導讀：通信世界網消息（CWW）在工信部“十四五”規劃和住建部“新城建”政策背景下，本文提出智能網聯和智慧城市融合的“車城網”整體方案架構建議，以及探討“車城網”可以提供的四類應用——車聯網應用、交通應用、視頻應用和物聯網應用。
一、工信部“十四五”規劃車聯網發展藍圖
2021年11月16日，工信部發布《“十四五”信息通信行業發展規劃》（以下簡稱《規劃》）。在發展目標中，《規劃》明確提出到2025年融合基礎設施建設實現重點突破。其中包括重點高速公路、城市道路實現蜂窩車聯網（C-V2X）規模覆蓋。
圖片來源：工信部官網
在發展重點之“建設新型數字基礎設施”中，《規劃》明確提出積極發展高效協同的融合基礎設施。其中要求加快車聯網部署應用。一是加強基于 C-V2X 的車聯網基礎設施部署的頂層設計，“條塊結合”推進高速公路車聯網升級改造和國家級車聯網先導區建設。二是協同發展智慧城市基礎設施與智能網聯汽車，積極開展城市試點，推動多場景應用。三是推動 C-V2X與5G網絡、智慧交通、智慧城市等統籌建設，加快在主要城市道路的規模化部署，探索在部分高速公路路段試點應用。四是推動車聯網關鍵技術研發及測試驗證，探索車聯網運營主體和商業模式創新。五是協同汽車、交通等行業，推廣車聯網應用，加速車聯網終端用戶滲透。
另外，《規劃》還要求支持新型城市基礎設施建設。例如推動利用 5G、物聯網、大數據、人工智能等技術對傳統基礎設施進行智能化升級。加快推進城市信息模型（CIM）平臺和運行管理服務平臺建設。建設城市道路、建筑、公共設施融合感知體系，協同發展智慧城市與智能網聯汽車。
在發展重點之“全面加強網絡和數據安全保障體系和能力建設”中，《規劃》還明確提出持續提升新型數字基礎設施安全管理水平。其中要求同步構建融合應用和新型設施網絡安全保障體系。加快建立車聯網網絡安全保障體系，扎實推進車聯網卡實名登記管理，建立完善車聯網卡安全管理技術手段，健全車聯網網絡安全防護、檢查、通報、處置等制度，建設車聯網產品安全漏洞專業庫，推動建設車聯網身份認證和安全信任能力，加快構建車聯網安全態勢感知技術平臺，增強車聯網安全保障能力。
二、住建部“新城建”促智慧城市與智能網聯協同發展
住建部提出加強新型基礎設施和新型城鎮化建設，加快推進基于信息化、數字化、智能化的新型城市基礎設施建設，簡稱“新城建”。以“新城建”對接新型基礎設施建設，提升城市基礎設施運行效率和服務能力，更好地滿足人民群眾美好生活需要；推進落地實施一批“新城建”項目，帶動有效投資，激發消費潛力，促進實施擴大內需戰略。
“新城建”試點任務中包括協同發展智慧城市與智能網聯汽車。以支撐智能網聯汽車應用和改善城市出行為切入點，建設城市道路、建筑、公共設施融合感知體系，打造智慧出行平臺“車城網”，推動智慧城市與智能網聯汽車協同發展。
隨著汽車加速朝著智能化、網聯化、電動化、共享化、綠色化方向發展，對于城市建筑、道路、設施等數字化、智能化的要求也越來越高，汽車比以往任何時間都更加需要新型城市基礎設施的支撐和保障。另一方面，智慧城市的建設和發展也需要以智能網聯汽車發展為切入點和驅動力，通過合理規劃和優化發展城市基礎設施改善出行服務，提高城市的運行效率。因此，智慧城市和智能網聯汽車將在基礎設施、城市平臺、應用場景等方面實現最大化的協同。
2021年5月6日，住建部、工信部聯合發布通知稱，按照《住房和城鄉建設部辦公廳工業和信息化部辦公廳關于組織開展智慧城市基礎設施與智能網聯汽車協同發展試點工作的通知》有關工作安排，確定北京、上海、廣州、武漢、長沙、無錫等6個城市為智慧城市基礎設施與智能網聯汽車協同發展第一批試點城市。
智慧城市基礎設施和智能網聯汽車協同發展主要圍繞4個方面展開。一是探索建設城市智能化道路，支持車路協同發展。既能支持不同等級的自動駕駛汽車測試示范，也能支持非自動駕駛車輛的智能化出行。二是建設“車城網”平臺。在CIM平臺基礎上，探索建設“車城網”平臺，將城市道路設施、市政設施、通信設施、感知設施、車輛等進一步數字化，并接入統一平臺進行管理，實現全面感知和車城互聯。三是支持5G、自動駕駛、車路協同、人工智能等新技術、新產業在城市開展智能網聯公交、環衛、物流、出租車、自行車等方面的示范應用。四是創新體制機制，鼓勵多主體參與建設和運營。探索形成智能汽車與智慧城市協同發展的政策機制和商業模式。
