从深圳市智能车路协同项目的示范成果来看，通过核心操作系统将车载终端主要任务进行一体化集成是一条可靠路径。

当前，中国已经进入交通强国建设、快速城市化进程、经济社会转型变革、智能车路协同创新发展、新基建与数字化转型发展的新时期，新交通模式生态环境正在形成，城市交通与区域交通的工作重点已由大规模规划建设转移到高质量运行管理方向上来，传统的交通规划与管理、交通管理与控制学科理论方法面临着更新及挑战。

一年来，国家密集出台了“交通强国”、“智能汽车发展战略”、“新基建”、“两新一重”、“十四个五年计划”多项与自动驾驶相关战略。

2020年8月，中国科协在第二十二届年会闭幕式上发布了10个对科学发展具有导向作用的科学问题，其中第六个问题是：数字交通基础设施如何推动自动驾驶与车路协同发展？

在自动驾驶技术发展战略上，全世界呈现两条技术路线：一条是以美国所主导的“单车感知”自动驾驶方案；另一条是以中国引领的“网联感知”自动驾驶技术方案。两者的主要区别是：单车感知不依赖于外界环境的额外传感单元部署，主要依靠车辆的自身装配感知系统进行车身周围环境信息的获取；而网联感知需要借助在路侧安装额外的传感器、通信单元，以实现降低车身感知、计算能力的技术与成本需求，拓展车辆的感知范围和精度。

由此可见，数字交通基础设施的建设与发展是支撑自动驾驶与车路协同的关键技术所在，开展这一领域研究势在必行，意义重大。

核心四要素和三条技术路线

新交通模式下，重塑交通出行体验，通过人、车、路、云之间车联与路联数据互联互通，实现智慧出行服务MaaS、智能网联汽车V2X、智能网联设施I2X、智能车路协同等构建新一代智能交通核心体系。

智能车路协同管控综合感知、通信、计算、控制等技术，基于标准化通信协议，实现物理空间与信息空间中包括“人、车、路、环境”四要素的相互映射，标准化交互与高效协同、利用边、端、云计算大数据能力，解决系统性的资源优化与配置问题。智能车路协同体系支撑的新一代智能交通系统核心四要素主要包括：

① 人--智慧出行服务MaaS：行为管理与诱导（行人、驾驶员、自动驾驶算法）系统；

② 车--智能网联汽车V2X：智能车载终端系统；

③ 路--智能网联设施I2X：智能路测设施系统；

④ 环境--智能车路协同平台：区域交通与城市交通管理与控制决策可视化推演系统。

当前，国内外广泛关注智能车路协同体系支撑的新一代智能交通系统总体结构研究，总体上包含以下三条技术路线：

① 人--智慧出行服务MaaS+环境--智能车路协同管控平台组合路线；

② 车--智能网联汽车V2X+环境--智能车路协同管控平台组合路线；

③ 路--智能网联设施I2X+环境--智能车路协同管控平台组合路线。

智能车路协同支撑的新一代智能交通系统总体结构详见图1所示。

图：智能车路协同支撑的新一代智能交通系统总体结构

目前，深圳市智能车路协同管控设计与实践已取得良好成效。

接下来从深圳市智能网联汽车城市道路测试规划设计、深圳市中心城区智能车路协同管控设计、深圳福田保税区智能网联公交协同管控实践、深圳福田保税区智能网联公交协同管控实践、新洲路主干路智能车路协同管控实践、深圳新国际会展中心智能网联公交协同管控实践、智慧宝安智能车路协同管控设计、深圳坪山智能车路协同管控实践、深圳外环高速公路智能车路协同管控实践、深圳金溢科技加速拓展ETC车路协同服务等方面进行详细介绍。

（1）深圳市智能网联汽车城市道路测试规划设计

深圳市智能网联汽车道路测试首批开放道路是用于智能网联汽车道路测试的开放路段。

深圳市智能网联汽车道路测试道路涵盖多个场景，充分考虑人、车、路、环境等道路测试影响因素，在安全可控、湿度开放的原则下尽可能地提供开放测试场景助力智能网联汽车科研实验与行业发展。测试道路涵盖工业区、旅游区、商务区、金融区，涉及场景包括信号控制交叉口、无信号控制交叉口、十字交叉口、T型交叉口，直线、曲线、坡度等不同道路地形条件，覆盖单行道、警示、指路等多重交通标志标识。

