T∕CSAE 291-2022 T∕CHTS 10082-2022 车路协同 智能路侧决策系统 边缘计算节点功能技术要求.pdf

ICS 43.020 CCS R 87 团 体 标 准 T/CSAE 2912022 T/CHTS 100822022 车路协同 智能路侧决策系统 边缘计算节点功能技术要求 Vehicle-infrastructure coordinationRoadside intelligent decision-making system Function technical specification for multi-access edge computing node 2022-12-30 发布 2022-12-30 实施 中国汽车工程学会 发 布 中 国 公 路 学 会 学兔兔 标准下载中国汽车工程学会标准（以下简称：CSAE 标准），是由中国汽车工程学会按照明确的程序、规则，遵循公开、透明、协商一致原则组织制定的，供市场自由选择、自愿采用的规范性技术文件。CSAE 标准旨在发挥市场自主制定标准优势，着眼企业竞争力提升，推动汽车产业创新技术的加速发展和广泛应用。CSAE 标准版权归属中国汽车工程学会，除用于国家法律或事先得到中国汽车工程学会许可外，不得以任何形式复制该标准。在本标准实施过程中，如发现需要修改或补充之处，欢迎将意见反馈至中国汽车工程学会，以便修订时参考。中国汽车工程学会地址：北京市大兴区融兴北三街39号行知楼；电话：[phone]；邮编：100176；邮箱：wwqsae-china.org。学兔兔 标准下载T/CASE 2912022 T/CHTS 100822022 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 缩略语.2 5 整体架构.2 6 业务功能.3 7 软件要求.5 8 硬件要求.6 学兔兔 标准下载T/CASE 2912022 T/CHTS 100822022 II 前言 本文件按照GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。本文件由中国汽车工程学会汽车智能共享出行工作委员会和中国公路学会自动驾驶工作委员会共同提出。本文件起草单位：同济大学、上海国际汽车城（集团）有限公司、兆边（上海）科技有限公司、中国汽车工程学会、中国信息通信研究院、甘肃新陆港科技有限公司、中国公路工程咨询集团有限公司、北京觉非科技有限公司、长安大学、百度智行科技（上海）有限公司、上海汽车集团股份有限公司技术中心、丰田汽车技术研发（上海）有限公司、航天科工集团智能科技研究院有限公司、上海淞泓智能汽车科技有限公司、上海电科智能系统股份有限公司、智能汽车创新发展平台（上海）有限公司、中盟科技有限公司、东南大学、清华大学、北京车百会新能源汽车科技发展研究院、上海智能汽车融合创新中心有限公司、天翼交通科技有限公司、上海临港绝影智能科技有限公司、高新兴科技集团股份有限公司。本文件主要起草人：孙拓、王耀、郝若辰、沈理荣、孙宁、马万经、陈蓓、葛雨明、王锋、罗石贵、刘斌、徐志刚、李晨毓、郝奕、刘健、唐力勇、吴俊贤、原良晓、冯纪朋、戚新洲、周云冲、陈奔玮、陈波、奚吉、芮一康、李深、于涤、霍燕燕、贡俊、李军、武伟、侯金泉、李红芳、余冰雁、杨洋、孙昊、李立、杨可、金叶蒙、李强、周剑鸣、吴冬升、曲栩、王润民、石征华、雷凯茹、龚正、吴珊珊、田东岩、李洁、邵亚萌、张伟伟、郭祎、郭振华、阚宇衡、龚思远、邓福岭、聂帅、周雪琪、曾少旭。学兔兔 标准下载T/CASE 2912022 T/CHTS 100822022 1 车路协同 智能路侧决策系统 边缘计算节点功能技术要求 1 范围 本文件规定了基于车路协同的智能路侧决策系统中边缘计算节点的整体架构、业务功能及硬件要求等技术内容。本文件适用于新建、改（扩）建城市道路及公路的车路协同的智能路侧决策系统中边缘计算节点的建设或智慧化升级。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。