基于网联技术的自动驾驶安全预警场景

国内基本完成了C-V2X相关总体架构、空中接口、网络层与消息层、多接入边缘计算、安全等相关技术标准和测试规范的立项研究和制定工作。本图从通讯方式、功能定义和预期效果三方面介绍了国内标准场景。

基于网联技术的自动驾驶安全预警场景

• 前向碰撞预警
  • 通信方式：
    • V2V
  • 功能定义：
    • 前向碰撞预警是指，主车（HV）在车道上行驶，与在正前方同一车道的远车（RV）存在追尾碰撞危险时，FCW 应用将对HV 驾驶员进行预警。
  • 预期效果：
    • FCW 应用辅助驾驶员避免或减轻前向碰撞，提高道路行驶安全。
• 交叉路口碰撞预警
  • 通信方式：
    • V2V、V2I
  • 功能定义：
    • 交叉路口碰撞预警（ICW: Intersection Collision Warning）是指，主车（HV）驶向交叉路口，与侧向行驶的远车（RV）存在碰撞危险时，ICW应用将对HV驾驶员进行预警。
  • 预期效果：
    • ICW 应用辅助驾驶员避免或减轻侧向碰撞，提高交叉路口通行安全。
• 左转辅助
  • 通信方式：
    • V2V、V2I
  • 功能定义：
    • 左转辅助（LTA: Left Turn Assist）是指，主车（HV）在交叉路口左转，与对向驶来的远车（RV）存在碰撞危险时，LTA应用将对HV 驾驶员进行预警。
  • 预期效果：
    • LTA应用辅助驾驶员避免或减轻侧向碰撞，提高交叉路口通行安全。
• 盲区预警/变道辅助
  • 通信方式：
    • V2V
  • 功能定义：
    • 盲区预警/变道预警（BSW/LCW: Blind Spot Warning/ Lane Change Warning）是指，当主车（HV）的相邻车道上有同向行驶的远车（RV）出现在HV盲区时，BSW应用对HV驾驶员进行提醒；当主车（HV）准备实施变道操作时，若此时相邻车道上有同向行驶的远车（RV）处于或即将进入HV盲区，LCW应用对HV驾驶员进行预警。
  • 预期效果：
    • BSW/LCW应用避免车辆变道时，与相邻车道上的车辆发生侧向碰撞，提高变道安全。
• 逆向超车预警
  • 通信方式：
    • V2V
  • 功能定义：
    • 逆向超车预警（DNPW: Do Not Pass Warning）是指，主车（HV）在行驶在道路上，因为借用逆向车道超车，与逆向车道上的逆向行驶远车（RV）存在碰撞危险时，DNPW应用对HV驾驶员进行预警。
  • 预期效果：
    • DNPW应用辅助驾驶员避免或减轻超车过程中产生的碰撞，提高逆向超车通行安全。
• 紧急制动预警
  • 通信方式：
    • V2V-Event
  • 功能定义：
    • 紧急制动预警（EBW：Emergency Brake Warning）是指，主车（HV）行驶在道路上，与前方行驶的远车（RV）存在一定距离，当前方RV进行紧急制动时，会将这一信息通过短程无线通信广播出来。HV检测到RV的紧急制动状态，若判断该RV的紧急制动状态，若判断该RV事件与HV相关，则对HV驾驶员进行预警。
  • 预期效果：
    • EBW应用辅助驾驶员避免或减轻车辆追尾碰撞，提高道路行驶通行安全。
• 异常车辆提醒
  • 通信方式：
    • V2V-Event
  • 功能定义：
    • 异常车辆提醒（AVW：Abnormal Vehicle Warning）是指，当远车（RV）在行驶中，对外广播消息中显示当前“故障报警灯开启”，主车（HV）识别出其属于异常车辆；或者HV根据RV广播的消息，通过判断RV车速，识别出其属于异常车辆。当识别出的异常车辆可能影响本车行驶路线时，AVW应用提醒HV驾驶员注意。
  • 预期效果：
    • AVW应用辅助驾驶员及时发现前方异常车辆，从而避免或减轻碰撞，提高通行安全。
• 车辆失控预警
  • 通信方式：
    • V2V-Event
  • 功能定义：
    • 车辆失控预警（CLW：Control Loss Warning）是指，当远车（RV）出现制动防抱死系统（ABS），车身稳定性系统（ESP）、牵引力控制系统（TCS）、车道偏移预警系统（LDW）功能触发时，RV对外广播此类状态信息，若主车（HV）根据收到的消息识别出该车属于车辆失控，且可能影响自身行驶路线时，则CLW应用对HV驾驶员进行提醒。
  • 预期效果：
    • CLW基于通信的终端，可以将车辆内部电控系统的功能触发/失控等信息，及时对外广播，便于周边车辆迅速采取避让等处置措施，避免碰撞事故发生。
