基于車路協同的智能網聯城市道路設計方案研究

摘要 隨著5G、物聯網、大數據等前沿技術的迅速發展，智能網聯產業已從小范圍測試驗證轉入技術快速發展、生態加速構建的新階段。鑒于智能網聯城市道路設計相關的技術標準尚處于空白狀態，文章以蘇州市相城區為例，從設備部署、桿件設置、管網及平臺建設等方面進行了總結，并通過了示范應用。結果表明，提出智能網聯城市道路“多桿合一”“多感合一”“多箱合一”“多管合一”的建設原則，可為智能網聯道路建設提供借鑒與啟示。

關鍵詞 智能網聯；車路協同；道路設計；路側設施

中圖分類號 U491 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2025）02-0041-03

0 引言

截至2023年底，全國共建設17個國家級測試示范區、7個車聯網先導區、16個智慧城市與智能網聯汽車協同發展試點城市，開放測試示范道路2.2萬多公里[1]。隨著智能網聯產業的迅速發展，智能網聯汽車對道路基礎設施的智能化提出了更高要求，傳統城市道路已難以滿足“車路協同”的復雜需求，實現智能化成為城市交通發展的必然趨勢。該文旨在總結蘇州市相城區智能網聯道路的建設經驗，重點介紹近期實施的智能網聯道路三期項目方案。智能網聯道路建設主要包括智能網聯道路基礎設施建設，以及智能網聯道路服務管理平臺建設，該文重點研究智能網聯道路基礎設施建設。

1 項目概況

作為江蘇省首批車聯網先導區，蘇州市相城區率先試點全域開放智能網聯汽車的道路測試和示范應用，已完成一期、二期、三期智能網聯城市道路建設，智能網聯道路超過250 km，并投用全國首條車路協同式的L4級智慧高速公路，覆蓋環衛、物流、出租、公交和安防巡檢等40多個應用場景，在智能網聯產業方面取得了顯著成效。

蘇州市相城區智能網聯道路三期按照分場景、分等級、分區域的原則，結合現有城市條件及實際場景開展集約化建設，分為核心區、重點區及普通區，道路總長約162 km。其中，核心區重點打造全息路網，路口和路段均能實現車路協同自動駕駛、精細化流量統計等高級別應用；重點區在路口實現弱勢交通參與者的碰撞預警、路口通行輔助信息服務等中等級應用；普通區在路口實現紅綠燈信息、其他道路動態信息的下發等基礎應用。項目建成后覆蓋40多個應用場景，其中核心區全息道路可為L2級車輛提供5G網聯式L4高級別的自動駕駛服務。

2 設計方案

目前，智能網聯產業已從示范應用為主的上半場，轉向大規模商業化運營的下半場。2023年11月，國家四部委聯合出臺《關于開展智能網聯汽車準入和上路通行試點工作的通知》，我國正式啟動了智能網聯汽車的商業化運行，產業化進程加速[2]。目前，智能網聯汽車交通量占比仍然較小，道路基礎條件并不具備大規模改造的緊迫性和必要性。因此，對于智能網聯道路通常在既有道路的基礎上進行的智能化改造，改造主要包括增設各種智能化路側基礎設施和系統，如感知系統、邊緣計算系統等。蘇州市相城區智能網聯道路三期項目對于既有道路的智能化改造也主要以設施利舊為主，設置的感知設備優先在交叉口附近的既有桿件挑臂上部署；路段無桿件可用時，按照集約化原則，對既有路燈進行改造，設置多桿合一，不增加桿件數量，在一定程度上優化城市空間結構，美化城市道路環境，減少運行維護成本。

2.1 路口設備部署方案

路口感知設備統一優先在電子警察桿上部署，當電子警察桿不可用時，可考慮信號燈桿或交通監控桿。優先在電子警察桿上部署的目的是可將部分智能網聯設備與電子警察共用，如槍式攝像頭、補光燈等，實現設備共享，達到“多感合一”目的。

