车路协同与交通智能管控的并进升级迭代

一、公安交管行业车路协同发展急需解决的挑战

2020年

11个部委联合发布的《智能汽车创新发展战略》文件中，就要求智能化道路基础设施具备统一的通信接口，实现通讯协议的互联互通。国家制造强国建设领导小组“车联网”专委会的历次会议，也对智能交通平台、路侧智能化设施关键技术的开发以及交通管控设施的数字化建设提出了一些要求。此外，2020年底发布的公安交通管理科技三年规划也提出要赋能智能网联汽车发展。

2021年

住建部、工信部联合发布双智试点示范城市名单，推进协同建设智慧城市基础设施和智能网联汽车相关基础设施。

随着这些政策的出台，智能网联汽车所涉及到的相关行业都面临着一些急需解决的问题和挑战。比如前端设备、相关平台如何互联，信息数据如何安全的交互，同时包括交管在内的已有设施和系统平台如何进行升级等，都需要逐步解决。

这些挑战出现以后，各相关部门和单位如交通、交管、通信、车厂以及互联网出行企业，都积极的介入到车联网建设中，积极介入到车路协同的建设应用中。2019年，工信部明确江苏无锡进行国家级车联网先导区建设，而后又相继批复了天津西青、湖南长沙的国家车联网先导区示范。这几个先导区的批复建设，将推动我国车联网向更高、更深入的方向发展。

在交管领域，一些单位和企业通过技术研发升级，实现了将信号灯的配时信息直接推送到车载终端上显示，这一技术在无锡全面推广，为无锡成为全球首个城市级车联网先导城市做出贡献。

此外，我国确定C-V2X技术作为实现智能网联汽车落地的技术路径，得到了很多国家和车厂、通信企业的认同。

这些都推动了我国车路协同应用向更高层次发展，在这个过程中也形成了一些技术体系。这些成就，与各地交通管理部门的积极介入，包括公安部交科所的前瞻介入，有着密不可分的联系。

二、公安交管车路协同建设的应用跟成效

早前，交通管控、无线通讯以及智能汽车的发展彼此是独立的，但在前几年，有单位拿到了一些交管离线数据，并基于这些数据探索了一些车路协同应用，业内称之为技术测试、验证阶段，并没有进行规模化应用。

2016年、2017年左右，随着智能网联汽车研究热的出现，业界对交管路侧设施与智能网联汽车的交互，特别是希望能将信号配时信息推送到车上，从而丰富车辆的感知信息。这是第二个阶段，车路协同应用的试点推广阶段，交管与智能网联汽车逐渐的产生了融合。

经过了上一个阶段的车路协同验证、试点，业界希望公安交管单位能把更多的信息开放出来，推送给车辆，用于车路协同辅助驾驶、自动驾驶的应用。在这个阶段，交管智能化与智能网联汽车彼此的关联性就更强了，从最早的赋能反哺、创新、融合，逐渐衍生为迭代并进，在这个阶段，任何一方技术的缺失都会导致相应的功能丧失。

比如我们把4G的LTE-V、5G的PC5直连拿掉，公安交管开放和推送再多信息也没有用，无法传输到车辆上。如果不开放信息、数据，通信技术再好，实时性再好，没有信息也无法实现功能，因而构成了一个良性循环。

在这几个阶段的建设过程中，公安部交科所代表着交管科技力量积极的介入到各地车联网先导、示范建设中，特别是无锡市车联网先导区的建设。在无锡市车联网先导区建设实施过程中，交科所会同通信、汽车等行业的一些领军企业，联合开展了一些核心技术研究，相应打造了一些核心的产品。有几个关键性的工作，包括技术架构、实现路径，在无锡车联网先导区做了一个很好的示范和验证，并且进行了经验固化。这是一个共建共享的开放架构，对公安、交通、通讯、汽车、互联网等几个相关参与方的职责、分工进行了梳理和明确。同时形成了公安交管技术解决方案，包括标准、规范体系，路侧设施，中心平台等等解决方案，研发一些新的技术产品。

三、公安交管车路协同应用技术方案和产品

双网跨界通信。

路侧智能信号机如何把配时信息推送出来?目前的解决方案就是在信号机里内嵌专用通讯模块。专用模块解决了公安交管专网设备如何连接到互联网的问题，公安行业有一个明确要求，即公安设施禁止一机双网，也就是说现在一些地区在推进车联网建设时，将信号机直连到公网上，可能是违规的，所以要加装专用通讯模块，实现双网跨界。这是一种高速串行的通讯方式，公网网络操作指令实际在信号机中无法执行，从而保证跨网络连接的信息安全。

信号机升级。

要实现智能网联交互，就要在信号机增加信息推送功能，把路侧设备的位置、时间等归集起来，再推送给车辆。传统的信号机基本不会有这一功能，信号机是用来控制的，所有信息都在交管内网，不会向外推送，解决方案是将传统设备升级，升级方案也提出来了。

