基於混合雲的車路協同開放平台
基於混合雲的車路協同開放平台騰訊以技術豐富互聯網[1]用戶的生活。通過通信及社交軟件微信和 QQ 促進用戶聯繫,並助其連接數字內容和生活服務,盡在彈指間。通過高效廣告平台,協助品牌和市場營銷者觸達數以億計的中國消費者。通過金融科技及企業服務,促進合作夥伴業務發展,助力實現數字化升級。我們大力投資於人才隊伍和推動科技創新,積極參與互聯網行業協同發展。騰訊於 1998 年11月在中國深圳成立,2004 年6月在香港聯合交易所主板上市。
目錄
成果概述
5G及未來網絡技術與C-V2X的融合,是智能網聯和智慧交通領域的關鍵技術。作為5G最大的垂直領域單體場景,智慧交通是未來網絡技術關鍵的應用領域。為解決現有車路協同面臨的滲透率問題以及C端用戶觸達的問題,騰訊車路協同開放平台利舊已有道路基礎設施,提出泛V2X概念,利用4G/5G/C-V2X/ETC-X等多種網絡及騰訊C端觸達能力,使路側感知與決策信息觸達現有車輛用戶,實現端到端信息閉環;藉助低成本算力平台,對V2X數據進行低成本深度加工及價值提煉,實現車聯網運營探索;基於自研已有10餘年商用的微服務技術實現雲邊協同,對第三方系統進行靈活聚合與支持,通過與中國信科等眾多夥伴的合作,實現4G/5G公眾電信網和C-V2X專網的充分協同,並利用騰訊廣泛的C端觸達渠道,構成閉環又開放、靈活可觸達的生態系統。
成果突破性
騰訊車路協同網絡開放平台集成了V2X數據服務引擎,可提供C-V2X、ETC-X、4G、5G的泛V2X連接能力,並通過數據感知、數據處理和數據分發形成針對交通事件、交通安全、交通效率的伴隨式信息服務,核心優勢包括:第一,復用已有的技術及硬件設施,並無縫整合第三方開發能力(已同6家設備提供商完成對接),具備充分的開放性;支持低成本算力平台,對V2X數據進行低成本深度加工及價值提煉。第二,具有廣泛的C端觸達能力,基於騰訊微信小程序、TAI車機、騰訊地圖等服務超10億C端用戶連接能力,將路側信息廣泛傳達給C端車主,平台的邊緣計算部分獲得深圳市5G十大行業應用示範項目。通過泛V2X技術來增加OBU的普及率,使用5G蜂窩網絡實現整體的邏輯閉環。第三,形成車輛級信息服務。與基於廣播的V2X信息服務不同,騰訊開發車輛級風險預警算法,實現精準的車輛級信息服務。第四,通過5G+公有雲+私有雲方式實現同時支持輔助駕駛及自動駕駛。第五,完成全球首個支持V2X和5G邊緣計算的Linux基金會開源項目,支持容器部署和無極擴展和微服務治理能力(該能力經過10年以上的實際驗證),支持開發者在平台上二次開發。
案例介紹
作為5G新基建的重要內容,5G網絡已經在全國範圍內大範圍部署,但5G應用仍處於探索狀態,工信部啟動了「5G應用揚帆計劃」,推動5G應用創新。作為智能交通和自動駕駛的重要使能技術,中國的C-V2X車聯網[2]技術已經走在世界的前列,中國信科為代表的一批中國企業成為C-V2X技術和標準的引領者。5G與C-V2X網絡技術的融合,不僅很好的解決車路協同領域的用戶滲透率等關鍵性問題,也有利於發揮中國5G的制度優勢,提升C-V2X技術的產業地位。
騰訊自2017年以來積極參與5G技術、標準和應用落地實踐,面向智慧交通、車路協同和自動駕駛,提出了泛V2X概念,結合5G和C-V2X技術各自優勢,開發了騰訊車路協同開放平台。通過泛V2X技術來增加OBU的普及率,使用5G蜂窩網絡實現整體的業務閉環。騰訊車路協同開放平台在多個方面實現了創新和技術突破。