首批开放道路选择合围区域19个，总面积约30km²，道路里程合计约124km，覆盖深圳市福田、南山、盐田、宝安、光明、龙华、龙岗、坪山、大鹏9个行政区域。

（2）深圳市中心城区智能车路协同管控设计

深圳中心城区的智能车路协同管控项目，主要关注加强交通科技基础硏究和应用基础研究，加强交通信息基础设施推广应用，实现中心城区信号灯“一张网”在线平衡智慧调控，推进中心城区智慧停车等建设工作。

在此基础上，推动形成中心城区跨方式区城交通大数据共享机制，在城市层面构建无缝化旅客联运系统，着力解决中心城区不同交通方式间信息、服务、安检整合难等问题，形成全程出行定制服务典范，建立五跨（跨层级、跨地域、跨系统、跨部门、跨业务）交通大数据共享机制。

在中心城区智能车路协同试点区域的自由流收费方面，依托自由流收费等交通新技术提高道路通行效率，建立基于运行水平的中心城区动态收费调节机制，推动中心城区自由流收费等新型收费技术应用和政策体系建设。

在中心城区交通网络智能设施运行监测系统的智慧路段功能，结合交通设施上的设备集约化管理和区域交通网络景观的因素，集成嘉通流检测器、视频监控/识别、车路协同交互信息、智能路侧设施发布交通信息、出行行人检测等功能于一身，全面感知智能路侧交通设施运行状况，形成集成化的交通在线数据采集与共享环境。

（3）深圳福田保税区智能网联公交协同管控实践

2017年12月17号，深圳海量科技有限公司在深圳道路上驶出了智能网联公交车，方向盘无需司机进行任何操作，到交叉口处公交车可以自动转弯，遇到行人或障碍物能自行刹车，到站可以自动停靠。

阿尔法巴智能驾驶公交系统是一个整体解决方案，以国产、自主可控的智能驾驶技术为基础，汇集人工智能、自动控制、数据计算等众多技术于一体，配有激光雷达、毫米波雷达、摄像头、GPS天线等设备精准感知周围环境，通过精确分析实时动态对其他道路使用者和突发状况做出反应，已实现自动驾驶下的行人、车辆检测，减速避让，紧急停车，障碍物绕行，变道，自动按站停靠等精细管理功能。

阿尔法巴系列智能网联公交系统，已经推出阿尔法巴1.0、阿尔法巴2.0、阿尔法巴3.0产品，具备L3+级别的运行能力，满足国家已发布的17种测试规范场景能力，已经先后在深圳、张家界、武汉、合肥、澳门等城市落地运行，车队总数达到几十辆，运行总里程超过6.5万公里，搭载乘客超过3万人，安全零事故。

图：深圳福田保税区智能网联公交协同管控汽车

（4）新洲路主干路智能车路协同管控实践

深圳新洲路智能车路协同管控试点应用开展以来，针对如何利用在线仿真技术实现从实时交通监测到动态交通管控的深化服务，进行了在线仿真与交通管控应用的深度融合架构和关键技术，分析研判新洲路是基于交通数字孪生技术进行的。

① 整合交通管控系统的数据资源，建立实时在线仿真系统，实现交通运行监测与预警，并通过短时交通预测，提前知悉综合交通变化态势，实时发布预警交通信息。

② 根据交通运行状况识别关键流向，并利用交通出行需求和出行路径数据制定针对性的管控策略，通过仿真评估与实地运行评价进行控制效果反馈和自学习，支撑实时的信号优化应用，实时响应随机的交通出行需求和交通事件下的非常态交通变化。

