1 スコープ
この文書は、インテリジェントネットワーク化車両クラウド制御システムの定義、システム構成、および基本プラットフォームアーキテクチャを規定します。
この文書は、インテリジェント ネットワーク接続分野の開発、アプリケーション、および実装に適用されるだけでなく、インテリジェント ネットワーク車両クラウド制御システムの提供に関与するその他の参加者にも適用されます。このシステムの枠組み内で、あらゆる通信およびハードウェア技術を利用できます。利用される。
2 規範的参照
この書類の適用には以下の書類が必須となります。日付が記載された参照については、日付が記載されたバージョンのみがこのドキュメントに適用されます。
日付のない参照文書については、最新バージョン (すべての修正を含む) がこの文書に適用されます。
GB/T 40429-2021 自動車運転自動化分類
GB/T フィールドテスト方法とインテリジェントネットワーク車両の自動運転機能の要件
GB/T 30882.1-2014 情報技術アプリケーション ソフトウェア システムの技術要件
GB/T 11457-2006 情報技術ソフトウェアエンジニアリング用語
T/CSAE 101-2018 インテリジェント コネクテッド ビークルの情報セキュリティ技術要件
3 用語と定義
以下の用語と定義がこの文書に適用されます。
3.1 インテリジェントなコネクテッド車両クラウド制御システム
車両・道路・クラウド統合制御システム、通称「クラウドコントロールシステム」。新世代の情報通信技術を利用して、人、車両、道路、クラウドの物理層、情報層、アプリケーション層を統合し、統合的な認識、意思決定、制御を実現することで、総合的な性能向上を実現します。車両の運転と交通運営の安全性と効率性を実現するサイバーフィジカルシステム。
3.2 クラウド制御基本基盤 クラウド制御基本基盤
クラウド制御基本プラットフォームは、エッジクラウド、リージョナルクラウド、セントラルクラウドで構成され、論理的に調整され、物理的に分散されたクラウドコンピューティングセンターを形成します。クラウド制御基本プラットフォームは、車両、道路、環境などのリアルタイム動的データを核とし、クラウド制御アプリケーションをサポートする既存の交通関連システムや施設のデータを組み合わせて、インテリジェントネットワーク化された標準化された共通基本サービスを提供します。自動車および産業関連の部門および企業。
3.3 エッジクラウド エッジクラウド
エッジクラウドは車両や道路に近く、高頻度できめ細かい動的交通関連データを収集し、信頼性の高い低遅延のフュージョン認識、協調的な意思決定、協調的な制御を実現し、車両やその他の交通参加者に提供します。旅行の安全性を高めるリアルタイム情報と、脆弱なリアルタイム クラウド コントロール アプリケーションの基本サービスを提供します。
3.4 リージョナルクラウド リージョナルクラウド
地域クラウドは、エッジクラウドから動的な交通関連データを取得し、交通融合認識、協調的意思決定、協調制御、交通制御を実現し、主に交通機関などの部門に弱いリアルタイムまたは非リアルタイムのトラフィックを提供します。監視や法執行などのクラウド制御のアプリケーション サービスは、ネットワーク化された車両に弱いリアルタイム サービスを提供し、運転効率と運転の安全性を向上させます。
3.5 セントラルクラウド セントラルクラウド
中央クラウドは、各地域クラウドのトラフィック関連データを収集し、データを集約、保存、管理し、クラウド コンピューティングと分散アーキテクチャ設計を使用して、主にトラフィック決定のためのビジネス データの効率的な相互作用と共通の基本機能の階層的共有を実現します。製造部門、車両設計および生産企業、輸送関連企業、科学研究機関、およびその他の産業チェーン全体が、マクロ交通データ分析と基本データの付加価値サービスを提供しています。
3.6 クラウド制御アプリケーション クラウド制御アプリケーション
クラウド制御アプリケーションとは、クラウド制御基本プラットフォームによって提供される基本サービスによってサポートされるすべてのアプリケーションを指し、主にコネクテッド カー、交通制御機能部門、および産業チェーン内のその他のユーザーのビジネス ニーズを満たします。
3.7 クラウド制御プラットフォーム クラウド制御プラットフォーム
