智能網(wǎng)聯(lián)和智慧城市融合發(fā)展探索

（CWW）在工信部“十四五”規(guī)劃和住建部“新城建”政策背景下，本文提出智能網(wǎng)聯(lián)和智慧城市融合的“車城網(wǎng)”整體方案架構(gòu)建議，以及探討“車城網(wǎng)”可以提供的四類應(yīng)用——車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、交通應(yīng)用、視頻應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

工信部“十四五”規(guī)劃繪車聯(lián)網(wǎng)發(fā)展藍(lán)圖

2021年11月16日，工信部發(fā)布《“十四五”信息通信行業(yè)發(fā)展規(guī)劃》（以下簡稱《規(guī)劃》）。在發(fā)展目標(biāo)中，《規(guī)劃》明確提出到2025年融合基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)實現(xiàn)重點突破。其中包括重點高速公路、城市道路實現(xiàn)蜂窩車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）規(guī)模覆蓋。

在發(fā)展重點之“建設(shè)新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施”中，《規(guī)劃》明確提出積極發(fā)展高效協(xié)同的融合基礎(chǔ)設(shè)施。其中要求加快車聯(lián)網(wǎng)部署應(yīng)用。一是加強基于 C-V2X 的車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施部署的頂層設(shè)計，“條塊結(jié)合”推進高速公路車聯(lián)網(wǎng)升級改造和國家級車聯(lián)網(wǎng)先導(dǎo)區(qū)建設(shè)。二是協(xié)同發(fā)展智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施與智能網(wǎng)聯(lián)汽車，積極開展城市試點，推動多場景應(yīng)用。三是推動 C-V2X與5G網(wǎng)絡(luò)、智慧交通、智慧城市等統(tǒng)籌建設(shè)，加快在主要城市道路的規(guī)?；渴穑剿髟诓糠指咚俟仿范卧圏c應(yīng)用。四是推動車聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)及測試驗證，探索車聯(lián)網(wǎng)運營主體和商業(yè)模式創(chuàng)新。五是協(xié)同汽車、交通等行業(yè)，推廣車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，加速車聯(lián)網(wǎng)終端用戶滲透。

另外，《規(guī)劃》還要求支持新型城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。例如推動利用 5G、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)對傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)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(wù)平臺建設(shè)。建設(shè)城市道路、建筑、公共設(shè)施融合感知體系，協(xié)同發(fā)展智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)汽車。

在發(fā)展重點之“全面加強網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)安全保障體系和能力建設(shè)”中，《規(guī)劃》還明確提出持續(xù)提升新型數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施安全管理水平。其中要求同步構(gòu)建融合應(yīng)用和新型設(shè)施網(wǎng)絡(luò)安全保障體系。加快建立車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全保障體系，扎實推進車聯(lián)網(wǎng)卡實名登記管理，建立完善車聯(lián)網(wǎng)卡安全管理技術(shù)手段，健全車聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)安全防護、檢查、通報、處置等制度，建設(shè)車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品安全漏洞專業(yè)庫，推動建設(shè)車聯(lián)網(wǎng)身份認(rèn)證和安全信任能力，加快構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)安全態(tài)勢感知技術(shù)平臺，增強車聯(lián)網(wǎng)安全保障能力。

住建部“新城建”促智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)協(xié)同發(fā)展

住建部提出加強新型基礎(chǔ)設(shè)施和新型城鎮(zhèn)化建設(shè)，加快推進基于信息化、數(shù)字化、智能化的新型城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，簡稱“新城建”。以“新城建”對接新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，提升城市基礎(chǔ)設(shè)施運行效率和服務(wù)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(fā)消費潛力，促進實施擴大內(nèi)需戰(zhàn)略。

“新城建”試點任務(wù)中包括協(xié)同發(fā)展智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)汽車。以支撐智能網(wǎng)聯(lián)汽車應(yīng)用和改善城市出行為切入點，建設(shè)城市道路、建筑、公共設(shè)施融合感知體系，打造智慧出行平臺“車城網(wǎng)”，推動智慧城市與智能網(wǎng)聯(lián)汽車協(xié)同發(fā)展。

隨著汽車加速朝著智能化、網(wǎng)聯(lián)化、電動化、共享化、綠色化方向發(fā)展，對于城市建筑、道路、設(shè)施等數(shù)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(chǔ)設(shè)施的支撐和保障。另一方面，智慧城市的建設(shè)和發(fā)展也需要以智能網(wǎng)聯(lián)汽車發(fā)展為切入點和驅(qū)動力，通過合理規(guī)劃和優(yōu)化發(fā)展城市基礎(chǔ)設(shè)施改善出行服務(wù)，提高城市的運行效率。因此，智慧城市和智能網(wǎng)聯(lián)汽車將在基礎(chǔ)設(shè)施、城市平臺、應(yīng)用場景等方面實現(xiàn)最大化的協(xié)同。

