一、引言

据相关数据显示，我国城市道路里程仅占全国道路总里程的 7.5%，但城市道路交通事故占全国道路交通事故的 45.8%【1】。在城市道路交通中，车辆驾驶人员，行人、以及其他在道路上进行交通活动的人员，会在道路上因过错或者意外造成各种交通事故和安全隐患，比如车辆路口碰撞、弱势交通参与者碰撞，逆向超车的碰撞，车辆变道剐蹭等。为了解决城市道路交通中的问题，提升出行的安全性和效率，构建“开源”智能交通新生态，上海开源信息技术协会旗下发布了“车联网 OpenV2X 开源技术社区”，如下 图1-1 是该开源技术社区 LOGO 示意图，该项目是首个边缘计算开源项目，车路协同开源 OpenV2X 云控平台，是符合 V2X 标准及基于 5G 边缘计算的 OpenV2X 云控平台，通过 5G、AI、MEC 等技术组合，以及路侧海量信息采集与融合，源码开发，生态兼容、性能优异的基础架构开源和开放平台，实现服务智慧的路，服务智能的车，普惠行动的人。该车路协同开源 OpenV2X 云控平台可服务于实时响应交通道路事件，降低事故风险，保障车辆通行的安全性，提升交通道路事件的智能化治理。

二、OpenV2X云控平台交通道路事件智能化治理

2.1 车路协同路侧感知上报

本文中交通道路事件智能化治理的车路协同应用，这里只阐述车和路采用直连方式 PC5 接口进行通信的情况。通过车路协同的路侧感知设备对事件进行感知上报，车路协同路侧感知设备包括激光雷达和带目标识别的视频摄像机等，通过路侧 RSU 实时通过 5G 通信上传到边缘云计算节点。如下图 2-1 为路侧感知设备应用示意。

这里目前支持的城市道路感知和上报的交通道路事件主要场景为：交叉路口车辆碰撞、弱势交通参与者碰撞、逆向超车碰撞、车辆变道异常等，下面分别来说下不同的交通道路事件涉及的场景进行感知上报的处理流程。

2.1.1交叉路口碰撞应用场景

在交叉路口场景，当装有 OBU 的智能网联车辆驶向交叉路口时，与侧向车辆存在碰撞危险时，路侧感知设备将感知的信息发送至 RSU，通过 RSU 将感知信息发送至边缘平台进行边缘计算处理，处理后的结构化消息 RSM 和预警消息通过边缘云平台上报到中心云控平台的，边缘计算单元将数据传输给 RSU，通过 RSU 向范围车辆广播车辆碰撞预警消息，车辆 OBU 接收后，对有碰撞风险的车辆进行碰撞预警提醒。

2.1.2弱势交通参与者碰撞场景

在弱势交通参与者场景，当装有 OBU 的智能网联车辆在行驶中，与周边弱势交通参与者，比如：人、非机动车存在碰撞危险时，路侧感知设备将感知的信息发送至 RSU，通过 RSU 将感知信息发送至边缘平台进行边缘计算处理，处理后的结构化消息 RSM 和预警消息通过边缘云平台上报到中心云控平台，边缘计算单元将数据传输给 RSU，通过 RSU 向范围车辆广播车辆碰撞预警消息，车辆 OBU 接收后，有碰撞风险的车辆进行碰撞预警提醒。

2.1.3逆向超车碰撞场景

在逆向超车场景，当装有 OBU 的智能网联车辆在行驶中需要逆向超车，由于前车视线遮挡，需要观察对向来车的情况，即使对向车道暂时没有车辆，也存在在超车过程中是否有足够的空间来完成超车的情况。装有 OBU 的智能网联车辆将将行驶意图发送至路侧 RSU，通过 RSU 将路侧感知信息和车辆的行驶意图发送至边缘云的边缘计算单元，边缘计算单元综合收集到的信息进行处理，处理后的结构化消息 RSC 通过边缘云平台上报到中心云控平台，边缘计算单元将数据传输给 RSU，通过 RSU 向范围车辆广播车辆协作变道的诱导信息，车辆 OBU 接收后，完成超车或暂缓超车。

2.1.4变道异常，协作变道场景

在变道场景，当装有 OBU 的智能网联车辆在行驶中需要变道，将行驶意图发送至路侧 RSU，通过 RSU 将路侧感知信息和车辆的行驶意图发送至边缘云的边缘计算单元，边缘计算单元综合收集到的信息进行处理，处理后的结构化消息 RSC 通过边缘云平台上报到中心云控平台，边缘计算单元将数据传输给 RSU，通过 RSU 向范围车辆广播车辆协作变道的诱导信息，车辆 OBU 接收后，完成变道或暂缓变道。

2.2 5G车路协同边缘云平台计算处理

2.2.1 边缘计算应用支撑需求

本文中所阐述的 5G 车路协同云控平台采用的是边缘云和中心云控的两级架构，实际商用的边缘计算有多种部署模式，有分布部署到各路口和杆站的，也有接入到边缘机房的，本文这里所应用的边缘云是通过 5G 光纤接入部署在边缘机房属于 MEC 边缘节点的云平台，其中 5G边缘计算单元应用在边缘云平台的 ICT-IaaS/CaaS 的技术底座上，来支撑对路侧感知数据的计算和处理，如下图 2-2 是 5G 车路协同 OpenV2X 的 MEC 边缘节点【2】。