クラウド制御基盤は、クラウド制御基本基盤とクラウド制御アプリケーションから構成されます。クラウド制御基本プラットフォームは、地図、交通管制、気象、測位などのプラットフォームからの関連データを結合し、必要に応じてクラウド制御基本プラットフォームに収集された車両および道路交通の動的な情報を包括的に処理し、標準化された階層構造でさまざまな遅延要件をサポートします。インテリジェントネットワーク化された自動車産業の実用化のためのクラウド制御プラットフォームを形成するために、車両の安全性の向上、エネルギー消費の節約、地域の交通効率の向上のためのサービスを提供します。
4 略語
この文書には次の略語が適用されます。
API アプリケーション プログラミング インターフェイス
ICV インテリジェントでコネクテッドカー
OBU車載ユニット
RSU路側ユニット（路側ユニット）
V2X車両無線通信技術（Vehicle to Everything）
5 システム構成と全体アーキテクチャ
5.1 クラウド制御システムの構成
クラウド制御システムには、車両およびその他の交通参加者、路側インフラストラクチャ、クラウド制御基本プラットフォーム、クラウド制御アプリケーション、関連サポート プラットフォーム、および通信ネットワークの 6 つの部分が含まれる必要があります。路側インフラには、路側認識装置（カメラ、ミリ波レーダー、ライダー、気象センサーなど）、路側ユニット（RSU）、交通情報機器（信号機、情報板など）、路側コンピューティングユニット（RCU）が含まれます。 .)など; クラウド制御基本プラットフォームには、標準化された階層共有インターフェイス、特定分野の標準部品、クラウドネットワーク統合ベース、およびフルプロセスツールライブラリが含まれます; 関連サポートプラットフォームには、地図プラットフォーム、交通管理プラットフォーム、測位プラットフォーム、通信ネットワークには、C-V2X ネットワーク、固定ネットワーク光ファイバー、4G/5G 携帯電話ネットワーク、インターネット、およびその他の独自ネットワークが含まれます。クラウド制御システムの構成を図1に示します。
注: このシステム構成図は、本書を読んで理解するための参考となるものであり、厳密な要件ではありません。
5.2 クラウド制御システムの機能
クラウド制御システムの各要素が担う機能は、表 1 に示すように割り当てられる必要があります。
表1 クラウド制御システムの各要素の機能
| 名前（略称） | 主な機能 |
|---|---|
| クラウド制御基本基盤 | エッジ クラウド: ネットワーク化された車両にリアルタイムおよび弱いリアルタイムのクラウド制御アプリケーションを提供し、運転の安全性を強化します。地域クラウド: 運輸および交通管理部門向けに、弱いリアルタイムまたは非リアルタイムの交通監視や法執行などのクラウド制御アプリケーションを提供します。Center Cloud: 交通意思決定部門、車両設計および製造会社、交通関連企業、科学研究部門にマクロ交通データ分析と基本データの付加価値サービスを提供します。 |
| クラウド制御アプリケーション | クラウド制御アプリケーションとは、クラウド制御基本プラットフォームによって提供される基本サービスによってサポートされるすべてのアプリケーションを指し、主にコネクテッド カー、交通制御機能部門、および産業チェーン内のその他のユーザーのビジネス ニーズを満たします。安全運転の強化アプリケーション、運転効率の向上アプリケーション、省エネアプリケーション、交通性能の向上アプリケーション、車両および交通ビッグデータ関連アプリケーションなど。 |
| 沿道インフラ | 環境認識、ローカル支援測位、交通信号や交通アナウンス情報のリアルタイム取得を実現し、車両と道路雲の間で前述の情報の相互接続を確保します。 |
| 通信ネットワーク | 通信ネットワークには、C-V2X ネットワーク、固定ネットワーク光ファイバー、4G/5G 携帯電話ネットワーク、インターネット、その他の独自ネットワークが含まれており、車両と道路、車両クラウド、道路クラウドとクラウドの間の安全かつ効率的な情報通信をサポートするために使用されます。 。その中で、C-V2X ネットワークと 4G/5G セルラー ネットワークは主に、車両、路側、クラウド間の相互接続と相互通信、基本プラットフォームとインターネット環境で動作するサードパーティ プラットフォーム間の相互接続と相互通信、車両と道路の間の相互接続と相互通信をサポートします。 -他の独自のネットワークに基づいて構築されたクラウド通信環境により、車両クラウド、道路クラウド、クラウドクラウド間の安全かつ効率的な相互通信が保証されます。 |