T/CSAE 532020 合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准（第一阶段）T/CSAE 1572020 合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准（第二阶段）T/CSAE 1582020 基于车路协同的高等级自动驾驶数据交互内容 T/CSAE 2902022 T/CHTS 100812022 车路协同 智能路侧决策系统 总体架构及应用 T/CITSA 092021 车路协同系统 应用层数据标准 T/ITS 01932022 新型混合交通流环境下管控型多接入边缘计算设备技术要求 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 智能路侧决策系统 roadside intelligent decision-making system 位于道路侧的可为智能网联车、信息化设施设备、管控设备提供决策指令以提升总体交通收益的系统。可以根据所感知的信息以及预期实现的目标，与车辆协作或独立做出决策，决策维度包括宏、微观时空资源，具体表现形式包括但不限于专用道管理、信号优化等传统应用以及路径诱导、建议车速、编队管理、轨迹参考点等T/CSAE 1572020第二阶段应用。3.2 边缘计算节点 multi-access edge computing node 部署在道路承担路侧近端决策功能并具备汇聚其他道路附属设施数据和分析处理能力、支持标准化应用服务运行和指令发布的计算设备。3.3 决策延迟 decision-making delay 基于感知信息以及预期实现的目标做出决策所使用的时间。3.4 感知精度 positioning accuracy 路侧检测器感知到交通参与者的精确度，包括交通流精度和目标感知精度。学兔兔 标准下载T/CASE 2912022 T/CHTS 100822022 2 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。HDMI：高清多媒体接口（High Definition Multimedia Interface）ID：身份标识号码（Identity Document）NGFF：计算机内部扩展卡及相关连接器规范（Next Generation form Factor）OTA：空中下载技术（Over-the-Air Technology）RPC：远程过程调用（Remote Procedure Call）SATA：串行硬件驱动器接口（Serial Advanced Technology Attachment）SDK：软件开发工具包（Software Development Kit）SMA：无线设备接口（SubMiniature Version A）TLS：传输层安全性协议（Transport Layer Security）USB：通用串行总线（Universal Serial Bus）V2X：车载单元与其他设备通信（Vehicle to Everything）5 整体架构 边缘计算节点基本结构 5.1 图1 边缘计算节点功能图 边缘计算节点的架构见图1，由接入层、处理层和应用层组成，其中：a)接入层应支持与路侧检测器、路侧通信设备、路侧管控设备等外部设备连接，也应支持与中心平台连接，负责与中心平台的协同决策指令交互工作，负责各类数据传递；b)处理层应支持通用数据处理，消息队列与溢出控制等，负责构建内部决策数据基础、协同机制、发布机制；c)应用层应具备算法环境服务，应支持应用算法功能和应用服务场景。其他路侧设备的组成 5.2 其他路侧设备的组成如下：a)路侧检测器包括电警、卡口、摄像机、毫米波雷达、雷视一体机、激光雷达等；b)路侧通信设备包括 V2X 路侧通信单元；学兔兔 标准下载T/CASE 2912022 T/CHTS 100822022 3 c)路侧管控设备包括可变情报板、播音喇叭、信号控制机、道钉、智慧锥桶等声光设施。6 业务功能 概述 6.1 智能路侧决策系统边缘计算节点可以根据收到的感知信息以及预期实现的目标，与车辆协作或独立做出决策，决策内容包括但不限于专用道管理、信号优化等传统应用以及路径诱导、建议车速、编队管理、轨迹参考点等T/CSAE 1572020第二阶段应用。接入层功能 6.2 边缘计算节点接入层的协议接口模块应满足以下要求：a)可通过协议接口模块实现与中心平台、相邻边缘计算节点、路侧检测器、路侧通信设备、路侧管控设备等的信息交互；b)实时监控上述外接设备的工作状态和通信状态，发生异常时及时告警；c)协议接口模块发生内部程序异常时，具备异常处理能力，把故障控制在模块单元内，并通过向边缘计算节点发送错误报告。