本书主要介绍了智能车路协同管控可视化推演平台的概念、技术路线、理论方法、关键技术、体系架构设计与应用实践等，为智能网联汽车及其用户、管理及服务机构提供了车辆运行、交通设施、交通管理与控制等实现可视化推演动态场景的城市级平台建设理论方法，展现了高度信息共享、高实时云计算、大数据分析研判、信息安全等数字化转型的合力与动能，以支撑中国路线的智能网联汽车与智能网联设施融合发展。本书可供交通运输工程、交通规划与管理、交通管理与控制、交通信息工程、智能交通等领域的技术人员参考，可作为相关专业硕士、博士研究生的学习参考教材，还可作为政府部门、科研机构、行业企业及专业工程技术人员的参考资料。

前言 国家“十二五”“863计划”现代交通领域的主题项目“智能车路协同关键技术研究”是与交通行业营运监管及产业化应用试点示范单位联合共建的。企业牵头单位是深圳市金溢科技股份有限公司（股票代码002869），该公司是麻省理工学院智能交通实验室的战略合作伙伴和麻省理工学院的AVI智能网联汽车产业联盟成员；联合单位包括交通运输部公路科学研究院（国家ITS工程技术中心依托单位）、广东省交通集团有限公司、清华大学、同济大学、北京汽车研究总院有限公司，五家单位共同构成的产、学、研联合体在智能车路协同领域已经取得了重大科研技术突破，实现了产品工程化、成果产业化。 该项目以服务国家智能车路协同重大战略任务和重点工程实施为目标，组织具有较强研究开发综合实力的产、学、研科研开发实体，主要包括：运用先进的新一代信息技术和人工智能等实施车车、车路实时信息交互，并在动态交通信息采集与融合的精准感知基础上，实现营运车辆主动安全控制和道路协同管理的精确分析，从而加速自动驾驶技术发展，提升交通安全水平和通行效率的精细管理与精心服务。 该项目积极开展四个方向领域的研发内容：高精度定位导航、智能辅助驾驶及系统开发、车车/车路信息交互技术与装备、基于车路协同的主动安全技术与装备。围绕研发目标自行确立的其他研发内容：多模式通信技术、状态感知技术、异构数据融合技术、车路协同管控技术、信息安全技术等，在此基础上实践智能车载系统、智能路侧系统、车与车/车与路/车与人/车与指挥中心实时信息交互和协同管控、车路协同系统集成和仿真测试。 在研发体系架构设计上突出重点、亮点，提出纵横交织的体系架构。纵向三个层面的一体化重点包括：国家层面的营运车辆智能车路协同一体化；区域层面的粤港澳大湾区、深圳都市圈营运车辆智能车路协同一体化；深圳市层面的营运车辆智能车路协同一体化。横向四个亮点包括：基于交通大数据、云计算信息源池的业务中台、技术中台、AI中台、数据中台智能车路协同研发环境；突出行业营运车辆在特殊需求下的区域交通智能车路协同理论方法研发，如大型活动引起局部交通集聚、恶劣天气产生交通影响、局部突发事件产生的路网瓶颈、长假前后期的交通方向性集结等环境的智能车路协同研发；城市交通内部早晚高峰时段的智能车路协同管控研发；跨区域信息共享与联动处置智能车路协同可视化推演服务研发。 建设的主要任务包括：第一，面向国家数字化转型等重大战略任务和重点工程建设需求，开展关键技术攻关和实测实验研究；第二，以国内国际双循环市场为导向，研判行业、产业发展态势及需求，开展具有重要应用价值的智能车路协同科技成果的工程化和系统集成，研究重大装备样机及关键部件；第三，推动技术转移和扩散，持续不断地为规模化生产提供成熟的先进技术、工艺及其技术产品和装备；第四，积极开展国际交流合作，为企业应用国际先进技术、制定和采用国际标准、推动国际技术转移扩散等提供支撑服务；第五，提供工程技术验证和咨询服务，研究产业技术标准；第六，为行业培养工程技术研究与管理方面的高层次人才。 计划在三年建设周期内，完成近期指标：在深圳市城市交通与广东省区域交通领域构建“营运车辆主动安全控制和道路协同管理平台”；在深圳中心城市的出租车、公交车、集装箱货运车辆、危险品运输车辆等营运车辆上实现智能车路协同试点示范；在广东省区域交通的广深高速公路网络搭建智能车路协同试验环境，在城际客运、货运营运车辆上实现智能车路协同试点示范；在全国范围营运车辆上实现智能车路协同信息共享、协同处置、测试环境、标准化试点示范。计划利用六年建设发展周期，实现中期目标：在全国范围内搭建“营运车辆主动安全控制和道路协同管理平台”；深圳中心城市交通的营运车辆实现智能车路协同；建设广东省区域交通的“智慧高速公路网络”，实现营运车辆智能车路协同；全国范围营运车辆实现国家交通控制网智能车路协同应用推广。