETC2.0: 可满足大部分车路交互需求

• ETC的底层技术是一种低数据速率、低功耗的通信技术

• ETC网络已经在全国铺开，其稳定性、安全性、准确性都已得到充分验证（网络基础）

• **ETC前装与车机接口描述：**根据应用分类、场景需求等内容，定义ETC前装与车机接口信息包格式，包括但不限于物理层（CAN、LIN、FlexRay、MOST等）、通信安全等。

• 前装ETC的推行，为ETC与车机联动，实现信息播报提供了基础；ETC+DVR等多形态OBU的发行，也为ETC后装产品提供了信息播报的可能

• 基于ETC可以进一步实现车路协同的诸多功能，推动ETC进入ETC车路协同时代

基于ETC的车路协同系统架构

**系统构成上，**ETC车路协同可实现实时预警或服务消息的推送，如面向安全类车路协同应用的路侧预警消息发布。因此，系统架构中除了传统ETC RSU（支持ETC车路协同）之外，还可能需要包括如路侧感知、MEC边缘计算等子系统。

**通信方式上，**本标准系列对应的消息交互可采用广播类通信方式，即消息的发送采用的是广播机制，无特定的接收对象；也可以采用专用链路，后者具有更好的安全性，但交互效率略低。

**通信协议栈上，**ETC专用短程通信协议栈，主要由物理层、数据链路层，和应用层组成。面向车路协同的拓展应用消息定义在应用层SDU（服务数据单元）中，不对数据链路层和物理层做任何调整。

第1部分：应用集及应用数据交互需求

《基于ETC专用短程通信的车路协同 第1部分：应用集及应用数据交互需求 》

该标准定义了基于专用短程通信（5.8GHz DSRC（ETC））的车路协同（V2I）系列应用， 以 及数据交 互需求等内容。

标准选取涵盖安全、效率、信息服务三大类别典型车-路**（单向I2V）**应用场景。

基于ETC的车路协同应用场景

弱势交通参与者安全预警

路侧传感设备（摄像头、雷达等）检测到弱势交通参与者出现在行车道路前方时，将该信息通过ETC车路协同天线进行广播，提醒附近车辆减速避让，防止交通事故发生。

恶劣气象环境感知预警

当路侧传感设备（如摄像头、交通气象监测器）检测到异常气象环境（如大雾、横风、冰雹等）后，将该信息通过ETC-X天线进行播报，提醒附近车辆减速慢行，以保障行驶安全。

前方事故预警

当路侧传感设备（摄像头、雷达等）捕捉到路段前方发生事故信息时，会通过ETC车路协同天线对外广播该信息，提醒接近车辆提前减速避免二次事故发生。

匝道分合流预警

当路侧感知子系统（如摄像头、雷达等）检测到匝道处有主路车辆汇出或匝道车辆汇入时，RSU对驶近匝道口的车辆广播分合流信息，提醒车辆驾驶员注意避让。

前方拥堵提醒

前方拥堵提醒是指，当车辆行驶方向发生交通拥堵状况时，该应用通过将该信息提前播报给车辆驾驶员，驾驶员根据信息提示可在到达拥堵路段前提前改变当前行驶路线，减轻交通压力，提高通行效率。

特殊车辆提醒及优先通行

特殊车辆提醒及优先通行是指，当RSU识别工作状态下的特殊车辆（如救护车、警车、消防车等）时，调整交通信号灯相位信息，并对附近行驶普通车辆进行广播提醒（可选动作），实现优先通行。

红绿灯信息播报

红绿灯信息播报是指，车辆经过有信号控制的交叉口（车道），RSU向车辆发送当前红绿灯相位信息，防止车辆因视线遮挡导致误闯红绿灯。

本应用适用于城市及郊区道路及公路的交叉路口、环道出入口和可控车道、高速路入口和隧道等有信号控制的车道。

车辆调度与管理

交通调度与管理应用是指，RSU识别被调度车辆并与其分别进行通信，实现按车型、车牌号等信息进行灵活交通调度或交通管制信息定向下发等应用。本应用适用于任何交通道路场景。

车内标牌

车内标牌是指，当装载ETC2.0车载单元（OBU）的车辆经过特定路段时，会收到由路侧单元（RSU）发送的交通标牌信息，给予驾驶员相应的交通标牌提示，保证车辆安全行驶。本应用适用于任何交通道路场景。

收费路段提醒

收费路段提醒应用指，当车辆即将驶入收费路段（如拥堵收费，或带有罚款性质的禁行路段）时，该应用给车辆发送收费信息提醒。

通过对特定路段的使用者收费来引导和调节交通需求，缓解交通拥堵，同时提高道路利用率和效益。

智慧场站指引

智慧场站指引应用是为车辆提供停车位、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自动扣费（扣费交易流程在此标准中不再进行描述），实现服务区的智能化升级。

第2部分：应用层数据交互格式

《基于ETC专用短程通信的车路协同 第2部分：应用层数据交互格式》

本标准定义了基于专用短程通信（5.8GHz DSRC（ETC））的车路协同（V2I）系列应用中的术语和定义，以及数据集和数据交互格式等内容。

基于ETC的车路协同消息集

• 在应用层中新增面向车路协同应用的消息层，消息层中的数据集格式采用ASN.1标准进行定义，遵循“消息帧-消息体-数据帧-数据元素”层层嵌套的逻辑。

• 本标准定义的消息层数据集，主要由1个消息帧格式，3个最基本的消息体以及相应的数据帧和数据元素组成。

消息集修订说明