1)實現了靈活聚合第三方系統的開放低成本平台能力:平台可利舊已有的路側硬件設施,並無縫整合第三方路路側能力,具備充分的開放性。騰訊車路協同開放平台綜合考慮不同的路側設備類型,通過邊緣雲和中心雲的協同實現V2X數據分發,目前已與6家路側設備實現對接。建立低成本算力平台,對V2X數據進行低成本深度加工及價值提煉,成本降低70%,能耗降低50%以上。
平台基於邊緣雲與中心雲邊雲協同的方式,實現路側感知道路數據為第三方系統服務。邊緣雲除了提供路側感知數據接入和包括C-V2X數據在內的實時數據服務外,還提供服務監控、管理等功能,中心雲向第三方提供大數據接口,為第三方應用提供大數據處理和分析能力。
2)創造性無縫對接5G/C-V2X網絡並適配車輛終端實現廣泛C端觸達:平台支持邊緣雲部署的車聯網服務無縫接入5G/C-V2X網絡,可同時適配V2X消息在5G基站(Uu接口)及C-V2X RSU(PC5接口)中的傳輸,並支持面向5G車聯網及高速車載場景下的流媒體、雲遊戲等業務,採用創新的面向應用、位置的5G端到端切片激活技術、AI弱網檢測、面向「互聯網業務0修改」的MEC資源調度等技術,實現對5G/C-V2X接入的無縫對接。其中MEC驗證達到10萬用戶規模,獲得深圳市5G十大行業應用示範項目。
騰訊車路協同平台基於騰訊微信小程序、TAI車機、騰訊地圖等服務超10億C端用戶連接能力,將路側信息以多種通信方式(4G/5G/C-V2X/ETC-X)通過伴隨式信息服務廣泛傳達給C端網聯車輛。
此外,依靠平台的雲端解算能力,在網聯車輛及商用手機終端不使用專用RTK高精度定位芯片時,通過網聯車輛上普通的GNSS芯片監測自身GNSS原始觀測量,並將觀測量信息發送到邊緣雲高精定位模塊進行高精度定位解算,在高速場景下定位精度小於1米。此方式可大大降低使用專用RTK終端的成本,並顯著提高車路協同定位精度。
3)形成車輛級信息服務:與基於廣播的V2X信息服務不同,騰訊開發了車輛級風險預警算法,實現精準的車輛級信息服務。
4) 通過5G+公有雲+私有雲方式實現同時支持輔助駕駛及自動駕駛:騰訊車路協同平台的中心雲構建可支撐各類車聯網應用協同運行的數據服務平台,統一面向第三方應用系統提數據服務。中心雲的建設基於自主可控的雲平台安全技術架構體系、雲平台安全管理體系和數據災備體系進行,具備完善的公共數據服務支撐能力,強化V2X數據資源的分析處理和應用,推動跨領域信息共享和業務協同。中心雲負責從邊緣雲及網聯車輛採集結構化V2X數據並進行大數據分析處理,其主要功能包括數據處理、數據運營、數據模型應用、交通管理運營等。平台的邊緣雲部分是部署在道路沿線信息機房內的小型計算節點,支持路側基礎設施實現數據接入,可以對無法向外部公網傳輸的原始道路數據進行預處理,並能夠與4G/5G網絡對接,實現面向網聯車輛的高速數據傳輸。此外,邊緣雲還通過外部網絡連接線路(例如4G/5G CPE或者運營商專線)與中心雲(即傳統數據中心)實現互聯,藉助5G宏基站實現大範圍網絡覆蓋,彌補路側基礎設施在通信覆蓋方面的不足,並利用中心雲的交通大腦支持複雜的數據處理,從而實現人-車-路-雲-網一體化協同。車端可支持多種形式的車端數據處理,同時涵蓋L0-L2的有人駕駛車輛及L3-L4的無人駕駛車輛。對於L0-L2級別的車輛,車載網聯終端包括集成OBU功能的車機Tbox、手機App、微信小程序、騰訊地圖等。對於L3-L4級別的車輛,車載網聯終端包括集成OBU功能的車載工控機、ECU以及自動駕駛仿真器等。目前基於車端ADAS的對接也在進行中。基於我們在封閉測試場、半封閉園區、市政交通道路等場景下的測試:
l 道路目標檢測準確率:當前視覺感知模塊平均漏檢率低於7%;