计划利用十年建设发展周期，实现远期目标：在国内外智能车路协同领域，创建成“智能车路协同管控国家工程研究中心”。开展人-智慧出行服务MaaS+环境-智能车路协同平台组合路线、车-智能网联汽车V2X+环境-智能车路协同平台组合路线、路-智能网联设施I2X+环境-智能车路协同平台组合路线“三位一体”的智能车路协同管控可视化推演平台体系建设，总体达到国际先进水平，在部分领域达到国际领先水平。 《智能车路协同管控可视化推演平台》一书，是中国交通运输部“智能车路协同关键技术及装备行业研发中心”建设的核心成果和经验总结。通过本书的科学论述，高水平地展现了世界范围、中国范围、粤港澳大湾区、深圳都市圈、深圳市五个层面的智能车路协同管控规划、建设与发展的可视化推演平台环境顶层设计，推介了当前国内外智能车路协同管控领域取得的重大成就，本书的研究成果为进一步建设和提升成为“智能车路协同管理与控制国家工程研究中心”奠定了坚实基础。本书在编写过程中，得到了清华大学自动化系系统工程研究所所长张毅教授、博导，同济大学智能交通运输系统ITS研究中心主任杨晓光教授、博导，北京航空航天大学交通科学与工程学院副院长鲁光泉教授、博导，深圳榕亨实业集团有限公司总经理陈乙周教授级高级工程师，深圳市海量科技有限公司董事长胡剑平博士等的精心指导与热情支持，在此一并致谢。 编 者 2020年10月于深圳湾畔

目录 第1章 智能车路协同管控平台概述 / 1 1.1 智能车路协同管控平台创建背景 / 1 1.1.1 建设交通强国是新时期的重大战略决策 / 1 1.1.2 我国由交通大国向交通强国跨越 / 7 1.1.3 智能网联汽车创新发展机遇 / 9 1.1.4 智能车路协同支撑数字转型 / 13 1.2 科学技术领域与交通新基建 / 17 1.2.1 智能车路协同管控与学科领域 / 17 1.2.2 智能车路协同创新交通新基建 / 20 1.2.3 智能车路协同可视化推演机理 / 25 1.2.4 智能车路协同管控数字化大脑 / 29 1.3 国内外智能车路协同技术 / 38 1.3.1 美国智能车路协同技术 / 38 1.3.2 日本智能车路协同技术 / 41 1.3.3 欧盟智能车路协同技术 / 43 1.3.4 中国智能车路协同技术 / 44 1.4 项目研究内容、技术路线及技术指标 / 47 1.4.1 智能车路协同方向 / 47 1.4.2 项目研究主要内容 / 50 1.4.3 总体研究技术路线 / 52 1.4.4 项目研究技术指标 / 52 第2章 智能车路协同管控平台理论方法 / 55 2.1 中国智能网联汽车创新路线 / 55 2.1.1 聪明的车+智慧的路 / 55 2.1.2 智能汽车的发展路径与重点 / 62 2.2 智能网联汽车管控技术 / 66 2.2.1 智能网联汽车管控技术简介 / 66 2.2.2 智能网联汽车管控技术组成 / 67 2.2.3 智能网联汽车管控方法 / 70 2.2.4 智能网联汽车管控解决方案 / 72 2.2.5 智能网联汽车人机交互系统 / 75 2.2.6 智能网联汽车应用服务模式 / 78 2.3 城市交通智能车路协同管控场景 / 81 2.3.1 城市交通智能车路协同实现功能 / 82 2.3.2 城市交通智能车路协同应用方式 / 82 2.4 区域交通智能车路协同管控场景 / 86 2.4.1 区域交通智能车路协同实现功能 / 86 2.4.2 区域交通智能车路协同应用方式 / 88 第3章 智能车路协同管控平台关键技术 / 91 3.1 高精度地图与定位导航技术 / 91 3.1.1 智能车路协同高精度地图解析 / 91 3.1.2 高精度定位与街景匹配方法 / 101 3.1.3 高精度地图定位与导航服务 / 105 3.1.4 智能网联汽车高精度地图标准 / 109 3.2 行人与智能网联汽车行为管控技术 / 116 3.2.1 行人与智能网联汽车行为关联 / 116 3.2.2 行人与智能网联汽车行为分析 / 118 3.2.3 行人与智能网联汽车行为博弈 / 121 3.2.4 行人与智能网联汽车行为突破 / 122 3.3 车与车信息交互技术 / 