高速公路车路协同应用场景探究
2021年3月专题综述281
践行社会主义荣辱观高速公路车路协同应用场景探究
张巍
母亲节短句(广东利通科技投资有限公司，广东广州510663)
【摘要】随着国家基建事业的飞速发展，高速公路的建设也在不断加快。目前，对于车路协同的研究多是对城市交通的探究，很少有涉及高速公路的应用场景。本文探究在高速公路应用场景下的车路协同应用，分析不同应用场景下的需求，可为之后高速公路车路协同研究提供一些可行的建议遥
【关键词】高速公路；车路协同；应用场景
【中图分类号］U495【文献标识码】A【文章编号］1006-4222(2021)03-0281-02几月几号是父亲节
0引言
道路运输在国家建设中的战略地位非常关键。一个方便、绿、安全、流动的交通系统是实现国家稳定发展的必要条件⑴。运输的迅速发展为稳定的经济增长、城乡区域的协调发展、城乡规划、生产力的合
理分配和产业结构的优化提供战略支持。全世界未来都会发展一个智能安全的现代交通系统巩这将成为未来道路发展的关键方向。建设一个强大的交通大国也是党十九大的一项重大战略决定，也是实现现代经济体系的率先布局。高速公路作为交通要道，是交通大国战略的关键之一闫。高速公路作为未来车辆网络技术的主要应用领域，由于国家政策和试验场条件的原因［4］，没有通过大规模的道路车辆协同应用方案进行验证。将更多地关注高速公路车辆网络的应用，车辆的道路协调是智能交通系统的重要组成部分。车路协同技术可以减少事故发生以及交通拥挤的概率，并且可以改善国家交通智能化建设，推动交通运输的发展。
1高速公路特点分析
为确保车辆安全，高速公路与其他道路相比是相对封闭的，不仅拥有一般公路的功能，而且具有以下功能特点。
在高速公路上为保证交通安全是不允许混合交通的，一般会对车速以及车辆进行相应的控制。在正常情况下，车速较低的车辆、有故障车辆以及非机动车辆不允许进入高速公路。为确保安全，高速公路采用与普通高速公路不同的单独驾驶方式。一种方法是在道路中间设置一个分隔带，以分隔和引导车道，避免与对面车辆的接触，防止车辆摩擦、悬挂或碰撞。其次，对于同一方向的车辆，应至少设置两条以上的车道，并通过路标将车道分为主车道和超车车道，以便车速不同时进行超车，避免事故的
发生。为避免混合车辆流动造成的横向干扰，确保道路畅通和车辆高速行驶，特快专递采用严格的车辆通行控制方法。主要是采用完全封闭和完全交换的方法，一般情况下高速公路两边设有围挡，与外界环境隔离，以防止行人以及非机动车辆进入。在高速公路上行驶的车辆只能通过收费站进出，同时高速公路建设标准一般较高，需要定期维护，高速公路的建设一般不是直线设计，而且为了防止转弯半径太小，影响安全。高速公路不同于一般公路，除了一般公路所拥有的功能，高速公路上会按照区段设置服务区以及加油站等基础设施，为在高速上行驶的车辆提供相应的休整以及物资供应。
2分析应用场景
在中国，高速公路基本上是一条封闭的道路，环境相对独特。高速公路具有良好的道路条件，路面光滑，呈简单的线性结构，有利于协同车辆道路系统的应用。特别是2020年1月1日完成的全国高速公路撤销省界收费站项目，光在广东省就建设超过2000套ETC门架系统，同时布设完善的光缆传输和电力网络。根据高速公路的结构特点和车辆行驶的相关要求，安全高效是高速公路运行的重要目标。智能高速公路的开发必须满足监控、应急、管理、决策和服务的要求。基于新一代通信技术和信息技术，车辆道路合作系统可以实现高速公路场景中的高质量数据采集、高速数据传输和高效数据应用。提高高速公路的整体运营服务水平和管理水平，形成人、车、路与环境的和谐关系，有利于新基础设施时代智能高速公路的可持续发展。
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高速公路路侧的智慧通信站与云平台通过光纤连接。路侧智慧通信站通过路侧设备、气象站、摄像、车检器等感知到的数据信息，开展车检分析、气象分析、视频分析、配置管