③ 形成“采集-研判-控制-评估”的业务闭环，让交通系统实现实时监督、自主诊断、自我优化的智慧化转型升级。

④ 关键流向识别  

利用交通仿真OD和路径数据，筛选研究范围内交通需求量最大的几个关键流向。

（5）深圳新国际会展中心智能网联公交协同管控实践

深圳国际会展中心“智能网联快速智慧公交协同管控”项目是采用新技术、新手段、新策略，挖掘道路时空资源，人、车、路和谐共赢，实现会展高峰期车辆享有专用路权、全程15分钟可达、两端无缝衔接的一站式高品质接驳体验。与传统的快速公交（BRT）技术相比，具有按需动态响应控制、空间集约高效利用、注重全交通参与者体验、投资省运维成本低等特点。

① 动态调节控制 道路资源利用更高效；

② 人-车-路智能协同管控交通参与者更和谐；

③ 场站设计人性化 公交地铁无缝接驳。

图：智能网联公交车路协同管控大屏幕调度指挥运行状态

 “国际会展中心快速智慧公交接驳工程·车路协同”项目应用到了榕亨新研发的“一体化智慧交通综合数据中心”产品。“一体化智慧交通综合数据中心”集合了当前行业前沿的技术，集一体化智能控制机柜、车路协同路侧神经中枢、5G交通信号控制为一体，解决了当前智能交通行业的交叉口智能设施建设及管理无序的困局。

（6）智慧宝安智能车路协同管控设计

当前，粤港澳大湾区和先行示范区“双区驱动”战略召唤深圳创新驱动高质量发展，面向城市交通，市政府提出将智慧交通作为城市战略全面打造湾区核心引擎和强国城市范例，以智慧加持城市交通管理，加快深圳市交通运输一体化指挥管控平台建设，打造“全息感知、可靠推演、精准管控、全程服务”新一代交通运输智慧管控超级大脑。市交警全力配合开展全市智慧交通建设，但仅覆盖宝安区实际需求的60%左右，需各区同步配套建设。

同时，市交警正加快推进深圳交警智慧交通二期建设，全面提升城市级交通主动管控和精准调控、警情联动处置的能力，但宝安区电子警察等各类前端设施覆盖率较低，亟需加强建设，提升交通管控能力。

智慧宝安智能车路协同管控系统需求分析设计详见下图所示。

图：智慧宝安智能车路协同管控系统需求分析设计

智慧宝安交通提升工程一期集中补足关键走廊、重点片区的前端设施短板，强化安全防控，初步建立区内交通运行智能检测和实时监管的交通大脑，快速提升交通管控能力。

图：智慧宝安智能车路协同管控系统体系结构设计

图：智慧宝安智能车路协同管控系统网络结构设计

（7）深圳坪山智能车路协同管控实践

深圳坪山区推出全市首条智能网联汽车应用示范线路，采用智能网联公交L4级别功能系统，实现了精确识别、感应环境、自主规划路径、避让行人、障碍物等，是纯电力新能源汽车，续航能力达250公里。系统涉及到公共交通秩序、道路和交通设施安全、司乘人员人身安全。

项目是基于数字孪生（Digital Twin）技术搭建一套完整的虚拟测试平台，在数字平台上搭建虚拟测试场景，包括测试场地（道路及其周边环境地理信息）、交通标识变化和交通流（车辆、行人、障碍），模拟天气和光照变化、路面变化、测试车运行。

虚拟测试车在虚拟测试环境中感知到的测试场景信息通过无线通信传输到真实的的测试车，车载的自动驾驶控制器对接收到的外部信息进行处理，作出决策和控制，调整测试车的运行状态，运行状态数据通过无线通信传输给虚拟测试车，并更新其运行状态。虚拟测试平台和真实测试车形成一个完整的控制环路。

深圳坪山数字孪生自动驾驶系统评价体系对自动驾驶车辆的运行数据进行处理和分析，得到自动驾驶功能和性能测试结果。

图：深圳坪山智能网联公交车路协同管控

（8）深圳外环高速公路智能车路协同管控实践

深圳外环高速公路智能车路协同管控项目是广东省“九纵五横两环”高速公路骨架网的一条加密线，也是深圳市“七横十三纵”干线道路网规划的重要一“横”广东省重大专项。路线全长约93公里，其中深圳段76公里，东莞段17公里，采用全线6车道高速公路建设标准。