三、“車城網”方案和應用探索
在工信部和住建部共同推進下，智能網聯和智慧城市將融合發展，在城市打造“車城網”架構和應用。
1，“車城網”整體方案架構
本文嘗試提出“車城網”整體方案架構供產業界參考。主要包括數據接入層、大數據支撐層、應用平臺層、業務層、信息安全體系、運維保障體系、標準規范體系。如圖1所示。
數據接入層通過各種車聯網基礎設施、市政感知基礎設施和交通感知基礎設施采集各種相關數據。其中，車聯網基礎設施包括路側RSU、邊緣計算MEC等；市政感知基礎設施涵蓋城鎮供水、排水、燃氣、熱力等基礎設施升級改造和智能化管理，包括智慧燈桿、智慧井蓋、智慧道釘、地下管網和地下管廊等；交通感知基礎設施根據智能汽車與智慧交通應用需要，在城市道路交叉路口及道路兩側加裝雷達、攝像頭等道路感知設備，對車道線、交通標識（包含警告標志、禁令標志、指示標志、指路標志、道路施工安全標志、輔助標志、旅游區標志等）、護欄等進行數字化改造，支撐車路協同發展。
數據通過C-V2X區域級MEC、交通集成網關、市政集成網關進行匯聚。
大數據支撐層完成數據匯聚與管理、數據查詢與可視化、平臺分析與模擬、平臺運行與服務、平臺開發接口等。大數據支撐層提供計算、存儲和網絡資源。“車城網”的網絡資源主要涵蓋通信網（4G/5G）、車聯網（C-V2X）、位置網、能源網。另外，大數據支撐層還提供服務中臺、數據中臺和AI中臺能力。服務中臺主要提供技術支撐能力、業務開放能力、應用開發能力、業務運營能力。數據中臺主要提供數據集成采集、數據資產管理、數據融合分析、數據治理開放。AI中臺主要提供AI算法中心、AI原子能力中心、AI運營中心、AI工作室。
“車城網”應用平臺層包括C-V2X云控平臺、智能交通平臺、視頻平臺和物聯網平臺。
業務層分別對應車聯網應用、交通應用、視頻應用和物聯網應用。
信息安全體系按照國家網絡安全等級相關政策和標準要求建立。
運維保障體系保障“車城網”平臺網絡、數據、應用及服務的穩定運行。
標準規范體系指導“車城網”平臺的建設和管理，應與國家和行業數據標準與技術規范銜接。
圖1 “車城網”總體架構
2，“車城網”應用
● 車聯網應用
《合作式智能運輸系統 車用通信系統應用層及應用數據交互標準（第一階段）》應用列表中定義了17種C-V2X典型車聯網應用層標準，其中包括12種安全類業務、4種效率類業務、1種近場支付信息服務。如表1所示。《合作式智能運輸系統 車用通信系統應用層及應用數據交互標準（第二階段）》定義了12種C-V2X典型車聯網應用層標準。如表2所示。
表1 汽車標準委員會T/CSAE 53-2017應用列表
表2 DAY-II應用列表
● 交通應用
在智慧交通微觀層面，車聯網能夠將車輛行駛的環境信息、附近的交通運行情況、周邊的交通事件等信息及時傳送給車輛，從而使得車輛能夠做到及時感知、快速合理決策，提高了車輛行駛的安全性，并提升了出行效率。同時，由于多源感知和通信手段的存在，交警和交委等管理部門可以對微觀交通態勢進行全面掌握，有利于進行交通指揮及應急事件處置。
在目前的智能網聯示范區項目中，攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等各類感知設備大量部署；同時，結合傳統智能交通中集成的電警、卡口、交通流量、交通事件、汽車電子標識讀寫器等設備，智慧的道路所能感知的信息極大豐富。
另外，智能車載OBU能實時上傳位置數據、車輛數據等，為交通微觀數據采集提供更加可靠的數據來源，并為智能交通領域的交通路況、交通流預測提供更加可靠的數據源。
在智慧交通中觀層面，由于可以及時獲取大量聯網數據，并通過C-V2X區域平臺等支撐，車輛本身及交通管理部門都可以獲得及時的區域交通態勢信息。再與傳統的集成化ITS控制手段結合，可以更加有效的進行區域交通調度，并適時提供交通信號自適應調節、綠波通行、特殊車輛優先通行等服務，從而有效提升區域交通效率。
在智慧交通全局（城市或者大區）層面，隨著道路智慧化改造逐漸完善、車載終端滲透率不斷提升、分級云控平臺逐漸部署，車輛等交通參與者、道路感知、環境信息、交通事件等各種信息將匯聚于C-V2X云控平臺，由云控平臺進行協同感知、集中分析決策、反饋控制等，從而實現全局的決策和控制，全面提升交通安全性和交通通行效率，并為L4/L5級的自動駕駛提供支撐。
● 視頻應用