282专题综述2021年3月
理、云平台交互、智慧通信站间交互等工作。与5G移动通信MEC连接，进而获取智慧通信站服务范围内用户数据并将必要的交通信息发送至MEC设备,MEC设备再推送交通信息到个人用户(或车载平台)。
通过路侧智慧通信站以及车载单元中的视频检查等设备依据事先设定的交通拥堵事件检查标准，识别交通拥堵事件并把监测到的事故信息、监测数据通过数据传输网络上传至后台数据中心，平台通过数据集成和计算，判断事故的具体位置、场景、车道占用等事故相关信息。为减少意外带来的影响，会通过路侧智慧通信站向通行车辆发出拥堵事件提示及碰撞预警指令，以协助司机根据资料选择行程，以提高旅行效率。
车辆出现故障信息时，车载单元自动传递故障信息以及定位。通过整合和分析上传的信息，平台可以为出现故障的车辆提供维修和拖车服务。同时，车辆一道路协同系统将通过车辆单元和道路单元实时向周围车辆发送车辆故障信息，避免二次事故出现。基于车辆一道路协同系统的交通信息发布不同于传统的大型数字显示器和标识。它在道路单位和车辆单位之间实时发送和传输信息，实时控制道路状
况信息、车辆信息和气候环境信息，从而提高信息传递效率，保证道路车辆运行的有效性以及安全性。
3划分应用场景
依据高速公路布局的特征，高速公路可分为三个区域：高速公路出入口、通行路段、服务区。
3.1高速出入口
车辆进出高速公路都需要通过收费站，一般在进出收费站时车辆较多，为了避免交通拥挤，需要提供详细的车辆运行信息。适用的应用场景包括正面碰撞警告、侧面碰撞警告、盲区警告/换道辅助、左转弯辅助和其他安全应用；前部拥挤警告、动态潮流及其他性能应用、服务信息公告的信息服务应用，高速出入口示意图如图1所示。
(a)高速公路入口
(b)高速公路岀口
图1高速公路出入口3.2通行路段
在高速上行驶车辆的驾驶方向是一致的，可能会产生交通堵塞以及追尾的现象。此外，道路位于山区，这可能会造成突发状况，如侧风、岩石坠落等。因此，为了确保车辆的安全运行，在此类道路实行车辆道路协同应用。这个领域适用的应用场景包括安全警示前后碰撞、侧面碰撞警告、异常警告、警示车辆紧急制动、车辆失控的警告、车前端拥塞警告和信息服务应用程序，如服务信息公告。
3.3服务区
服务区是为驾驶员以及车辆提供休息的地方。会有停车、步行、力口油和购物等区域分布。基于上述分析，相关应用场景包括环境感知、辅助安全驾驶提示、碰撞预警、自动泊车等服务信息、智能支付、服务信息公告的信息服务应用，服务区示意图如图2所示。
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图2高速公路服务区
4结语
车路协同系统是解决交通问题的可行技术之一。该系统以高带宽、短时延无线通信网络和新一代先进
信息技术为基础。利用传感技术、无线技术、数据分析技术、数据终端等技术，从而为安全驾驶提供强有力的支持。
参考文献
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[1]冯国臣•基于智慧道路的车路协同应用研究[C]//第十五届中国智
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[2]高艺嘉，孙雨，郭沛•灾害天气下高速公路车路协同应用场景研究
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[4]李智•高速公路车路协同应用场景研究[J]•市政技术,2019,37(2：
17-21.
收稿日期：2021-01-25
作者简介：张巍(1976—)，男，汉族，广东丰顺人，研究生，工程师，主要从事高速公路机电、信息通信工程建设工作
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