重庆交通大学 土木工程学院 重庆 400041
摘要：车路协同系统（CVIS），结合了车辆与道路的各方面的信息，把二者有机的结合起来，是智慧交通在车辆与道路两个方面的综合应用。论文列举了目前国内外对于车路协同系统的研究现状，结合时代的发展趋势对5G技术及大数据环境下的车路协同系统进行分析。为今后对车路协同系统的研究提供了一定的理论依据。
关键词：车路协同；5G技术
1绪论
当前社会环境下，科学技术不断更新换代，车辆研发技术已经不同于以往，道路的建设与管理都有着一套更为科学的方法，在此情况下，车辆和道路的有机结合研究方法便应运而生。车路协同技术，凭借其突出的优势，能够实时观察分析车辆所处的交通情况以及自身的运行状况，从而为驾驶员提供更好的驾驶方案和驾驶行为，并且能够降低车辆的出行延误，减少车辆的能源消耗，提高道路通行能力，改善道路服务水平，而受到越来越多的交通管理人员的研究和重视。并且许多国家很早就已经着手于该方面的研究，车路协同系统在目前有着很强的发展趋势。
2国内外研究现状
2004年，美国交通部决定以IntelliDriveSM的名称代替原来的VII，更加突出智能与安全的重要性。在2011年5月26日，美国交通部又将项目名称进行了修改，更改为“智能互联汽车研究（CVR）”。车路协同在日本的研究，主要是Smartway计划。在此项目中，重点发展的两个项目分别是先进的安全车辆系统（ASV）和智能型公路系统（AHS）。欧盟主要以eSafety系统为平台研究车路协同。欧盟重点研究的项目主要有基于合作的智能安全道路（COOPERS），智能安全车路系统（SAFESPOT），以及基于合作的车路系统（CVIS）。
我国于2000年正式开始研究智能交通系统，2016年北京交通大学的熊若曦[1]利用车路协同技术建立了在路径诱导和交叉口速度引导条件下的EstiNet仿真场景。2015年，西北工业大学的李珣以多车道路段为研究对象，基于车路协同技术，对不同密度下的道路交通流提出了不同的研究方法。为了实现车路协同中对车辆的精确定位，张辉，庄文盛等人[4]提出了一种基于对信息标识进行识别的车辆定位方法。
3车路协同系统功能及主要技术
车路协同系统的目标：通过该系统能够给驾驶员提供更多驾驶信息，让驾驶员明确车辆的行驶状态，明确道路信息，确保交通服务提供者能够提供必要的及时的交通服务，确保路网能够安全，快速，畅通地运行，提高出行者地出行体验，保障其出行安全，提高道路的通行能力和服务水平。
车—车，车—路通信的主要技术是建立在多种现有的通讯技术，网络技术和信息采集技术之上的。比如应用我们现有的无线网络技术和移动网络技术，与设置在道路上的信息采集技术，高速行驶的车辆上的信息接收技术通过信息转换技术把收集到的信息进行转换与融合之后，把最终信息再反馈给车辆驾驶员，这就使车辆与道路之间进行了信息沟通，并且获得的信息具有很高的可靠性，该技术可以通过多种信道来传输和接收信息，提升了车辆与车辆，车辆与道路之间的信息传递与接收效率。
车路协同系统在保证交通安全方面也有着重要的影响。当路面上行驶的车辆得到信息交互之后，便可以对路上其他行驶的车辆进行定位，当两辆车辆行驶距离小于安全距离的时候，两辆车都可以发出预警，这样就可以有效地防止车辆发生碰撞。在道路交通量比较大的时候，该系统通过对道路车辆位置分析，可以计算出车流量较少的车道，对车辆实施换道提示，这样就既可以保证车辆在大交通流中的行车安全又可以最大限度的利用已有道路资源，减轻交通拥堵状况。