2021年5月6日，住建部、工信部聯(lián)合發(fā)布通知稱，按照《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部辦公廳工業(yè)和信息化部辦公廳關(guān)于組織開展智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施與智能網(wǎng)聯(lián)汽車協(xié)同發(fā)展試點工作的通知》有關(guān)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(chǔ)設(shè)施與智能網(wǎng)聯(lián)汽車協(xié)同發(fā)展第一批試點城市。

智慧城市基礎(chǔ)設(shè)施和智能網(wǎng)聯(lián)汽車協(xié)同發(fā)展主要圍繞4個方面展開。一是探索建設(shè)城市智能化道路，支持車路協(xié)同發(fā)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(shè)“車城網(wǎng)”平臺。在CIM平臺基礎(chǔ)上，探索建設(shè)“車城網(wǎng)”平臺，將城市道路設(shè)施、市政設(shè)施、通信設(shè)施、感知設(shè)施、車輛等進一步數(shù)字化，并接入統(tǒng)一平臺進行管理，實現(xiàn)全面感知和車城互聯(lián)。三是支持5G、自動駕駛、車路協(xié)同、人工智能等新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)在城市開展智能網(wǎng)聯(lián)公交、環(huán)衛(wèi)、物流、出租車、自行車等方面的示范應(yīng)用。四是創(chuàng)新體制機制，鼓勵多主體參與建設(shè)和運營。探索形成智能汽車與智慧城市協(xié)同發(fā)展的政策機制和商業(yè)模式。

“車城網(wǎng)”方案和應(yīng)用探索

在工信部和住建部共同推進下，智能網(wǎng)聯(lián)和智慧城市將融合發(fā)展，在城市打造“車城網(wǎng)”架構(gòu)和應(yīng)用。

“車城網(wǎng)”整體方案架構(gòu)

本文嘗試提出“車城網(wǎng)”整體方案架構(gòu)供產(chǎn)業(yè)界參考。主要包括數(shù)據(jù)接入層、大數(shù)據(jù)支撐層、應(yīng)用平臺層、業(yè)務(wù)層、信息安全體系、運維保障體系、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系。如圖1所示。

數(shù)據(jù)接入層通過各種車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施、市政感知基礎(chǔ)設(shè)施和交通感知基礎(chǔ)設(shè)施采集各種相關(guān)數(shù)據(jù)。其中，車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施包括路側(cè)RSU、邊緣計算MEC等；市政感知基礎(chǔ)設(shè)施涵蓋城鎮(zhèn)供水、排水、燃?xì)狻崃Φ然A(chǔ)設(shè)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(wǎng)和地下管廊等；交通感知基礎(chǔ)設(shè)施根據(jù)智能汽車與智慧交通應(yīng)用需要，在城市道路交叉路口及道路兩側(cè)加裝雷達、攝像頭等道路感知設(shè)備，對車道線、交通標(biāo)識（包含警告標(biāo)志、禁令標(biāo)志、指示標(biāo)志、指路標(biāo)志、道路施工安全標(biāo)志、輔助標(biāo)志、旅游區(qū)標(biāo)志等）、護欄等進行數(shù)字化改造，支撐車路協(xié)同發(fā)展。

數(shù)據(jù)通過C-V2X區(qū)域級MEC、交通集成網(wǎng)關(guān)、市政集成網(wǎng)關(guān)進行匯聚。

大數(shù)據(jù)支撐層完成數(shù)據(jù)匯聚與管理、數(shù)據(jù)查詢與可視化、平臺分析與模擬、平臺運行與服務(wù)、平臺開發(fā)接口等。大數(shù)據(jù)支撐層提供計算、存儲和網(wǎng)絡(luò)資源。“車城網(wǎng)”的網(wǎng)絡(luò)資源主要涵蓋通信網(wǎng)（4G/5G）、車聯(lián)網(wǎng)（C-V2X）、位置網(wǎng)、能源網(wǎng)。另外，大數(shù)據(jù)支撐層還提供服務(wù)中臺、數(shù)據(jù)中臺和AI中臺能力。服務(wù)中臺主要提供技術(shù)支撐能力、業(yè)務(wù)開放能力、應(yīng)用開發(fā)能力、業(yè)務(wù)運營能力。數(shù)據(jù)中臺主要提供數(shù)據(jù)集成采集、數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)融合分析、數(shù)據(jù)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(wǎng)”應(yīng)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(lián)網(wǎng)平臺。

業(yè)務(wù)層分別對應(yīng)車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用、交通應(yīng)用、視頻應(yīng)用和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用。

信息安全體系按照國家網(wǎng)絡(luò)安全等級相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)要求建立。

