一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统的制作方法

1.本发明属于汽车云控领域，具体涉及一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统。


背景技术：

2.车辆网联化系统及相关技术受到学术界的广泛关注，但目前的工作仍存在不足：现有研究所提出的车路云结合的系统，不具备利用车路云融合来实现复杂交通场景下融合感知、决策与控制的系统概念与架构，难以支撑面向不同功能与场景的各类网联自动驾驶应用，及路网范围车辆行驶与交通运行的统一优化。


技术实现要素：

3.针对上述问题，本发明提出了一种智能网联汽车云控系统架构设计，该系统能面向各种交通场景进行复杂系统的融合感知、决策与控制，实现路网范围车辆行驶与交通运行性能的综合提升。
4.一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，包括：云控平台、路侧基础设施、网联式智能汽车、通信网与资源平台等五个部分，所述通信网连接人、车、路、云各节点，其特征在于：所述网联式智能汽车、路侧基础设施及资源平台与云控平台相连，所述网联式智能汽车还直接连接路侧基础设施与其他网联式智能汽车；所述云控平台用于构建车路云标准通信与实时计算环境，实时融合车路云数据，进而统一协调并运行智能网联驾驶与协同应用，同时支撑云控系统进行车辆行驶与交通运行性能优化；所述路侧基础设施是布置在道路附近的实现车路云互联互通、融合感知、局部辅助定位、交通控制等功能的设备集合，为云控系统提供稳定可靠的微观交通要素实时感知源；所述网联式智能汽车利用协同应用的输出来进行辅助驾驶或自动驾驶，实现智能化水平的提升与行驶性能的优化，网联式智能汽车是云控系统的网联式智能汽车车端数据与受控对象；所述资源平台是提供协同应用运行所需其他领域专业数据的专用平台。
5.作为优选，整个云控系统利用对象-过程方法（object-process methodology，opm）建立系统组件的连接形式架构。
6.作为优选，所述云控平台由云控基础平台与协同应用组成，所述云控基础平台为协同应用提供通信链路、交通全要素实时数据与应用实时运行环境。
7.作为优选，所述云控系统还包括：边缘云、区域云与中心云，边缘云通常服务街或区，运行实时类协同应用；区域云通常服务市或省，主要运行准实时类协同应用；中心云服务全国，运行准实时与非实时类协同应用，上一级云调控下一级云。
8.作为优选，所述路侧基础设施设备主要包括各类型路侧传感器、计算单元、直连通信设备、交通设备。
9.作为优选，所述通信网采用异构通信网络，融合多种有线与无线通信技术，基于标准化通信机制，实现系统中人、车、路、云的广泛互联通信。
10.作为优选，所述网联式智能汽车车端数据包括车辆系统的运行数据与传感器获取的行车环境数据。
11.作为优选，所述资源平台包括高精度地图、地基增强定位、气象、交通管理、公安方面。
12.作为优选，所述云控系统按任务分为三层，包括：硬件组成的基础层，平台共性基础软件组成的平台层，以及应用软件组成的应用层；按服务区域与实时性分为四级，分别是车路终端级、边缘云级、区域云级与中心云级，所述云控系统利用面向各场景的协同应用，进行从车辆到交通、从微观到宏观的融合感知、决策、控制与分析。
13.作为优选，所述边缘云，从路侧基础设备获得基础设施动态信息、从高精度动态地图平台获得动态实时交通信息、从车载终端平台获得车辆及感知信息、从气象平台获得实时气象信息，所述区域云从气象平台获取非实时性气象信息，从地区数据平台获取区域性数据；所述中心云从相关的全国数据平台获取行业、产业信息，信息传输要求在毫秒级别范围内完成。
14.本发明带来的有益效果：一、提出了基于车路云融合的智能网联汽车云控系统的概念、架构与运行过程，它是信息物理系统理论在智能网联汽车领域的典型应用，智能网联汽车云控系统利用新一代信息与通信技术，将人、车、路、云的物理层、信息层、应用层连为一体，进行融合感知、决策与控制，可实现车辆行驶和交通运行的安全、效率等性能的综合提升的信息物理系统。
15.二、系统在物理系统层之上构建信息空间的信息映射层与融合应用层，进行车路云融合感知、决策与控制，可实现车辆行驶和交通运行的安全、效率等性能的综合提升。
附图说明
16.图1为本发明云控系统组成示意图。
17.图2为本发明云控系统形式架构图。
18.图3为本发明“三层四级”的系统架构示意图。
19.图4为本发明基于opm的系统架构图。
具体实施方式
20.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