• 道路危险状况提示
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • 道路危险状况提示（HLW：Hazardous Location Warning）是指，主车（HV）行驶到潜在危险状况路端，存在发生事故风险时，HLW应用对HV驾驶员进行预警。
  • 预期效果：
    • HLW应用将道路危险状况及时通知周围车辆，便于驾驶员提前进行处置，提高车辆对危险路况的感知能力，降低车辆发生事故的风险
• 限速预警
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • 限速预警（SLW：Speed Limit Warning）是指，主车（HV）行驶过程中，在超出限定速度的情况下，SLW应用对HV驾驶员进行预警，提醒驾驶员减速行驶。
  • 预期效果：
    • SLW应用辅助驾驶员避免超速行驶，消除安全隐患，减少事故的发生。
• 闯红灯预警
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • 闯红灯预警（RLVW：Red Light Violation Warning）是指，主车（HV）经过有信号控制的交叉口（车道），车辆存在不按信号灯规定或指示行驶的风险时，RLVW应用对驾驶员进行预警。
  • 预期效果：
    • RLVW应用辅助驾驶员安全通过信号灯路口，提高信号灯路口的通行安全
• 弱势交通参与者碰撞预警
  • 通信方式：
    • V2P/V2I
  • 功能定义：
    • 弱势交通参与者碰撞预警（VRUCW：Vulnerable Road User Collision Warning）是指，主车（HV）在行驶中，与周边行人（P，Pedestrian。包括行人、自行车、电动自行车等）存在碰撞危险时，VRUCW应用对车辆驾驶员进行预警，也可对行人进行预警。
  • 预期效果：
    • VRUCW应用辅助驾驶员避免或减轻与侧向行人（P）碰撞危险，提高车辆及行人通行安全
• 交通参与者感知共享
  • 通信方式：
    • V2V/V2I
  • 功能定义：
    • 车辆EV以及路侧设备RSU通过自身搭载的感知设备探测到周围其他交通参与者，通过V2X发送给周围其他车辆。
  • 预期效果：
    • 增强车辆的感知能力，有效的减少交通事故和二次伤害。
• 协作式变道
  • 通信方式：
    • V2V/V2I
  • 功能定义：
    • 车辆EV以及路侧设备RSU通过自身搭载的感知设备探测到周围其他交通参与者，通过V2X发送给周围其他车辆。
  • 预期效果：
    • 增强车辆的感知能力，有效的减少交通事故和二次伤害。
• 道路异常状况提醒
  • 通信方式：
    • V2I/V2V
  • 功能定义：
    • 车辆或路侧设备RSU通过传感器感知到道路交通事件（如交通事故等）、道路障碍物、路面状况等道路异常状况信息，并将探测出的信息发送给可能受此事件影响的其他车辆，从而避免二次事故发生，减少人员伤亡。
  • 预期效果：
    • 道路异常状况提醒可以通过车辆或RSU向周围车辆发送提醒信息，使周围车辆间接获取前方道路异常状况，为车辆提供充足的反应时间，有效避免二次事故的发生
• 慢行交通预警
  • 通信方式：
    • V2P
  • 功能定义：
    • 慢行交通预警是指弱势交通参与者依靠自身具有无线通信能力的设备，实时发送其自身信息和运动状态等，支持车辆对弱势交通参与者的碰撞和风险预警。
  • 预期效果：
    • 当路上的VRU接近时，慢行交通预警应用应能对车辆EV进行预警或输出VRU碰撞风险判定信息，从而达到碰撞风险告警或自主避让的目的。
• 危险品货物实时状态信息提醒
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • 主车（HV）发现自身载有危险品货物状态异常，向驾驶员和RSU进行危险报警，RSU广播给周围车辆。
  • 预期效果：
    • 提示驾驶员危险品货物的安全状态及周边车辆预警，保障安全行驶。
• 营运驾驶员疲劳驾驶提醒
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • 主车(HV)将驾驶员状态周期性发送给RSU，当超过预置门限，则触发提醒。
  • 预期效果：
    • 辅助驾驶员避免疲劳行驶，消除安全隐患，减少事故的发生。