处理层功能 6.3 6.3.1 通用数据处理 6.3.1.1 融合感知处理 边缘计算节点应具备交通融合感知功能，并满足以下要求：a)支持对多源感知设备的结构化数据进行融合处理；b)支持行人、非机动车的识别和定位，输出车辆类型、行驶轨迹、行驶速度、所处位置；c)支持交通流三参数及车均延误、排队长度和拥堵指数上报；d)支持交通流分车型或全车型集计上报；e)支持交通流按信控交叉口信控周期或固定周期上报；f)支持交通流统计值绑定到检测器、车道、断面、交叉口转向等各类地图元素；g)支持根据信号配时统计信号评价信息。6.3.1.2 数据处理 边缘计算节点接入和处理得到的数据包括交通流数据、车辆微观运动信息、基础设施状态、交通气象信息等，并应具备以下功能：a)支持数据质量进行监控，评估完整性、准确性、覆盖度；b)支持基于高精度地图信息，自动补全数据关联的地图元素；c)支持应用消息数据结构的生成、存储与输出，满足 T/CSAE 532020、T/CSAE 1572020、T/CITSA 092021 等标准对数据结构和相关字段的相应要求。6.3.2 消息队列与溢出控制 边缘计算节点处理层的消息队列与溢出控制应满足以下要求：a)支持点对点通信、多点广播、发布/订阅、群集等多种模式的消息队列通讯；b)支持异步处理、应用解耦、流量削峰等功能；c)支持消息时效性的实时判断，当存在阻塞时，对过时效的消息予以及时清除，单条消息最大容忍阻塞时间 30 ms，消息失效时间阈值为 200 ms。6.3.3 应用优先级 边缘计算节点处理层的应用优先级应满足以下要求：a)应具备默认应用优先级配置；b)支持平台业务系统对各类应用优先级的管理和配置；学兔兔 标准下载T/CASE 2912022 T/CHTS 100822022 4 c)支持根据应用优先级对各类应用触发的先后顺序进行判别，并输出至对应的路侧设备。应用层功能 6.4 6.4.1 应用算法环境服务 边缘计算节点应当建立基于RPC的应用支持与发现框架，为应用算法提供数据、异常处理、控制指令等运行环境支持。边缘计算节点应提供 SDK 供应用层接入边缘计算节点环境服务，包括以下功能：建立基于RPC模型的标准消息交互机制，用于接入处理层消息队列推送的消息；提供基础消息格式、字段完整性及版本对应检查功能，确保消息格式正确、内容合规；提供本应用所在节点的所有应用及外接设备协议接口的RPC服务器端接入点信息，应用算法根据业务需要，建立应用间直接通信信道，进行通信信道全生命周期维护；提供有限的、基于键值对的应用专属关键配置数据储存空间及对应接口，以及原始消息数据自动入库功能，便于应用行为追溯；保留对容器（docker）镜像形式的算法的兼容性。边缘计算节点服务框架应当支持单应用多实例同时运行。边缘计算节点服务框架应当支持通过 OTA 技术，动态开启、停止、升级应用算法，以及修改应用算法参数配置。边缘计算节点服务框架应为所有应用算法提供隔离运行环境，隔离计算资源与储存资源，以实现应用访问权限范围控制，并防止异常和故障外溢，保障节点主服务和其他正常应用稳定运行。6.4.2 应用算法功能要求 边缘计算节点应用层的应用算法应满足以下要求。使用边缘计算节点所使用的标准数据集组织对外交互消息内容，确保消息合规。支持通过 OTA 机制部署到边缘计算节点中，及接受 OTA 机制对其开启、关闭、卸载、升级等生命周期管理指令。实时响应 OTA 机制对基本信息配置、输入输出配置和算法参数配置等信息的配置修改，尽可能快速地使其生效：基本信息配置：储存应用算法模块的ID、配置文件路径、描述、版本号等信息；输入输出配置：声明本应用算法输入输出所用的标准消息集，用于构造数据流向；算法参数配置：用于应用算法模块完成正常运算所需要的算法参数。运行过程中需实现运行状态定时上报，及时上报告警及错误信息，并具备异常处理能力，提升应用算法运行稳定性；还可以根据应用算法负责服务场景，定时上报服务评价指标结果。6.4.3 应用服务场景要求 边缘计算节点应用层的应用服务调用应支持T/CSAE 532020、T/CSAE 1572020、T/CASE 1582020中规定的交通管控、驾驶（或行车）辅助等场景的服务调用，各类应用场景需满足表1的技术要求。