| 車両およびその他の交通参加者 | 車両：車両端末やモバイル端末を通じて路側および/またはクラウド制御基本プラットフォームに運転動態情報を送信し、路側および/またはクラウド制御基本プラットフォームから認知、意思決定、さらには制御情報サービスを受信する必要がある。他の交通参加者: 他の交通参加者やプラットフォームに登録されていない車両の運転動的挙動が交通安全に及ぼす影響は、路側の感知装置を通じて感知され、RSU を使用してタイムリーにブロードキャストされ、クラウド制御基本システムに報告されます。プラットホーム。 |
| 関連するサポートプラットフォーム | 高精度地図、地上ベースの強化測位、気象警報、交通道路網の監視、運行監視などのデータを提供するプロフェッショナルなプラットフォーム。 |
5.3 クラウド制御アプリケーション
5.3.1 コネクテッドカーの場合
アプリケーション サービスの方法に基づいて、コネクテッド カー向けのクラウド コントロール アプリケーションは 4 つのカテゴリに分類されます。
a) 雲制御アプリケーション カテゴリ 1 は、車両の認識性能、プロンプトと早期警告、意思決定または計画の提案の強化のみを実現します。車両の制御はドライバーまたは自動運転システムが行います。車両は、運用設計領域で自動運転とクラウド制御アプリケーションの連携を実現しますが、この機能には車両ネットワークレベルがレベル2以上である必要がありますが、ドライバーが車両を制御する場合は車両レベルは必要ありません運転自動化; 車両が自動運転システムによって制御されている場合、自動運転レベルは少なくともレベル 3 です。
b) クラウド制御アプリケーション カテゴリ 2 は、ネットワークに接続された意思決定、単一車両の計画、または制御を実現し、単一車両制御機能を使用して混合交通 (非自動運転車両を含む) の最適な規制を実現します。車両の制御はドライバーまたは自動運転システムが行います。クラウド制御アプリケーションが出力する情報に基づいて車両を自律制御します。この機能には、車両ネットワークのレベルがレベル 3 に達する必要があり、ネットワークと路側インフラのリアルタイム パフォーマンスがネットワーク化された自動運転の要件を満たしている必要があります。
c) クラウド制御アプリケーションカテゴリー 3 は、複数車両協調のもとで、限られたシナリオにおける複数車両の協調的な意思決定、計画または制御、および混合交通最適化制御を実現するクラウド制御アプリケーションは、複数車両協調と交通運用のパフォーマンスを考慮する必要がある:
単一車両の自動運転の能力範囲を超える場合、クラウド制御アプリケーションは車両の意思決定と動作計画を担当し、車両は自身の車両の運転安全性を監視する責任を負います。
クラウド制御アプリケーションの指示が車両の安全性およびタスクの目的と矛盾しない場合、車両はクラウド制御アプリケーションの要件に従って制御されます。
競合が発生した場合は、自車両の安全が確保されるように車両を制御し、クラウド制御アプリケーションと交渉します。このタイプのアプリケーションは、自動運転車両と人間が運転する車両が混在する車両にサービスを提供できます。したがって、車両がドライバーによって制御されている場合、車両運転自動化レベルの要件はなく、車両シャーシは有線で制御する機能を備えていますが、車両が自動運転システムによって制御されている場合、自動運転レベルは必要ありません。少なくともレベル 3 である必要があります。
d) クラウド制御アプリケーションカテゴリ 4 は、世界の車両と交通を一元的に統合制御することを実現します。クラウド制御のアプリケーションは、車両と交通の制御を完全に担当します。
車両はドライバーによって制御され、車両運転の自動化レベルの要件はありません。車両のシャシーは有線による制御機能を備えています。車両が自動運転システムによって制御されている場合、自動運転レベルは最低レベル3。