该 5G 边缘节点需要满足车路协同对 5G 边缘云的交通道路事件智能处理业务和计算应用的功能的要求、性能的要求、以及安全的要求，其中功能主要是具备良好的扩展性，能满足路侧终端设备精密时间同步的要求以及实现多业务设备通信能力，多业务的承载能力；性能主要是保障路侧终端设备之间通信带宽，满足车路协同的高可靠、低时延要求；安全主要是确保业务接入者的真实性、业务访问的合法性，数据存储和传输的机密性和完整性等。

2.2.2 边缘计算应用

当雷达、摄像机将路侧的感知数据通过 5G 光纤传输到 RSU，再通过 RSU 传输到边缘云，边缘计算单元会按如下图 2-3 边缘云边缘计算单元处理流程对感知数据进行处理。

1. 第一步：交通事件感知数据输入到多元感知数据融合算法处理

   这里的多元感知数据融合算法采用匈牙利匹配算法与卡尔曼滤波为内核，经过局部坐标系转换，融合时空轨迹历史数据，采用 kalman 滤波求解融合后轨迹结果，输出最后时刻所有目标轨迹点。算法特点是实现了同目标轨迹的精准匹配，滤波过程较好剔除异常值，在滤波过程中对轨迹点的高频采用保证融合结果的低延迟高精度。

2. 第二步：交通事件融合数据清洗及信息增强

   主要通过补全和平滑算法对轨迹数据进行清洗和信息增强，平滑算法采用指数算法及多项式算法，获取车辆的历史轨迹点，实现对中间缺失值的差值补全。补全算法结合历史轨迹数据，计算运动趋势，核心的补全函数在需要补全轨迹的补全时刻来补全当前轨迹数据。

3. 第三步：交通事件应用场景算法处理

   • 交叉路口碰撞/弱势交通参与者碰撞

     雷达、摄像机路侧感知信息—>转化为 RSM—>RSM2AID 数据转换—>预处理算法（清洗、信息增强）—>算法处理（多传感器数据融合、轨迹补全、轨迹平滑）—>碰撞预警算法（车辆预警消息提示）—> AID2RSM 数据逆转换—>碰撞预警及 RSM 云控平台可视化

   • 变道异常，变道协同/逆向超车碰撞

     车辆意图和请求—>变道协同算法/超车判定算法—> RSC 车辆变道协同/ RSC 车辆超车协同 通过上述的步骤返回的算法处理的结构化数据结果传输给 RSU 设备，该结果按照 V2X 标准生成结构化消息通过 RSU 设备向上上报到中心云控平台，向下通过 RSU 广播，通知到范围内的车辆进行城市道路下交通事件的预警、驾驶的合理诱导。

2.3 中心云控平台交通道路事件治理信息呈现

中心云控平台主要实现的功能是对路侧终端设备的管理、远程运维，比如传感器设备，还有 RSU 设备。通过中心云控可视化大屏可以看到实际城市道路交通的车辆的驾驶情况及交通道路事件的智能化治理效果。如下是交通道路事件的各应用场景治理成果可视化展示。如下图2-4是云控平台交叉路口碰撞预警可视化。

如下图 2-5 是逆向超车碰撞预警可视化

如下图 2-6 是云控平台弱势交通参与者碰撞预警可视化

2.3.2 云控平台交通道路事件管理

中心云控平台还对 RSU 上报的路侧交通信息进行管理，这里记录消息的 ID，参与者类型、数据来源，以及上报时间等。如下图是事件管理中上报的交通道路事件的内容显示。

城市道路交通中应用的 OpenV2X 车路协同云控平台，从路侧到边缘云、中心云控系统，汇聚交通道路事件的数据，使用 5G、AI 技术、MEC 对路侧车辆的智能驾驶提供决策支持和智能化的治理能力。在云端呈现现实世界的交通道路事件的应用场景的可视化效果及治理成果。

三、结语

城市道路交通事件的智能化治理是解决交通安全和效率的必由之路，面对交通治理的艰巨性和复杂性，目前各厂商和生态伙伴积极在各个试点城市深入推进“ 5G + 车联网”发展，不仅要加快布设城市道路基础设施感知系统，协同发展智能车联网汽车，加快推动 V2X 车路协同项目的落地，充分利用和推进基于 5G 边缘计算的 OpenV2X 云控平台，充分挖掘智能网联汽车在城市交通中交通道路事件的多场景应用，实现对城市道路复杂交通道路事件的智能化治理需求。

参考文献

• 【1】比想象更复杂！城市道路交通事故有哪些特点？又有哪些对策？.2018.检索来源：

• 【2】九州云携车路协同 OpenV2X 探索 5G 边缘计算新生态 .2022.检索来源：