運維保障體系保障“車城網(wǎng)”平臺網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用及服務(wù)的穩(wěn)定運行。

標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系指導(dǎo)“車城網(wǎng)”平臺的建設(shè)和管理，應(yīng)與國家和行業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)規(guī)范銜接。

圖1“車城網(wǎng)”總體架構(gòu)

“車城網(wǎng)”應(yīng)用

●車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

《合作式智能運輸系統(tǒng) 車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)（第一階段）》應(yīng)用列表中定義了17種C-V2X典型車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)，其中包括12種安全類業(yè)務(wù)、4種效率類業(yè)務(wù)、1種近場支付信息服務(wù)。如表1所示?！逗献魇街悄苓\輸系統(tǒng) 車用通信系統(tǒng)應(yīng)用層及應(yīng)用數(shù)據(jù)交互標(biāo)準(zhǔn)（第二階段）》定義了12種C-V2X典型車聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用層標(biāo)準(zhǔn)。如表2所示。

表1 汽車標(biāo)準(zhǔn)委員會T/CSAE 53-2017應(yīng)用列表

表2DAY-II應(yīng)用列表

● 交通應(yīng)用

在智慧交通微觀層面，車聯(lián)網(wǎng)能夠?qū)④囕v行駛的環(huán)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(tài)勢進行全面掌握，有利于進行交通指揮及應(yīng)急事件處置。

在目前的智能網(wǎng)聯(lián)示范區(qū)項目中，攝像頭、激光雷達、毫米波雷達等各類感知設(shè)備大量部署；同時，結(jié)合傳統(tǒng)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(biāo)識讀寫器等設(shè)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(shù)據(jù)、車輛數(shù)據(jù)等，為交通微觀數(shù)據(jù)采集提供更加可靠的數(shù)據(jù)來源，并為智能交通領(lǐng)域的交通路況、交通流預(yù)測提供更加可靠的數(shù)據(jù)源。

在智慧交通中觀層面，由于可以及時獲取大量聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，并通過C-V2X區(qū)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(qū)域交通態(tài)勢信息。再與傳統(tǒng)的集成化ITS控制手段結(jié)合，可以更加有效的進行區(qū)域交通調(diào)度，并適時提供交通信號自適應(yīng)調(diào)節(jié)、綠波通行、特殊車輛優(yōu)先通行等服務(wù)，從而有效提升區(qū)域交通效率。

在智慧交通全局（城市或者大區(qū)）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(huán)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(xié)同感知、集中分析決策、反饋控制等，從而實現(xiàn)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(yīng)用

推動綜合利用城市視頻監(jiān)控，充分利用大數(shù)據(jù)、云計算、5G等技術(shù)，升級改造公共安全與管理視頻監(jiān)控技術(shù)手段，加快設(shè)置視頻邊緣計算技術(shù)，支撐多部門視頻數(shù)據(jù)共建共享共用。并提供管理指揮調(diào)度系統(tǒng)，實現(xiàn)對重要路段、重要地域、重要活動場所相關(guān)人員、設(shè)施和問題的有效調(diào)度和管控。具體來說，“車城網(wǎng)”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(yīng)用。

日常安防維護：“車城網(wǎng)”視頻平臺通過動態(tài)感知、智能視頻分析等手段對社區(qū)里的人、車、房、物進行日常安防維護。社區(qū)內(nèi)的實有單位，室內(nèi)的水、電、燃?xì)?、煙感，室外的門禁、車輛、消防等一切設(shè)施均接入“車城網(wǎng)”平臺，“車城網(wǎng)”平臺對社區(qū)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(zhuǎn)處理，做到管理閉環(huán)。一旦出現(xiàn)安全隱患或緊急情況，相關(guān)人員就能立刻獲知并上門處置。

警情事件處理：“車城網(wǎng)”視頻平臺可有效輔助公安設(shè)計巡防區(qū)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(qū)域發(fā)生緊急事件，可快速調(diào)取周邊視頻掌握現(xiàn)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(yōu)支援路線、最佳狙擊位置等，提升布控區(qū)域快速響應(yīng)能力，保障布控區(qū)域安全。

一體化交通管理：“車城網(wǎng)”視頻平臺可以實現(xiàn)貼合“情、指、勤、督”的一體化交通管理應(yīng)用。全“情”感知方面，實現(xiàn)交通視頻整合、交通多維數(shù)據(jù)研判；高效“指”揮方面，實現(xiàn)交通指揮集成化、交通指揮專業(yè)化、交通指揮扁平化；精準(zhǔn)助“勤”方面，實現(xiàn)立體化勤務(wù)管理、精細(xì)化勤務(wù)管理；全程“督”查方面，實現(xiàn)跟蹤執(zhí)法過程。