注: クラウド制御アプリケーション カテゴリは、技術的な観点から制御対象の選択アイデアを明確にしますが、上記の設計はそれを実現する唯一の方法ではありません。特定のアプリケーションシナリオでは、ビジネスとユーザーのニーズを考慮して、性能要件を満たす条件の下で制御対象を柔軟に設計できます。
5.3.2 交通管制機能部門向け
a) 車両側、道路側、その他の動的交通データに基づいて、地域の道路交通システムのリアルタイムおよび将来の状態を共同で分析する (典型的なアプリケーションには、交通状況分析、交通事故評価、交通統計などが含まれます)。
b) 地域の交通状況把握の結果に基づいて、交通管制機能部門と協力して地域レベルで道路交通を制御する典型的なアプリケーションには、交通情報のリリース、信号機の青波協調制御、地域信号の協調最適化、可変車線制御、等
5.3.3 業界チェーン内の他のユーザーの場合
業界チェーンの他のユーザーの一般的なアプリケーションには、車両設計の最適化、車両故障解析、道路設計と計画、長期交通計画などが含まれます。交通ビッグデータの詳細なマイニングと価値の再構築に基づいた一般的なアプリケーションには、車両のポートレート、運転行動のポートレート、車両の品質分析、自動車保険の動的価格設定などが含まれます。
6 Cloud Controlの基本プラットフォームのアーキテクチャ
6.1 Cloud Control基本基盤の構成
クラウド制御基本プラットフォームは、エッジクラウド、リージョナルクラウド、セントラルクラウドで構成され、論理的に調整され、物理的に分散されたクラウドコンピューティングセンターを形成する必要があり、3つのサービスのリアルタイム要件は徐々に低減され、サービス範囲は徐々に拡大されます。写真2に示すように。
6.2 エッジクラウドの構成と機能
エッジ クラウドの構成構造には、エッジ クラウド アクセス ゲートウェイ、エッジ クラウド分野固有の標準部品、および標準化された階層共有インターフェイスが含まれます。その機能フレームワークを図 3 に示します。
エッジ クラウドには次のものが含まれます。
a) エッジ クラウド アクセス ゲートウェイ: 自動車クラウド、道路クラウド、クラウドクラウド ゲートウェイを含み、自動車クラウド データ相互通信、道路クラウド データ相互通信、クラウドクラウド データ相互通信をサポートします。
b) エッジクラウド分野固有の標準パーツ: 車線レベルの道路ネットワーク、測位、ダイナミックマップおよびその他のレイヤーをサポートして道路ネットワーク情報を表示し、インテリジェントネットワーク車両をサポートして経路計画、マップマッチング、および補助的な環境認識を実現します。以下の標準部品が含まれています。
フュージョンセンシング標準部品: クラウドネットワーク統合ベースに基づいて、同期的に収集された路側のマルチソース異種センサーデータを入力として、インテリジェントなデータフュージョンを通じて、道路交通環境認識結果を標準化された形式で外部に提供します。 API等 予見認識サービス；
協調的意思決定標準部品：クラウドとネットワークの統合基盤に基づいて、融合知覚標準部品の出力とリアルタイムの車両および道路状況データを入力として、意思決定結果を標準化された API の形式で提供します。クラウドアドバイスサービスでの一元的な意思決定を通じて、車速や車線変更などの意思決定を行う。
協調制御標準部品: クラウドネットワーク統合ベースに基づいて、車両および道路のリアルタイム交通データを入力として、車両状態推定と車両固有の制御を通じて、協調計画戦略/制御コマンドが車両側に提供されます。標準化された API およびその他の運転制御の形式を提供します。
c) 標準化された階層共有インターフェース：標準化されたデータインタラクション仕様と階層共有インターフェースを含む、マルチレベルクラウドアーキテクチャの下でデータの標準化された変換を実現し、遠隔運転、運転支援、安全警告などのクラウド制御アプリケーションをサポートします。
6.3 リージョンクラウドの構成と機能
構成と構造の観点から見ると、リージョナル クラウドには主に、リージョナル クラウド アクセス ゲートウェイ、リージョナル クラウド分野固有の標準部品、および標準化された階層共有インターフェイスが含まれます。その機能フレームワークを図 4 に示します。
地域クラウドには次のものが含まれます。