• 禁止特定车辆通行路段预警
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • 本车（HV）指装有车载单元且运行车路交互应用程序的车辆。HV或车辆编队行驶在特定路段上游，若HV是危险品运输车辆，超限车辆，超载荷车辆等禁止通行的特定车辆时，RSU通过车载单元（OBU）向驾驶员预警。
  • 预期效果：
    • 提醒驾驶员特定路段禁止通行的特定车辆信息。
• 限速及超速行驶提醒
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • HV或车辆编队行驶在特定路段时，RSU通过OBU提醒驾驶员该路段的限速值，当HV行驶速度超过限速值时，RSU通过OBU提醒驾驶员违法超速行驶。
  • 预期效果：
    • 提示驾驶员该特定路段的限速值，避免驾驶员超速行驶，消除安全隐患。
• 异常天气实时预报警
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • HV或车辆编队行驶在特定路段上游一定区域内时，RSU通过OBU提醒驾驶员特定路段的异常天气实时预警信息。
  • 预期效果：
    • 提示驾驶员特定路段的异常天气实时预警信息
• 危险路段越线行驶报警
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • HV或车辆编队在危险路段行驶，在行驶过程中与双实线、单实线交叉或跨越时，RSU通过OBU向驾驶员报警。
  • 预期效果：
    • 辅助驾驶员避免或减轻交通事故的发生，提高道路行驶安全。
• 行车视距不良路段报警
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • HV或车辆编队行驶在道路上，适遇视距不良路段，如路段内有远车通行，RSU通过OBU向驾驶员报警。
  • 预期效果：
    • 辅助驾驶员避免或减轻交通事故的发生，提高道路行驶安全。
• 专用车道偏离报警
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • HV或车辆编队行驶在道路上，适遇视距不良路段，如路段内有远车通行，RSU通过OBU向驾驶员报警。
  • 预期效果：
    • 辅助驾驶员避免或减轻交通事故的发生，提高道路行驶安全。
• 车辆偏离班线报警
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • HV或车辆编队按照道路运输主管部门或运输责任部门批复的班线行驶，当车辆偏离规定班线时，RSU通过OBU向驾驶员报警。
  • 预期效果：
    • 提示驾驶员按规定班线路线行驶，维护道路运输秩序。
• 适遇危险品运输车辆提醒
  • 通信方式：
    • V2V/V2I
  • 功能定义：
    • HV或车辆编队在车道上行驶，当HV或车辆编队的一定范围内存在危险品运输车辆 RV，且对其存在安全风险时，RSU通过OBU对HV或车辆编队驾驶员提醒RV的具体位置。
  • 预期效果：
    • 车辆与危险品运输车辆碰撞危险的提醒，辅助驾驶员避免或减轻碰撞，提高道路行驶安全。
• 危险车况报警
  • 通信方式：
    • V2V/V2I
  • 功能定义：
    • HV或车辆编队在道路上行驶，当某辆车胎压、部件温度等指标超出预设阈值，或ABS、ESP、TCS发生异常时，OBU获取危险车况信息，向驾驶员报警，并将相关信息发送至RSU。
  • 预期效果：
    • 提示驾驶员车辆的安全状态及周边车辆预警，保障安全行驶
• 协作式匝道汇入
  • 通信方式：
    • V2V/V2I
  • 功能定义：
    • 车辆EV将变道行驶意图发送给相关车道的其他相关车辆或路侧设备RSU，相关车辆调整驾驶行为，使得车辆EV能够安全完成变道或延迟变道。
  • 预期效果：
    • 实现车辆之间安全高效的自行合作变道，提升通行效率和道路安全。
• 协作式交叉口通行
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • 匝道处的路侧单元（RSU）获取周围车辆运行信息和行驶意图，通过发送车辆引导信息、协调车辆，引导匝道车辆安全、高效的汇入主路。
  • 预期效果：
    • 减少汇入车辆对主路车流的影响，提高匝道处通行安全和通行效率。
• 动态车道管理