●物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用

物聯(lián)網(wǎng)可以應(yīng)用在城市各個領(lǐng)域，例如智能化市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和改造（智慧供水系統(tǒng)、智慧排水系統(tǒng)、智慧電力系統(tǒng)、智慧燃?xì)庀到y(tǒng)、智慧管廊系統(tǒng)等）、智能化城市安全管理體系建設(shè)（重要基礎(chǔ)設(shè)施和房屋建筑安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、地質(zhì)災(zāi)害智能化管理系統(tǒng)、突發(fā)自然災(zāi)害智能感知系統(tǒng)等）、城市綜合管理服務(wù)建設(shè)（智能生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)、智慧城管系統(tǒng)等）等。

智慧供水系統(tǒng)：通過水源監(jiān)測、供水生產(chǎn)水質(zhì)監(jiān)控、管網(wǎng)調(diào)度壓力監(jiān)控、用戶智能水表等傳感設(shè)備，形成完善的水質(zhì)、水量、水壓傳感網(wǎng)絡(luò)。基于傳感網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)筑一個集生產(chǎn)、管網(wǎng)、營業(yè)、水質(zhì)于一體的智慧供水物聯(lián)網(wǎng)平臺，實現(xiàn)分析預(yù)警、輔助決策。

智慧排水系統(tǒng)：通過排水全面智能化感知設(shè)備，實現(xiàn)排水設(shè)施統(tǒng)一融合管理?；趥鞲芯W(wǎng)絡(luò)，建立城市排水動態(tài)監(jiān)測體系，實現(xiàn)查詢統(tǒng)計、分析預(yù)警、狀態(tài)模擬、維護更新、信息共享、輔助決策為一體的物聯(lián)網(wǎng)平臺決策輔助應(yīng)用。

智慧電力系統(tǒng)：通過在電力管廊中應(yīng)用支持NB-IoT等技術(shù)的智能傳感器，構(gòu)筑基于互聯(lián)網(wǎng)的云端能量管理服務(wù)新模式，提供多種能源優(yōu)化組合方案，形成綜合能源服務(wù)新業(yè)態(tài)。

智慧燃?xì)庀到y(tǒng)：通過無線智能物聯(lián)網(wǎng)燃?xì)獗?，可以讓用戶足不出戶完成繳費和查詢，同時對管道燃?xì)鈱嵤﹦討B(tài)監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)異常用氣或泄漏時，在提醒用戶的同時可遠(yuǎn)程遙控關(guān)閉供燃?xì)忾y門，保證用戶用氣安全。并且，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)對各類燃?xì)夤芫€數(shù)據(jù)的采集、處理、標(biāo)準(zhǔn)化、傳輸裝載和管理，輔助審批管線規(guī)劃。

智慧管廊系統(tǒng)：由于管線用途的特殊性和復(fù)雜性，其布設(shè)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(guān)系。物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)加上三維可視化技術(shù)可以提高城市市政管網(wǎng)信息管理水平，實現(xiàn)管廊運行狀態(tài)的統(tǒng)一監(jiān)管、應(yīng)急情況下的統(tǒng)一指揮調(diào)度與各項運營指標(biāo)智能化分析，保障城市綜合管廊安全運行。

重要基礎(chǔ)設(shè)施和房屋建筑安全監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)：對重點關(guān)注的基礎(chǔ)設(shè)施安設(shè)先進的傳感設(shè)備，建立安全監(jiān)測預(yù)警體系，提升城市基礎(chǔ)設(shè)施和房屋安全保障水平。

地質(zhì)災(zāi)害智能化管理系統(tǒng)：對地質(zhì)災(zāi)害隱患點、削坡建房、道路及水利設(shè)施沿線等風(fēng)險點開展智能化專業(yè)監(jiān)測，全面提升城市地質(zhì)災(zāi)害智能化管理水平和預(yù)防能力。

突發(fā)自然災(zāi)害智能感知系統(tǒng)：通過完善城市垂直氣象觀測網(wǎng)絡(luò)布局，建設(shè)城市智慧氣象立體監(jiān)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(tài)環(huán)境系統(tǒng)：依托衛(wèi)星、無人機、地面監(jiān)測站、汽車等采集的信息，形成陸海統(tǒng)籌、天地一體、上下協(xié)同、信息共享的生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，對環(huán)境質(zhì)量、重點污染源進行監(jiān)控。

智慧城管系統(tǒng)：在建廢處置、垃圾分類、環(huán)衛(wèi)保潔、燃?xì)夤芾?、廣告牌管理、綜合執(zhí)法等領(lǐng)域建設(shè)智能感知、智能分析、智能研判、智能調(diào)度和智能評價的智慧型城管。

關(guān)鍵詞： 資訊 通信世界網(wǎng) 新城建 智能網(wǎng)聯(lián) 智慧城市 “車城網(wǎng)”