当前位置 > 首页 > 解决方案 > 运营商 > 智能网联汽车5G行业专网联合技术创新示范验证

智能网联汽车5G行业专网联合技术创新示范验证

· 中国联合网络通信有限公司北京市分公司 张旭，张天元，牟磊，高海丹 

· 国家智能网联汽车创新中心 梁浩 

1　目标和概述 

1.1　方案背景 

 “新基建”政策的提出，催化了中国经济发展， 带动了产业革命。车联网作为新基建重要方向之一，目 前已成为国家战略，政策持续加码，相关的国家级指导 建议明确表示要促进“5G+车联网”协同发展。

 智慧交通正从信息化向智能网联化转变，智慧公路 的建设是智慧交通的重要环节，而“云-网-边-端”也逐 渐成为智慧公路新一代的技术架构。在新技术架构中， “边”的作用越发突显，应用场景也越来越广泛。当前 车联网发展较为迅速，但智能驾驶、无人驾驶等技术的 应用给交通管理和人身安全带来新的挑战，安全问题日 益凸显，不仅包括网络和数据安全，还包括车辆运行安 全、司机及乘客人身安全等。

 1.2　方案概述

 随着车路云一体化智能网联汽车的高速发展，新业 态、新技术和新产品大规模商业应用，对超强算力、低 传输时延以及专业运维、运营等提出了更高要求。国家 智能网联汽车创新中心与北京联通结合双方各自技术优 势强强联合，通过5G混合组网模式将UPF下沉至太和 桥园区，以边缘云MEC的新型计算方式，构建面向创 新中心车路云一体化架构的云边网模式。该模式由运营 商提供强大的网络保障能力和云计算运维能力，集约化 运营运维5G网络和MEC边缘计算节点，大幅降低了前 期项目建设成本及后期运维压力。 

优化终端与网络的结构，将算力更多的放置在路侧 MEC边缘智能一体机上，通过MEC边缘智能一体机与 5G网络适配，实现路侧算力与边缘、核心侧算力的有 效结合，实现车、网、云的协同。 

（1）通过5G Uu传输解决PC5传输速率的瓶颈， 大大提升反应速度和感知效果； 

（2）大幅降低RSU的建设及后期维护成本与维护 难度； 

（3）高算力MEC边缘智能一体机的验证示范，还 可以结合智能网联汽车领域以外的更多应用场景，将边 缘算力进一步下沉，与运行商多模式行业专网的适配组 合结合，为智慧城市、智慧园区、智慧工厂等不同应用 场景提供安全可靠的算力终端服务，实现算力赋能最大 化、算力价值最大化。

 该方案设计理念的推演如图1所示。

 图1 设计理念 

2 方案介绍 

2.1　项目实施园区建设规划 

拟针对太和桥基地N86、N87两个地块进行规划， 打造智慧园区和车联车控测试实验室，如图2所示。 

（1）联通在园区建设室外5G基站和室内5G分布 系统； 

（2）四套路侧设备接云控平台，由前沿共性技术 事业部、云控平台事业部、整车事业部等共同研发使 用； 

（3）网络接入园区机房，电力与路灯分两路使 用，预留点位均留接线井，供后期拓展； 

（4）园区地图需要采集和绘制下发； 

（5）路侧感知点位布置，总共4根杆，均为与路 灯多杆合一型式。N87西北角两个杆件、东北角两个杆 件安装4套完整设备； 

（6）RSU数量：4台，MEC：4台，配电箱：4 台，AI摄像头8个，低时延摄像头8个，毫米波雷达8 个，雷视一体机4个，激光雷达8个，信号机4台。另外 预留10处点位电源与通信条件位置。 

 图2 园区建设规划图 

2.2　整体功能架构 

云控基础平台基于《车路云一体化融合控制系统》 白皮书，采用“边缘云-区域云-中心云”三级架构，三 级云服务范围依次扩大，对服务的实时性要求逐渐降 低。其整体功能架构如图3所示。