21.如图1所示，本实施例提供一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，包括：云控平台、路侧基础设施、网联式智能汽车（即智能网联汽车的个体）、通信网与资源平台等五个部分，所述通信网连接人、车、路、云各节点，所述网联式智能汽车、路侧基础设施
及资源平台与云控平台相连，所述网联式智能汽车还可直接连接路侧基础设施与其他网联式智能汽车；所述云控平台用于构建车路云标准通信与实时计算环境，实时融合车路云数据，进而统一协调并运行智能网联驾驶与协同应用，同时支撑云控系统进行车辆行驶与交通运行性能优化，所述云控平台根据车辆与交通的优化需求，对云控基础平台及协同应用进行统一调控与管理；所述路侧基础设施是布置在道路附近的实现车路云互联互通、融合感知、局部辅助定位、交通控制等功能的设备集合，路侧传感器组成的感知网络为云控系统提供稳定可靠的微观交通要素实时感知源，还用于实现车路融合感知。路侧通信设备构建前端的闭环反馈链路， 增强云控系统的通信覆盖范围与性能；所述网联式智能汽车连接云控基础平台、路侧基础设施与其他网联式智能汽车，共享车端数据，利用协同应用的输出来进行辅助驾驶或自动驾驶，实现智能化水平的提升与行驶性能的优化，网联式智能汽车是云控系统的数据源与受控对象。
22.所述资源平台是提供协同应用运行所需其他领域专业数据的专用平台。
23.如图2所示，整个云控系统利用对象-过程方法（object-process methodology，opm）建立系统组件的连接形式架构。
24.进一步地，所述云控平台由云控基础平台与协同应用组成，所述云控基础平台为协同应用提供通信链路、交通全要素实时数据与应用实时运行环境。
25.进一步地，为更好地支撑对实时性与服务粒度有不同要求的协同应用的按需并发实时运行， 所述云控系统包括：边缘云、区域云与中心云， 三级云逻辑统一，物理分散，边缘云（含边缘计算节点）通常服务街或区，主要运行实时类协同应用，该部分主要用于车路协同系统中高实时、低时延的动态车辆决策控制支持，数据更新最为实时，数据传输时延也是毫秒级别；区域云通常服务市或省，主要运行准实时类协同应用，该部分主要用于区域级别的基础服务和公共服务，建立区域智能网联汽车大数据存储中心，数据更新频率可以以小时或者分钟为单位进行；中心云服务全国，运行准实时与非实时类协同应用，该部分主要用于全国智能网联汽车相关数据的采集、清洗、转换、分级存储，其作为全国统一的智能网联汽车大数据和云计算中心，数据更新频率较低，可以根据实际应用情况以天或者月为单位进行；三级云上一级云调控下一级云，随等级上升，云的服务实时性逐级降低，服务粒度逐级增大。
26.所述路侧基础设施设备主要包括各类型路侧传感器、计算单元、直连通信设备、交通设备等。
27.所述通信网采用异构通信网络，融合多种有线与无线通信技术，基于标准化通信机制，实现系统中人、车、路、云的广泛互联通信， 利用5g、软件定义网络等先进通信技术，实现通信的高性能与高可控性。
28.进一步地，所述网联式智能汽车车端数据包括车辆系统的运行数据与传感器获取的行车环境数据，与协同应用的交互涉及辅助驾驶或自动驾驶的感知、决策与控制等环节。在协同应用的作用下，云控系统不仅直接提升网联式智能汽车的行驶性能，还利用网联式
智能汽车提升混合交通的运行性能。
29.所述资源平台包括高精度地图、地基增强定位、气象、交通管理、公安等方面。
30.进一步地，所述边缘云，从路侧基础设备获得基础设施动态信息、从高精度动态地图平台获得动态实时交通信息、从车载终端平台获得车辆及感知信息、从气象平台获得实时气象信息，所述区域云从气象平台获取非实时性气象信息，从地区数据平台获取区域性数据；所述中心云从相关的全国数据平台获取行业、产业信息，信息传输要求在毫秒级别范围内完成。
31.如图3所示，所述云控系统按任务分为三层，包括：硬件组成的基础层，平台共性基础软件组成的平台层，以及应用软件组成的应用层；按服务区域与实时性分为四级，分别是车路终端级、边缘云级、区域云级与中心云级，所述云控系统利用面向各场景的协同应用，进行从车辆到交通、从微观到宏观的融合感知、决策、控制与分析。
32.如图4所示，利用opm方法，建立系统整体架构，描述了云控系统组成部分的主要功能、工作流程及组成部分见的交互。发明按照智能网联汽车云控平台的要求，构建三层四级架构模型，建立智能网联汽车的三级云控平台，即中心云、区域云和边缘云；三级平台具有外部统一数据标准格式、内部相互支持的功能，智能网联汽车云控平台与动态高精地图平台、整车企业云平台、行业信息平台等进行数据交互，对于车辆控制方面通过车载终端平台与车载计算平台进行信息交互，整个云控平台的信息交互都有信息安全平台的技术深度耦合和安全支持。
33.上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