图：深圳外环高速公路智能车路协同管控总体线路布局

本项目也是深圳市、东莞市和惠州市等城市间加强枢纽性交通的纽带。

深圳外环高速公路智能车路协同管控项目区域基本为城市化，沿线与多条高速公路和其他道路相接，具有明显的项目区域地形地貌复杂、建设标准高、交通量大、交通组成复杂、互通区密集且出入口多、所处路网发达、交通转换频繁等显著特点。

（9）深圳金溢科技加速拓展ETC车路协同服务

作为交通运输部“智能车路协同关键技术与装备行业研发中心”的牵头单位，深圳金溢科技通过大数据、人工智能、5G等与ETC技术新基建数字化转型的融合应用，不断强化“ETC+互联网”产业融合，打造ETC+物联网感知、ETC+智能网联通讯、ETC+大数据平台、ETC+静态交通管理、ETC+车主服务等“ETC+”产业链，形成数据驱动的管理服务新模式，实现与本地相关平台互联互通、信息共享，增强协同应用能力，推动城市停车服务提质增效。

在广东省佛山市，部分加油站通过铺设ETC无感支付车道，精准识别车辆进站顺序及停位置，加油后ETC无感支付自动扣款，油机屏幕显示支付状态，并向车主手机端推送消息高效的ETC系统，使支付过程瞬间完成，客户“无感”，大大提高工作效率。

金溢科技持续推动扩大ETC应用场景，实现ETC停车在机场、火车站（高铁）站、客运站等交通枢纽以及大型商场超市、医院、高校、居民小区、路侧等停车场景的覆盖。

ETC+车生活服务，以便利用户为导向，通过线上、线下两种渠道，推动拓展ETC+智慧停车、ETC+智慧加油，ETC+智慧洗车、ETC+智慧充电、ETC+智慧景区/园区等相结合的ETC多场景服务，助力智慧交通、智慧城市发展。

在广东省中山市，智慧停车改造泊位已达到约13000个，路侧停车场的停车配套设施改造接入智慧管理系统，并与公安机关交通管理部门、城管部门的平台联通，进行实时数据处理分析，支撑公共管理部门决策，也向用户提供停车场资源的实时查询、预约、错峰停车、分时共享停车等服务。

省级示范区试点先行，参与探索研究制定省级ETC停车相关服务规划和技术要求，建设停车管理综合平台，做好与各地市停车管理平台衔接。

2021年新年伊始，金溢科技积极有序推进试点建设，不断优化提升服务，保障ETC车辆在停车场出入口不停车快速通行，并确保计费准确、发票开具便利、信息推送规范及时，便捷群众出行。

图：深圳金溢科技加速拓展ETC车路协同服务技术路线

结束语

从深圳市智能车路协同项目的示范成果来看，通过核心操作系统将车载终端主要任务进行一体化集成是一条可靠路径，借助操作系统的基础作业和软硬件协同能力，实现车与车、车与路之间的互联，承担硬件数据融合等智能车路协同特定需求。

智能车路协同是智能网联汽车V2X与智能网联设施I2X一体化发展的必然结果。

如今，我国交通运输已经进入交通大国向交通强国迈进的历史性发展时期，基础设施从“连线成片”到“基本成网”，运输服务从“走得了”到“走得好”，交通科技从“跟跑为主”到“跟跑并跑领跑”并行。从改革开放之初的瓶颈制约，到20世纪末的初步缓解，再到目前的基本适应，交通运输已经为中国经济社会做出了巨大贡献。

汽车业是国民经济支柱产业之一，一辆车要实现真正意义上的智能化、智慧化出行，绝对不是孤立个体能够实现的，应该是和道路交通设备、设施环境相关联，这也是智能网联汽车与智能网联设施互联互通的一体化中国路线体现。

在车路协同的环境下，智能网联车可以在不同的自动化水平上发展，让自动驾驶变成一种可落地的现实。

作者简介：关志超，博士、教授，交通运输部“智能车路协同关键技术与装备行业研发中心”执行主任