124 3.3.1 车与车协同避撞系统 / 124 3.3.2 车车交互交叉口冲突辨识与避撞 / 126 3.3.3 车车交互跟随危险辨识与避撞 / 129 3.3.4 换道危险和盲区危险辨识与预警 / 131 3.4 车与路信息交互技术 / 134 3.4.1 智能车路协同交叉口的离线控制 / 134 3.4.2 车路协同交叉口实时自适应优化 / 135 3.4.3 车路协同车速引导交通建模求解 / 136 3.4.4 车路协同交通运行控制集成设计 / 137 3.5 智能车路协同仿真与测试技术 / 139 3.5.1 智能车路协同仿真测试平台构建 / 139 3.5.2 智能车路协同管控系统交通仿真 / 146 3.5.3 信息交互式仿真及仿真测试验证 / 148 3.5.4 智能车路协同仿真测试未来发展 / 150 3.6 智能车路协同主动安全技术 / 153 3.6.1 车路协同交叉口事故主动预防 / 153 3.6.2 车车交互换道辨识/预警/辅助决策 / 160 3.6.3 危险与人车间辨识/预警/辅助控制 / 160 3.6.4 公路施工区与道路驾驶盲区警示 / 161 3.7 智能车路协同交互通信与装备技术 / 162 3.7.1 车内通信与异构网络融合 / 162 3.7.2 车车通信与车路通信模式 / 164 3.7.3 智能车路协同系统的OBU / 165 3.7.4 智能车路协同系统的RSU / 165 3.8 人车意图智能融合驾驶技术 / 166 3.8.1 平行系统与平行驾驶 / 166 3.8.2 平行学习、平行感知、平行区块链及驾驶员意图理解 / 168 3.8.3 人车意图协同决策与控制 / 172 3.8.4 人车协同平行测试与验证 / 173 第4章 智能车路协同管控平台体系架构 / 175 4.1 智能车路协同管控平台架构 / 175 4.1.1 智能网联汽车软件及系统 / 176 4.1.2 智能网联汽车硬件及系统 / 194 4.1.3 智能车路协同端、边、云计算 / 204 4.1.4 智能车路协同大数据孪生 / 214 4.2 智能车路协同耦合机理与群体控制 / 227 4.2.1 智能车路协同管控体系内部耦合机理 / 230 4.2.2 智能控制视角自动驾驶设计实践 / 237 4.2.3 智能车路协同管控体系外部群体控制 / 243 4.2.4 智能车路协同管控人-车-路-网-云要素 / 251 第5章 智能车路协同管控平台应用实践 / 257 5.1 智能车路协同管控技术分析研判 / 257 5.1.1 智能网联汽车最优路径规划算法 / 258 5.1.2 智能网联汽车国外测试安全保障 / 260 5.1.3 国外自动驾驶发展及对中国的启示 / 268 5.1.4 中国智能网联汽车测试设计试验 / 272 5.1.5 深圳智能网联汽车测试试点示范 / 277 5.2 智能车路协同管控系统建设实践 / 286 5.2.1 深圳市中心区域智能车路协同管控 / 286 5.2.2 深圳市主干新洲路智能车路协同 / 302 5.2.3 新国际会展中心智能网联公交管控 / 314 5.2.4 城市交通智能车路协同管控试点 / 319 5.2.5 区域交通智能车路协同管控示范 / 336 第6章 智能车路协同管控平台特性 / 351 6.1 技术创新特性 / 351 6.1.1 交通系统研究理论方法 / 351 6.1.2 交通系统组织管控氛围 / 351 6.1.3 交通系统研究边界划分 / 352 6.1.4 交通系统研究问题视角 / 352 6.1.5 智能车路协同管控平台内部 / 353 6.1.6 智能车路协同管控平台外部 / 356 6.2 社会经济效益特性 / 358 6.2.1 单体要素耦合机理与协同优化方法 / 358 6.2.2 群体智能控制理论与测试验证评估 / 359 第7章 智能车路协同管控平台产业化发展 / 361 7.1 智能车路协同产业化成果 / 361 7.1.1 智能车路协同管控平台内部成果 / 362 7.1.2 智能车路协同管控平台外部成果 / 363 7.2 产业化前景 / 365 7.2.1 智能车路协同管控平台市场服务 / 365 7.2.2 智能车路协同管控平台技术服务 / 369 参考文献 / 371 ?