l 場景識別準確率:CSAE規定的異常交通場景、交通事故場景,判斷成功率高於90%;
l 系統端到端延遲:對於輔助駕駛車輛,基於已有的低成本路側傳感器,端到端延遲小於250ms;對於自動駕駛,端到端延遲小於100ms。
5)平台開放性、標準化優勢顯著:騰訊車路協同開放平台採用騰訊微服務框架,對包括第三方業務在內的邊緣雲和中心雲業務實現服務化治理。該框架基於騰訊超10年的相關技術經驗迭代開發,已被3GPP SA2 R16 TS23.501、TS23.502採納為5G核心網服務化架構演進(eSBA)的四個主流方案之一(其餘三個均為傳統電信設備商方案)。由於平台的開放性,可以充分利用現有基礎設施(如老舊攝像頭)、靈活聚合第三方系統能力,因此可以為平台用戶大大降低接入成本。在Linux基金會,騰訊牽頭成立了全球首個基於5G MEC
的車路協同開源項目Connected Vehicle Blueprint,目前該項目在騰訊、Intel、Nokia、ARM等公司的共同協作下,正在傳統道路信息化機電提供商進行車路協同產業落地過程中的開源解決方案。
騰訊在IMT-2020(5G)推進組蜂窩車聯(C-V2X)工作組牽頭提出「面向移動智能終端的車路協同應用研究」,提出的泛V2X概念獲得了業界廣泛認同,中國信通院、移動、電信、聯通、中國信科、華為、中興等多家公司均聯合參與了該課題。
騰訊車路協同網絡開放平台的推廣應用前景
目前,騰訊車路協同平台目前在部分地方進行了示範應用。天津(西青)車聯網先導區是工信部批准的首個以運營為核心的車聯網先導區。騰訊為該項目提供車路協同平台解決方案,該平台包含車路協同應用平台、車路協同運營平台、車路協同雲控平台、車路協同基礎平台、車路協同運維平台五部分內容。平台支撐天津當地萬級路網及路側設備、車載百萬級設備的接入量、萬級數據並發接入和存儲,並實現針對個人、企業、政府服務的應用能力。
此外,作為國家科技部「科技冬奧」課題「大容量、低時延5G冬奧業務示範」的課題承擔單位,騰訊車路協同系統在冬奧組委會所在地北京首鋼園區建設了車路協同示範系統,在該半封閉示範中,當前平台的目標定位精度小於1米,端到端延遲小於250ms,場景識別準確率超過90%,預警類消息的準確率也超過90%。該示範項目獲得了2020年工信部主辦的「綻放杯」5G應用大賽聯通專題賽交通組第一名和北京市通信行業協會5G應用優秀案例獎。
騰訊車路協同平台在國家汽車質量監督檢驗中心(襄陽)對接騰訊自動駕駛仿真平台,將真實世界的V2X消息轉換處理後輸入至自動駕駛/平行世界仿真器,大大提升自動駕駛仿真測試效率。
騰訊車路協同網絡開放平台的社會效益和經濟效益
在安全與效率收益方面,通過騰訊車路協同技術可以提升車輛和道路基礎設施對交通環境的感知協同能力,提升車輛決策控制的容錯能力,保障本車和整體交通的安全和效率。預計採用車路協同技術,可以將駕駛安全性提升80%,並進一步提高交通效率30%。
在經濟效益方面,基於騰訊車路協同開放平台,充分利用現有的基礎設施和採取低成本計算平台,減少道路智慧化建設的投入約60%;此外,騰訊車路協同平台把更多的低成本傳感器和低成本計算平台放在路側和雲端,藉由路側提供的超視覺感知信息,大大降低自動駕駛車輛配置需求;對於支持ADAS的有人駕駛車輛,通過騰訊車路協同平台,實現低成本ADAS+功能,降低車輛的升級演進成本。
參考文獻
- ↑ 互聯網到底是什麼?這幾點信息要了解清楚 ,搜狐,2021-03-19
- ↑ 關於「車聯網」的最強科普!,搜狐,2018-12-12