 图3 整体功能架构图 

2.3　网络方案 

基于智能网联汽车未来应用场景的需要，以及智 慧园区实际功能要求，结合联通5G网络自身特点及优 势，本项目采用5G混合组网模式，如图4所示。 

图4 5G混合专网示意图 

（1）数据不出园区：通过部署专用UPF网元，实 现客户本地数据灵活分流，业务安全隔离；

 （2）超低时延：网络端到端时延<15ms，部分场 景下时延<10ms； 

（3）安全优势：提供网元级容灾安全保障，电信 级安全策略，支持数据加密、二次鉴权认证； 

（4）灵活自服务：提供网络监控、业务管理、 用户策略配置（黑白名单、IP地址分配、DNN、QoS 等）等灵活自服务能力。

 车路协同数据流：专网UE—>5G基站/室分—>专 网UPF/MEC—>运控平台；

 专网用户数据流：专网UE—>5G基站/室分—>专 网UPF/MEC—>企业内部应用；

 园区访客用户数据流：访客UE—>5G基站—>联通 公众网络UPF/MEC—>互联网。

 2.4　功能介绍 

（1）RSU算力剥离至MEC，使功能分工更明确

 RSU专注V2X无线链路数据传输，算力交给高可靠 可扩展成熟的MEC更能发挥两者的各自优势，极大地 降低两者的工程建设维护成本和运维成本。云边网模式 为雷达、摄像机等感知数据的采集和信号灯等执行设备 控制的工程施工提供有线和5G无线方式安装选择。云 边网模式低传输时延下的算力更集中，可以移除通常方 案不必要的中间节点，甚至有线施工可采取端到端直连 模式，可靠程度更高，维护更便捷。在有线施工不便场 合可以直接采用5G传输模式，可极大地降低施工难度 和成本。 

从端到端时延数据测量评测到跨运营商网络切换实 验，太和桥园区云边网模式为智慧园区车路云一体化典 型应用探索提供数据支持，为运营商5G车联网行业云 边网应用模式提供实践支持，为后续实验室联合运营和 联合商业项目落地提供范例支持。

 （2）安全预警平台 

为了解决自动驾驶汽车存在车辆无法自主决策， 以及现场操作环境恶劣、危险性高、人类驾驶员成本 高，或者驾驶员出现异常情况等问题，示范园区搭建基 于5G远程驾驶系统体验区。5G远程驾驶系统是由无人 车、5G/MEC网络、车路协同服务平台、远程驾驶云平 台等组成的人车协同共驾系统，是利用5G低时延、大 带宽和高可靠性的特性，实现对车辆的实时监控和远程 遥控，提高了车辆运行的安全性和运营成本等。安全预 警平台展示图如图5所示。

图5 安全预警平台展示图

 （3）云控平台 

车辆运行过程中，系统实现对车辆运行状态信息的 监控，包括车速、位置、视频监控以及行驶轨迹，如图 6所示。当车辆出现故障时，可进行远程接管。 

图6 云控平台展示图 

2.5　前沿技术研究

 智能网联汽车信息物理系统:面向数字产业化、智 能网联汽车与未来交通体系建设，研发ICV 信息物理系 统发布《智能网联汽车信息物理系统参考架构2.0》， 全面支撑系统落地； 

智能网联汽车技术平台：研发基于智能网联汽车技 术平台，推动中国方案的智能网联汽车物理化实现，通 过开源牵动产学研用协同攻关，带动智能网联汽车各层 级的关键共性技术研发，形成完善的中国智能网联汽车 标准规范和测试评价体系；

 车用操作系统：自主可控智能网联汽车操作系统是软件定义汽车时代突破卡脖子关键技术的研究核心工作 之一创新中心致力于建成未来国际化领先的车用操作系 统生态体系； 

基础算法协同研究：面对自动驾驶开源算法分布松 散、测试验证手段模糊、可信试验数据短缺和工程落地 性能陡降的共性难题通过建设行业共享共用的基础算法 协同研究平台，打通从开源算法到半开源算法到商业算 法的流程环节；

 信息安全：打造信息安全基础平台，为国家安全监 管、行业安全检测和企业安全运营提供支撑解决行业互 联互通身份认证和安全信任问题，构建信任服务平台， 为V2X业务应用提供支撑；

 预期功能安全：安全是智能网联汽车产业发展的核 心，智能驾驶汽车引发的安全问题中，主要源于预期功 能安全问题，当前还未有完备有效的SOTIF解决方案。 

场景仿真等测试技术：采集大规模数据、多维度仿 真测试、建设场景库云平台构建中国方案场景库及测试 技术体系。

 3　代表性及推广价值 

 智能网联汽车是汽车与移动通信、人工智能、云 计算等新一代电子信息技术的相互结合与融合创新，其 高效、安全、可控的“车路”与“云网”结合是一个重 要的技术课题。目前在无人驾驶示范区所采用的路网结 合方式是EUHT的组网模式，虽然在网络性能上与运营 商5G网络接近，但是在未来商用阶段网络建设的重复 投资建设与运维的重复投入，以及与“人车路”端既有 移动通信需求的兼容都是存在一定问题的。

 基于5G行业专网下的智能网联汽车示范验证，充 分利用5G网络切片能力和MEC的强大算力实现示范区 内真正意义的智能网联，并将为今后智能网联汽车商用 打造坚实的技术底座。

 3.1　应用示范规模

 针对智能网联汽车5G行业专网联合技术创新示范 验证的成果将广泛应用到中国联通和国汽（北京）智能 网联汽车研究院有限公司已在实施或交付项目中的技术 迭代升级，以及北京、江苏、海南、天津等其他省市国 汽（北京）智能网联汽车研究院有限公司正在参与的智 能网联汽车项目中。 

3.2　创新示范效应

 在智能网联汽车产业商业化进程中，测试评价与示 范运行作为其中的关键一环，已得到国家部委、地方政 府及企业单位的高度重视，并积极推动和落实智能网联 汽车示范区规划建设。 