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • EV向RSU发送车辆行驶信息，RSU为EV生成通过交叉路口的通行调度信息并发送给EV，调度EV安全通过交叉口。
  • 预期效果：
    • 为路口车辆提供更精准的通行调度信息，安全、高效通行。
• 弱势交通参与者识别
  • 通信方式：
    • V2V/V2I/V2N/V2P
  • 功能定义：
    • CCSA_增强的V3X业务应用层交互数据要求(送审稿-场景部分)
  • 预期效果：
    • 为了增加对弱势交通参与者的感知，对弱势交通参与者碰撞等交通事故进行预警
• 车队编队行驶
  • 通信方式：
    • V2V/ V2I
  • 功能定义：
    • 编队行驶就是通过无线技术将同向行驶的载货汽车进行连接，尾随的车辆可接收到前面车辆加速、刹车等信息，并提升反应效率。通常车队头车是有人驾驶，后面跟着的是基于实时信息交互并以一定速度保持稳定的车间距离的无人驾驶成员车辆。
  • 预期效果：
    • 减少运输企业对于司机的需求，降低驾驶员的劳动强度，减小车队行驶中的风阻，从而降低车辆油耗。
• 协作式车队管理
  • 通信方式：
    • V2V/ V2I/ V2N
  • 功能定义：
    • 该应用是指车队的车头从云端及周边车辆获取安全、交通环境、车载传感器等信息，形成车队行驶策略，从而完成整个车队的动态管理，确保车队安全、高效出行。本应用适用于在网络覆盖下的城市及郊区道路。
  • 预期效果：
    • 既能够从云端获取基于整体交通状况的行驶建议，又能通过车队内车辆间信息的共享交互实现近距离安全行驶，并且能够实时进行车队内及车队间灵活调控
• 基于协同式感知的异常驾驶行为识别
  • 通信方式：
    • V2V/V2I
  • 功能定义：
    • 在混合交通环境下，通过路侧设备/车端设备感知周边车辆的运行状况；经过相应设备处理后发送当前范围内存在的异常行驶的车辆，给自动驾驶汽车；辅助自动驾驶车辆，做出正确的决策控制。
  • 预期效果：
    • 自动驾驶车辆可提前获取周边存在的异常驾驶车辆，可以提前进行减速、避让等操作，从而实现自动驾驶车辆安全高效的通行。
• 营运班线事件提醒
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • HV或车辆编队在营运班线上行驶过程中，班线上发生交通事故等突发性事件，或施工养护等计划性事件时，RSU通过OBU向驾驶员提醒。
  • 预期效果：
    • 辅助驾驶员提前获知营运班线上的事件信息，为及时采取行之有效的避让、分流等措施提供技术支持，提高营运班线通行效率。
• 路网运行状态提醒
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • 当HV行驶的班线因发生拥堵、交通事故、异常抛洒物、地质灾害等突发性事件，或施工养护、封路、管制等计划性事件，需向相邻路网分流诱导时，RSU通过OBU向驾驶员推送相邻路网运行状态信息提醒或分流路径建议。
  • 预期效果：
    • 辅助驾驶员获取相邻路网运行状态信息或分流路径建议，为及时采取行之有效的分流诱导等措施提供技术支持，提高营运车辆通行效率。
• 紧急车辆提醒
  • 通信方式：
    • V2V
  • 功能定义：
    • HV行驶中，RSU通过OBU向驾驶员推送优先让行的紧急车辆RV提醒，HV对消防车、救护车、警车、路政应急救援车或其他紧急车辆让行。
  • 预期效果：
    • 辅助HV实现对消防车、救护车、警车、路政应急救援车或其他紧急呼叫车辆的让行。
• 服务区停车位诱导
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • HV行驶在道路时，通过OBU向RSU主动发送服务区停车请求，RSU通过本地预存及实时更新的服务区内营运车辆停车位的有无信息、尺寸、位置等信息，通过与OBU通信，完成服务区告知及营运车辆停车位诱导服务。
  • 预期效果：
    • 辅助HV实现服务区停车位诱导，提升营运驾驶员用户的服务水平。
• 近场支付
  • 通信方式：
    • V2I
  • 功能定义：
    • HV在近距离无线条件下，通过OBU与RSU进行资金类交易支付。 营运车辆车路交互近场支付场景的信息集参见GB/T20851.3、GB/T20851.4、GB/T28421的规定。
  • 预期效果：
    • 实现道路支付的有效自动化联动，可以加速车流，提高交通效率；