a) 地域クラウド アクセス ゲートウェイ: 自動車クラウド、道路クラウド、およびクラウドクラウド ゲートウェイを含み、自動車クラウド データ相互通信、道路クラウド データ相互通信、およびクラウドクラウド データ相互通信をサポートします。
b) 地域クラウド分野の特定の標準コンポーネント: 車線レベルの道路ネットワーク、測位、ダイナミック マップおよびその他のレイヤーをサポートして道路ネットワーク情報を表示し、インテリジェントなネットワーク車両をサポートしてルート計画、マップ マッチング、および補助的な環境認識を実現します。以下の標準部品が含まれています。
統合認識標準部品：クラウドとネットワークの統合基盤に基づいて、地域内の車両と道路のリアルタイム交通データを入力として、地域の交通状況の把握、交通データのツイニング、および短期/長期の交通予測を提供します。標準化された API などの形で提供されます。
協調意思決定標準部品：クラウドとネットワークの統合基盤をベースに、地域内の車両や道路のリアルタイム交通データを入力として、意思決定・計画結果を外部のアプリケーションプラットフォームや車両に提供します。標準化された API により、クラウド Serve での一元的な意思決定を通じて意思決定の提案が提供されます。
協調制御標準部品：クラウドとネットワークの統合基盤をベースに、地域内の車両や道路のリアルタイム交通データを入力として、協調制御コマンドを標準化されたAPIとして提供し、外部の協調制御を実現します。クラウドのエネルギー効率分析による交通アプリケーション プラットフォームと車両の提供。
交通動態管理および制御標準部品：クラウドネットワーク統合ベースに基づいて、地域内の車両と道路のリアルタイム交通データを入力として、データ分析と予測、エネルギー効率計算、特殊な遠隔制御方法を通じて、正確な道路ネットワークレベルの交通状況のプッシュを実現でき、緊急および異常気象リマインダーおよびその他の基本機能により、インテリジェントな交通および管理部門に地域の道路ネットワークのリアルタイムの状況認識、道路ネットワーク交通のインテリジェントな管理および制御、路側のインテリジェントな施設管理を提供します。基本サービス：車両および道路のリアルタイム交通履歴データを使用して、交通事故遡及サービスを実現します。
c) 標準化された階層的共有インターフェース：標準化されたデータインタラクション仕様と階層的共有インターフェースを含む、マルチレベルクラウドアーキテクチャの下でのデータの標準化された変換を実現し、車両編隊走行、道路監視および早期警報、経路などの広域クラウドをサポートします。路側施設の案内や遠隔操作などの制御アプリケーション。
6.4 セントラルクラウドの構成と機能
構成の観点から見ると、セントラル クラウドには主に、セントラル クラウド アクセス ゲートウェイ、セントラル クラウドのドメイン固有の標準部分、および標準化された階層共有インターフェイスが含まれます。その機能フレームワークを図 5 に示します。
中央クラウドには以下が含まれます。
a) 中央クラウド アクセス ゲートウェイ: クラウド-クラウド ゲートウェイ、クラウド-クラウド データ相互通信をサポートします。
b) 中央クラウド分野固有の標準部品: クラウドネットワーク統合ベースに基づいて、車線レベルの道路ネットワーク、測位、ダイナミックマップ、および道路ネットワーク情報を表示するその他のレイヤーをサポートします。エンドツーエンドの弱いリアルタイム/非リアルタイムデータ分析サービスを提供でき、さまざまな弱いリアルタイム/非リアルタイムデータを処理できます。同時に、データバス、ログサービス、メッセージキューなどを介して更新データをサブスクライブし、データの分析や処理を行うことができます。集約された地域クラウドデータを入力として、複数地域の車両とその交通環境の多次元基本概要データに基づいて、データマイニング、ビッグデータ計算、多次元インタラクティブ分析を通じて、ドメインデータ分析結果を標準化したAPIなどマクロ交通データ分析のための基礎データとデータ付加価値サービスを提供します。
c) 標準化された階層型共有インターフェース：エッジクラウドやリージョナルクラウドと同様、標準化されたデータインタラクション仕様と階層型共有インターフェースを含み、世界的な道路交通状況の認識、道路交通計画と設計評価、運転行動と交通事故分析、車両品質分析、および自動車保険 動的価格分析などのグローバルなクラウド制御アプリケーションの運用。