推動綜合利用城市視頻監控，充分利用大數據、云計算、5G等技術，升級改造公共安全與管理視頻監控技術手段，加快設置視頻邊緣計算技術，支撐多部門視頻數據共建共享共用。并提供管理指揮調度系統，實現對重要路段、重要地域、重要活動場所相關人員、設施和問題的有效調度和管控。具體來說，“車城網”視頻平臺可以提供城市的日常安防維護、警情事件處理、一體化交通管理等各種應用。
日常安防維護：“車城網”視頻平臺通過動態感知、智能視頻分析等手段對社區里的人、車、房、物進行日常安防維護。社區內的實有單位，室內的水、電、燃氣、煙感，室外的門禁、車輛、消防等一切設施均接入“車城網”平臺，“車城網”平臺對社區布控告警、接報事件、人口感知、車輛感知、告警感知等警情事件的智能分析和流轉處理，做到管理閉環。一旦出現安全隱患或緊急情況，相關人員就能立刻獲知并上門處置。
警情事件處理：“車城網”視頻平臺可有效輔助公安設計巡防區域、警力卡點、警力分布等資源配備與布置。同時還可以直接進行布控模擬演練，從全空間的角度有效檢驗方案的完備性，降低方案驗證成本。一旦布控區域發生緊急事件，可快速調取周邊視頻掌握現場情況，通過一鍵分析獲取事件周邊最近的警力布控點、最優支援路線、最佳狙擊位置等，提升布控區域快速響應能力，保障布控區域安全。
一體化交通管理：“車城網”視頻平臺可以實現貼合“情、指、勤、督”的一體化交通管理應用。全“情”感知方面，實現交通視頻整合、交通多維數據研判；高效“指”揮方面，實現交通指揮集成化、交通指揮專業化、交通指揮扁平化；精準助“勤”方面，實現立體化勤務管理、精細化勤務管理；全程“督”查方面，實現跟蹤執法過程。
● 物聯網應用
物聯網可以應用在城市各個領域，例如智能化市政基礎設施建設和改造（智慧供水系統、智慧排水系統、智慧電力系統、智慧燃氣系統、智慧管廊系統等）、智能化城市安全管理體系建設（重要基礎設施和房屋建筑安全監測預警系統、地質災害智能化管理系統、突發自然災害智能感知系統等）、城市綜合管理服務建設（智能生態環境系統、智慧城管系統等）等。
智慧供水系統：通過水源監測、供水生產水質監控、管網調度壓力監控、用戶智能水表等傳感設備，形成完善的水質、水量、水壓傳感網絡。基于傳感網絡，構筑一個集生產、管網、營業、水質于一體的智慧供水物聯網平臺，實現分析預警、輔助決策。
智慧排水系統：通過排水全面智能化感知設備，實現排水設施統一融合管理。基于傳感網絡，建立城市排水動態監測體系，實現查詢統計、分析預警、狀態模擬、維護更新、信息共享、輔助決策為一體的物聯網平臺決策輔助應用。
智慧電力系統：通過在電力管廊中應用支持NB-IoT等技術的智能傳感器，構筑基于互聯網的云端能量管理服務新模式，提供多種能源優化組合方案，形成綜合能源服務新業態。
智慧燃氣系統：通過無線智能物聯網燃氣表，可以讓用戶足不出戶完成繳費和查詢，同時對管道燃氣實施動態監控，一旦發現異常用氣或泄漏時，在提醒用戶的同時可遠程遙控關閉供燃氣閥門，保證用戶用氣安全。并且，通過物聯網技術可以實現對各類燃氣管線數據的采集、處理、標準化、傳輸裝載和管理，輔助審批管線規劃。
智慧管廊系統：由于管線用途的特殊性和復雜性，其布設遍及地下、空中、水下等，只有通過三維方式才能真實反映其空間位置關系。物聯網感知技術加上三維可視化技術可以提高城市市政管網信息管理水平，實現管廊運行狀態的統一監管、應急情況下的統一指揮調度與各項運營指標智能化分析，保障城市綜合管廊安全運行。
重要基礎設施和房屋建筑安全監測預警系統：對重點關注的基礎設施安設先進的傳感設備，建立安全監測預警體系，提升城市基礎設施和房屋安全保障水平。
地質災害智能化管理系統：對地質災害隱患點、削坡建房、道路及水利設施沿線等風險點開展智能化專業監測，全面提升城市地質災害智能化管理水平和預防能力。
突發自然災害智能感知系統：通過完善城市垂直氣象觀測網絡布局，建設城市智慧氣象立體監測體系，開展城市邊界層氣象梯度觀測、城市污染氣溶膠濃度觀測和大氣溫濕度廓線觀測。
智能生態環境系統：依托衛星、無人機、地面監測站、汽車等采集的信息，形成陸海統籌、天地一體、上下協同、信息共享的生態環境監測網絡，對環境質量、重點污染源進行監控。
智慧城管系統：在建廢處置、垃圾分類、環衛保潔、燃氣管理、廣告牌管理、綜合執法等領域建設智能感知、智能分析、智能研判、智能調度和智能評價的智慧型城管。