联通与国汽智联共同打造的打造的智能网联汽 车5G行业专网联合技术创新示范验证园区，是面向智 能网联示范区、围绕智慧出行，提供车路协同服务方案 和产品，5G智慧园区、5G智慧文旅、5G MEC边缘智 能一体机等。通过满足智慧出行的需求，突破智能网联汽车的技术体系，实现5G、网络切片、大数据、云边 计算、人工智能、数字孪生等技术与智能网联汽车、智 慧交通产业的深度融合，促进跨产业的协同发展，契合 国家“交通强国”战略目标。

 图7 中国联通参与的智慧交通项目

 3.3　商业价值 

技术路线方面，发展智能网联汽车有单车智能和网 联智能两种技术路径，靠“单车智能，网联为辅”的技 术路线还有很多问题和难点，实现安全、可靠的自动驾 驶道路还有很长时间。而“网联为主，单车智能为辅” 的技术路线基于我国在5G、基础设施以及互联网等领 域的综合优势，将在中国具备更好的发展土壤。可以肯 定的是，基于5G的车路协同技术将成为未来智能出行 的基础。 

平台方面，国外几大自动驾驶平台建立时间较早， 但多以芯片控制车企底层算法为主，将侵犯车企的利益 与技术核心，且大都未打开中国市场；国内百度Apollo 平台旨在打造自动驾驶生态，但接入车企以乘用车为 主，且由于百度拥有自有自动驾驶算法、车辆，因此L4 级及以上无人驾驶车企接入平台寥寥无几；禾多科技轩 辕平台最大优势在于致力于从软件到硬件的全栈开发， 与百度Apollo相似。

 基于5G行业专网环境的智能网联汽车联合技术创 新示范验证商业模式：

 双方联合出资打造车侧、路侧、网络、云端环境， 支持数据开放，及与联通平台和车端的对接联调，后续 投入市场应用收入由双方按照一定比例分成。

 共同研发认证基于5G网络的行业用户侧的MEC边 缘智能一体机，为多种场景提供边缘侧算力服务模式， 共同为目标客户提供技术服务。

 以太和桥园区为实验场，打造5G智慧园区场景案 例，除满足自身业务需求外，结合双方各自技术优势形 成强自主、高可控、重创新的新型5G智慧园区服务， 双方互为供应商在各自市场空间拓展实施。技术路线方 面，发展智能网联汽车有单车智能和网联智能两种技术 路径，靠“单车智能，网联为辅”的技术路线还有很多 问题和难点，实现安全、可靠的自动驾驶道路还有很长 时间。而“网联为主，单车智能为辅”的技术路线基于 我国在5G、基础设施以及互联网等领域的综合优势， 将在中国具备更好的发展土壤。可以肯定的是，基于 5G的车路协同技术将成为未来智能出行的基础。

 平台方面，国外几大自动驾驶平台建立时间较早， 但多以芯片控制车企底层算法为主，将侵犯车企的利益 与技术核心，且大都未打开中国市场；国内百度Apollo 平台旨在打造自动驾驶生态，但接入车企以乘用车为 主，且由于百度拥有自有自动驾驶算法、车辆，因此L4 级及以上无人驾驶车企接入平台寥寥无几；禾多科技轩 辕平台最大优势在于致力于从软件到硬件的全栈开发， 与百度Apollo相似。 

基于5G行业专网环境的智能网联汽车联合技术创 新示范验证商业模式：

 双方联合出资打造车侧、路侧、网络、云端环境， 支持数据开放，及与联通平台和车端的对接联调，后续 投入市场应用收入由双方按照一定比例分成。

 共同研发认证基于5G网络的行业用户侧的MEC边 缘智能一体机，为多种场景提供边缘侧算力服务模式， 共同为目标客户提供技术服务。

 以太和桥园区为实验场，打造5G智慧园区场景案 例，除满足自身业务需求外，结合双方各自技术优势形 成强自主、高可控、重创新的新型5G智慧园区服务， 双方互为供应商在各自市场空间拓展实施。

 3.4　社会效益 

车联网产业给社会出行体系带来颠覆性改变，创造 巨大社会效益。 改善交通流量。

当CACC（协同式自适应巡航控 制）普及率达50%时，公路交通容量可平均提高22%。 在CACC全面普及的情况下，交通容量的提升率预计在 50%~80%。 

减少碰撞事故。V2X通信可提高车辆在视距范围 之外的传感能力，车联网前期发展阶段驾驶辅助、部分 自动驾驶、有条件自动驾驶可减少汽车交通安全事故 50%~80%，提升交通通行效率10%~30%。

 减少温室气体排放。自动驾驶汽车将显著降低温室 气体排放，改善交通流量、减少损耗并降低燃料消耗。 因为自动驾驶汽车将减少车辆低速行驶的频次，从而显 著降低燃料消耗（28%），减少空气污染和二氧化碳排 放量（近20%）。

来源 | 《自动化博览》2023年第2期暨《边缘计算2023专辑》