交通控制技术也是车路协同系统中比较重要的技术。通过车路协同系统收集的信息可以对道路交叉口的车辆实施智能指挥，对车辆进行实时动态诱导，提前引导驾驶员控制车速，最大幅度减少交叉口等待通行时间，这就通过系统的控制技术提升了驾驶效率。在控制技术中还可以对车辆安全距离进行控制，其作用类似于交通安全技术在系统中的应用，包含了各种预警机制，当发现车辆存在安全隐患的时候，及时发出通知并做出响应，该控制技术对安全方面也有着重要的影响。
4车路协同系统现存问题及未来发展
通过以上对车路协同系统的分析，我们可以明确车路协同系统主要依赖于车与车，车与路之间信息的准确而快速的交互。但是在现有的通讯网络之下，车与车、车与路之间信息的交互并不能快速准确地完成，高速运行环境下实现快速介入，快速可靠传输，这是车路协同系统中现在面临的一个比较棘手的问题。并且现在的路侧信息设备并未有规划地进行修建，车辆行驶在道路上的时候没有办法及时地实现车辆对路侧设备信息的采集，车辆不能与道路进行实时的信息交互。总的来说就是，目前车路协同系统由于技术的限制，基础设施的限制和车辆本身的限制，在该系统之中信息的传递效率是非常低的。
对于车路协同系统中的信息交互问题，在即将到来的全新5G时代或许能够得到大幅度的提高与完善，5G技术的条件下，通过物联网技术，人、车、路、环境将会全面的融合起来，车辆能够及时地获取道路信息，面对道路的突发状况能够迅速地做出判断，对车辆采取有效的处理措施，这样将会大大降低道路中交通事故的发生，能够让驾驶人获得更安全的出行体验。在5G条件下，当车辆以60km/h行驶时，车辆的制动距离将会达到毫米级，这就会提升自动驾驶的安全性。自动驾驶车辆在运行过程中会产生大量的数据，一台传感器丰富的车辆一天积累的数据甚至能够达到几个T，要将如此之多的数据传输到云端，就需要超高的宽带。在5G条件下，将会实现每平方公里接入100万个终端，并且拥有很高的可靠性。
在5G时代，智慧路侧系统的架构也是十分重要的。
1）V2X通信。V2X通信是指借助某种通信技术，该通信技术应该具有较低的延时，可靠性比较高，让车辆与车辆，车辆与道路以及其他信息设备完成信息的交互，主流的V2X通信技术包括基于802.11p的DSRC和基于蜂窝通信的LTE-V以及5G通信，DSRC技术体系已经趋于稳定，LTE-V技术正在演进之中，但是由于LTE-V技术可以平滑过渡到5G，因此LTE-V技术具有更大的发展空间。
2）高精定位基站。目前，大部分定位系统由于技术的有限性，其定位精度只能够达到米级。但是在5G技术的支持下，凭借其极低的信息传输延迟与高可靠性，对卫星进行跟踪获取实时数据，然后将数据传输给移动基站，经过基站对数据的分析解算，获取流动车辆的精确位置，从而实现对车辆的高精度定位。
3）高精地图分发。高精地图就是在常规地图之上叠加更细化的道路参数图层、更实时的交通状态图层，即静态高精图层和动态高精图层。借助5G技术，实现高精地图的分发。与传统地图不同的是增加了局部地图动态更新方式，静态高精图层数据主要通过云端获取方式，动态高精图层数据则需要从邻近区域的RSU获取最实时的动态数据。
5总结
目前的车—路协同系统还正在发展之中，在以后的发展过程中，车—路协同系统将基于5G技术的发展得到更大的研究进展。在以后的发展过程中，基于车—路协同系统的各种车载设备和道路所需设备将会更加全面的建设起来，这个系统的建设将会更加的完善，这就确保以后能够更加迅速，可靠的将人、车、路和环境有机的连接起来，确保交通出行更加的智能化，安全化与舒适化，为出行者提供更好的出行服务和驾驶体验。车—路协同系统全面考虑车辆、道路、行人与环境，在以后智能交通的发展过程中必定是非常重要的趋势。
参考文献：
[1]熊若曦. 基于车路协同的车辆诱导策略对路网交通流的影响研究[D].北京交通大学，2016.