表1 应用场景及技术要求 应用应用场景场景类型类型 应用场应用场景子类景子类 应用场景应用场景 决策时延决策时延/决策周期决策周期 精度精度 数 据 更数 据 更新频率新频率 交通 管控 连续流（包括高速公路、快速路）管控 主线可变限速（云边、边边、边端）15 min或1 h 交通流感知精度95%1 Hz 目标感知精度1.5 m 10 Hz 匝道控制（云边、边端）15 min或1 h 交通流感知精度95%1 Hz 目标感知精度1.5 m 10 Hz 动态专用道管控（云边、边端）15 min或1 h 交通流感知精度95%1 Hz 施工区预警（边端）15 min或1 h 交通流感知精度95%1 Hz 目标感知精度1.5 m 10 Hz 学兔兔 标准下载T/CASE 2912022 T/CHTS 100822022 5 表 1 应用场景及技术要求（续）应用应用场景场景类型类型 应用场应用场景子类景子类 应用场景应用场景 决策时延决策时延/决策周期决策周期 精度精度 数 据 更数 据 更新频率新频率 交通 管控 间断流（城市道路）管控 单点信号优化（边端、边边）X倍信号周期或15 min或1 h 交通流感知精度95%/目标感知精度1.5 m（车路协同目标决策）目标感知精度0.5 m（车路协同过程决策）干线信号协调（云边、边边）X倍信号周期或15 min或1 h 交通流感知精度95%1 Hz 目标感知精度1.5 m 10 Hz 目标感知精度1.5 m 10 Hz 特殊车辆优先通行（云边、边端）200 ms 交通流感知精度95%1 Hz 目标感知精度1.5 m 10 Hz 动态车道功能管控（云边）X倍信号周期或15 min或1 h 交通流感知精度95%1 Hz 驾驶（行车）辅助 车辆碰撞干预 路侧碰撞预警（边端）100 ms 1.5 m（车路协同目标决策）10 Hz 0.5 m（车路协同过程决策）网联车诱导 路径诱导（云端）200 ms 1.5 m 1 Hz 绿波车速引导（边端）200 ms 1.5 m 5 Hz 快速车道选择（边端）200 ms 1.5 m 5 Hz 网联自动驾驶车协作 路侧协作式行驶（边端）20 ms 0.5 m 10 Hz 路侧协作式换道（边端）50 ms 1.5 m（车路协同目标决策）10 Hz 0.5 m（车路协同过程决策）路侧协作式汇入（边端）50 ms 1.5 m（车路协同目标决策）10 Hz 0.5 m（车路协同过程决策）路侧协作式交叉口通行（边端）20 ms 1.5 m（车路协同目标决策）10 Hz 0.5 m（车路协同过程决策）路侧协作式车辆“脱困”（边端）20 ms 1.5 m（车路协同目标决策）10 Hz 0.5 m（车路协同过程决策）车辆 编队 车辆编队控制（边端）50 ms 1 m 10 Hz 辅助功能 6.5 边缘计算节点的远程管理应满足以下要求：a)支持中心平台为设备提供统一的设备模型、发放、认证、注册鉴权、设备升级、配置、数据订阅、命令、数据存储归档服务等；b)支持将设备温度、网络连接状态、端口流量等参数实时上报；c)支持软件版本、硬件固件的自动周期性升级、被动单点式升级和版本回退；d)支持中心平台对本地算法的加载和移除等生命周期管理；e)支持通过中心平台进行统一授时；f)支持中心平台对本地服务应用设置配置参数。7 软件要求 安全性要求 7.1 边缘计算节点的安全性应满足以下要求：a)边缘计算节点应当应当对所有登录行为进行鉴权，并保留用户登陆记录及敏感操作记录，以学兔兔 标准下载T/CASE 2912022 T/CHTS 100822022 6 供审计；b)边缘计算节点接入中心平台，以及边缘计算节点间直接交互时，通信链路采用 TLS 进行加密，支持双向验证，宜支持国家商用密码标准算法；c)边缘计算节点支持对平台 OTA 指令真实性进行校验，拒绝执行恶意 OTA 指令；d)边缘计算节点支持对应用算法程序文件及配置文件进行签名校验，防止篡改应用算法程序文件及配置参数。可用性要求 7.2 边缘计算节点主服务负责接入层和处理层业务功能，应满足以下要求：a)接入层：排除边缘计算节点所对接的外部设备故障，可用性 99%；b)处理层：可用性 99%。8 硬件要求 主体硬件要求 8.1 边缘计算节点主体硬件满足T/ITS 01932022中主体硬件的要求：8G 以上内存；具备 8 路结构化数据处理能力。硬件接口配置要求 8.2 8.2.1 硬件接口配置要求 边缘计算节点设备硬件接口满足T/ITS 01932022中硬件接口配置要求：RJ45 以太网，单个接口通信速率不低于 1000 兆比特每秒（Mbps）；USB 3.0 接口；HDMI 接口；COM 串行通信接口，支持 RS232 或 RS485。8.2.2 接口要求 边缘计算节点设备硬件可选择下列接口接入：SMA，支持 5G 天线阵列；M.2/miniSATA 或 SATA 接口；M.2 NGFF 接口。学兔兔 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