感知信息融合。

路侧感知系统有很多信息，而公安交管路侧信息化设施、系统都是烟囱型的，每一个设备都是独立的，彼此是不互通的。这就需要边缘的融合计算，依托边缘计算的算力，把视频、信号、诱导、管控以及其他交通感知信息统一汇聚起来，汇聚后进行深度的分析，形成公安交通管理所需要的一些交通状态、交通事件等信息，从而服务于公安交通管理，服务于车路协同的信息交互。

动态设施数字化。

公安交管建设了很多路侧的动态管控设施，如动态限速、可变车道以及分时段的禁令标志(分时段禁停、禁止掉头、禁止左转)等。这些动态管控措施在变更时，也需要及时的推送到车联网云控平台，怎么实现?解决方案就是在动态管控设施上增加车联网专用通讯模块，将动态管控信息实时推送给平台，平台再根据具体的服务特点，定向推送给进入覆盖区域的车辆。

静态管控设施的信息交互。

如斑马线、道路停车位等信息，随着智能网联系统的发展，这些信息可能会固化到系统里，当车辆进入该区域要停车时，平台可以定向推送给车辆终端或者手机APP，包括违停预警告，违停之后告知车主赶紧挪车。

临时设施的信息交互。

道路临时施工以及交通事故警示标志等，也可以把这些设施数字化。比如道路施工现场放置数字化标识，设施就会把自动把施工信息实时推送给平台，平台再推送给行经的车辆。而交警在处理事故时，也可以把事故信息推送给车联网服务平台，用于警示进入事故区域及周边的车辆，让车辆减速。

以上介绍的是路侧设施如何数字化，那么传统的管控平台如何交互?

管控平台与网联汽车的信息交互

传统的交通管控系统不具备车联网信息交互功能，我们针对此研发一个集交通管控部分功能和车联网信息汇聚、信息服务的车路协同的平台，一个交通管控智能化与智能网联服务一体化平台，平台有两只脚，一只脚站在了交通管控智能化平台上，一只脚站在了车路协同信息服务上，形成从路侧端到中心平台的一体化解决方案。智能网联系统可以实现信息汇聚，包括出行信息提醒，交通安全提示等等。传统的交通智能管控平台可提供交通运行状态的监测、研判、诊断，信控的优化配时，优化效果的评估等等服务。

网络安全问题

智能网联系统要规模化应用的前提就是解决网络安全问题。比如路口设施发送的信息是否安全，这就需要有可信的数字身份，设备接入网络要通过数字身份去认证，信息对外推送时，也要对信息进行签名，推送的信息验签后，信息没有被篡改过，接收信息的设备才会采信，这就是数字身份的主要作用。

数字身份一是用于网络安全，设备接入时要先认证，认证合格后才可以接入;二是交通控制的安全，信号控制机国家标准有一条，即所有下发给信号机指令必须要进行验证，指令的验证不是加密就可以，只有合规合法的数字身份持有者，才可以下发指令，信号机要对指令进行验证，验证合规了以后才可以执行;三是信息安全，要做车路协同的应用，推送的配时信息要准确，如果路侧有一个恶意设备模拟信号控制机给车辆推送虚假信息时，可能会造成严重交通事故。

数字身份不仅保证了信息交互的安全，也保证跨网络、跨行业的数据互认。

标准规范

在交通管控平台层面有《公安交通集成指挥平台通信协议(GAT1049.2)》行业标准，规定了公安交管平台如何向车联网平台推送信息。《道路交通信号控制机信息发布接口规范(GAT1743)》行业标准规定了规定了信号控制状态、交通标识、信号控制参数、交通状态、车辆状态信息等6大类的11项信息，也对道路交通信号控制机如何把配时信交通事件信息去推送给车联网平台做出了规定。1743。该标准与《道路交通信号控制机(GB

25280-2016)》有区别，25280是面向交警内部控制，GAT1743可以实现车联网应用。

四、公安交管车路协同应用下一步重点工作

围绕着可靠数字身份，公安部交科所等申报了几个标准：一是智能网联汽车数字身份及认证通用技术条件，二是道路交通管控智能设施的数字身份认证技术规范。此外，为了更好地扩大公安交管的信息共享和开放，同时又申报了两个国家标准，道路交通管控智能设施的信息交互接口和道路交通管理车路协同信息的服务接口。

数字身份的测试认证，部交科所依托工信部道路交通管理车联网身份认证和安全信任试点工作，主要开展以下几项工作：

一是在公安交管路侧设施里集成数字身份模块及相应的芯片来进行设备的认证、信息签名、信息验签、信息加密。二是搭建公安交管车联网身份管理及认证平台。这两件事情做完以后，标志着未来的公安交通管理路侧设施会有数字身份，而且是公安部门统一核发的数字身份，如果没有数字身份，路侧设备就无法接入公安交管专网系统，即使通过其他非正常方式接入，提供的信息也不会被认可。

最后就是依托无锡车联网先导区建设、国家智能交通道路综合测试基地建设等，开展相应的解决方案成果示范的应用，主要包括几个方面：一是车路协同的技术应用架构及解决方案的验证;二是交管车联网数字身份的示范验证;三是交通智能管控与网联服务平台和路侧交管数字化设施的应用跟示范测试验证。