技术特征：
1.一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，包括：云控平台、路侧基础设施、网联式智能汽车、通信网与资源平台等五个部分，所述通信网连接人、车、路、云各节点，其特征在于：所述网联式智能汽车、路侧基础设施及资源平台通过通信网与云控平台相连，所述网联式智能汽车还直接连接路侧基础设施与其他网联式智能汽车；所述云控平台用于构建车路云标准通信与实时计算环境，实时融合车路云数据，进而统一协调并运行智能网联驾驶与协同应用，同时支撑云控系统进行车辆行驶与交通运行性能优化；所述路侧基础设施是布置在道路附近的实现车路云互联互通、融合感知、局部辅助定位、交通控制等功能的设备集合，为云控系统提供稳定可靠的微观交通要素实时感知源；所述网联式智能汽车利用协同应用的输出来进行辅助驾驶或自动驾驶，实现智能化水平的提升与行驶性能的优化，网联式智能汽车是云控系统的网联式智能汽车车端数据与受控对象；所述资源平台是提供协同应用运行所需其他领域专业数据的专用平台。2.如权利要求1所述的一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，其特征在于，所述云控系统利用对象-过程方法建立系统组件的连接形式架构。3.如权利要求1所述的一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，其特征在于，所述云控平台由云控基础平台与协同应用组成，所述云控基础平台为协同应用提供通信链路、交通全要素实时数据与应用实时运行环境。4.如权利要求1所述的一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，其特征在于，所述云控系统还包括：边缘云、区域云与中心云，边缘云通常服务街或区，主要运行实时类协同应用；区域云通常服务市或省，主要运行准实时类协同应用；中心云服务全国，运行准实时与非实时类协同应用，上一级云调控下一级云。5.如权利要求1所述的一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，其特征在于，所述路侧基础设施主要包括各类型路侧传感器、计算单元、直连通信设备、交通设备。6.如权利要求1所述的一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，其特征在于，所述通信网采用异构通信网络，融合多种有线与无线通信技术，基于标准化通信机制，实现系统中人、车、路、云的广泛互联通信。7.如权利要求1所述的一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，其特征在于，所述网联式智能汽车车端数据包括车辆系统的运行数据与传感器获取的行车环境数据。8.如权利要求1所述的一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，其特征在于，所述资源平台包括高精度地图、地基增强定位、气象、交通管理、公安方面。9.如权利要求1所述的一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，其特征在于，所述云控系统按任务分为三层，包括：硬件组成的基础层，平台共性基础软件组成的平台层，以及应用软件组成的应用层；按服务区域与实时性分为四级，分别是车路终端级、边缘云级、区域云级与中心云级，所述云控系统利用面向各场景的协同应用，进行从车辆到交通、从微观到宏观的融合感知、决策、控制与分析。10.如权利要求4所述的一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，其特征在于，所述边缘云，从路侧基础设备获得基础设施动态信息、从高精度动态地图平台获得动态
实时交通信息、从车载终端平台获得车辆及感知信息、从气象平台获得实时气象信息，所述区域云从气象平台获取非实时性气象信息，从地区数据平台获取区域性数据；所述中心云从相关的全国数据平台获取行业、产业信息，信息传输要求在毫秒级别范围内完成。

技术总结
一种基于三层四级架构的智能网联汽车云控系统，包括：云控平台、路侧基础设施、网联式智能汽车、通信网与资源平台等五个部分，所述通信网连接人、车、路、云各节点，所述网联式智能汽车、路侧基础设施及资源平台与云控平台相连，所述网联式智能汽车还可直接连接路侧基础设施与其他网联式智能汽车，本发明提出了基于车路云融合的智能网联汽车云控系统的概念、架构与运行过程，它是信息物理系统理论在智能网联汽车领域的典型应用，系统在物理系统层之上构建信息空间的信息映射层与融合应用层，进行车路云融合感知、决策与控制，可实现车辆行驶和交通运行的安全、效率等性能的综合提升。效率等性能的综合提升。效率等性能的综合提升。


技术研发人员：梁子湘 陈凌子 蔡营
受保护的技术使用者：东风悦享科技有限公司
技术研发日：2022.09.23
技术公布日：2023/5/24