（1）核心區：路口每個方向各設置1臺補盲激光雷達、1～2臺定向激光雷達、2臺攝像頭及1臺接入交換機。每個路口設置1臺匯聚交換機、1臺RSU及1套信號采集卡。路口匯聚交換機與既有設備箱進行合箱設置，實現“多箱合一”，核心區路口部署方案圖如圖1所示。

（2）重點區：路口每個方向各設置1臺毫米波雷達、1臺攝像頭及1臺接入交換機。每個路口設置1臺匯聚交換機、1臺RSU及1套信號采集卡，重點區路口部署方案圖如圖2所示。

（3）普通區：路口每個方向各設置1臺攝像頭及1臺接入交換機。每個路口設置1臺匯聚交換機、1臺RSU及1套信號采集卡。

2.2 路段設備部署方案

雙向四車道以上或有中央分隔帶的道路，兩側設備間距均按照230 m控制。雙向四車道及以下且無中央分隔帶的道路，單側設備間距按照230 m控制。路段與路口感知設備形成無縫互補覆蓋，RSU按照500 m間距進行部署。圖3是以雙向四車道以上或有中央分隔帶的道路為例的部署方案示意圖。

2.3 桿件設計方案

按照集約化原則，對于改造項目，路口及路段部署設備主要利用既有桿件設施。路口主要利用電子警察、信號燈、交通監控等桿件；路段主要利用路燈桿件，根據對既有路燈結構的驗算結果，主要采用在既有路燈桿件增加挑臂或新建綜合桿替換既有路燈桿的方式進行設備部署，實現“多桿合一”。改造項目桿件設計主要遵循的原則如下：按照集約化、“多桿合一”的原則，不新增桿件數量，避免“桿件林立”的現象；在滿足功能需求的前提下，充分利用既有路燈燈頭及相關設施，以節約投資；替換的桿件位置與原路燈桿件位置保持一致，且保證桿件樣式與原路燈樣式一致，達到整齊美觀效果。每個桿件（包括替換桿件、利舊桿件等所有掛載設備的桿件）設置一套接入交換機，置于桿件內或抱桿機箱內。

對于新建道路，桿件依托智慧路燈設置，遵循整體布局、功能齊全、景觀協調、點位控制的總體要求。智慧路燈按照“一桿多用”“多桿合一”的原則，功能應用通過掛載的各類設備、系統平臺和通信設施實現。蘇州市相城區建設的智慧路燈主要功能包括智能照明類、移動通信類（5G微基站）、視頻采集類（監控、人臉識別等）、交通指示類（各種標志牌、信號燈等）、慢行服務類（緊急呼叫、WiFi等）、環境監測類（PM2.5、PM10等）、設施監測類（積水監測等）、充電服務類、車聯網感知設備類（激光雷達、毫米波雷達等）。在項目前期及準備階段，設計單位與各相關單位進行充分溝通，滿足計劃搭載設備功能的布設需要，充分考慮滿足掛載設備的拓展性及設備間的融合，不僅滿足物理整合，也盡量做到感知整合，達到“多感合一”的目的。

2.4 管道、供電及網絡方案

對于改造項目，過路及沿路管道盡量利用現狀交安設施既有的過路管穿線，現狀若無可利用管道時可埋設2×PE75管，同步配備相應尺寸的手孔井。過路埋設PE75管采用C30混凝土包裹，綠化帶埋設PE75管時采用素土進行回填。設備用電根據功率大小，就近接入路燈監控箱或其他設施控制箱，接入前需征得相關權屬單位的同意。為滿足數據傳輸、業務訪問等需要，單匯聚點位接入光纖，匯聚點位則通過租纖方式接入機房。路口按照單路口配置一個匯聚點，而路段點位則匯聚到就近路口。

對于新建道路，管網通道實行統一規劃、統一設計、統一建設和管理，避免后期開挖破路。道路縱向預留管道不少于8根（4根強電、4根弱電，采用PE管），橫向過路管道不少于10根（5根強電、5根弱電，采用鍍鋅鋼管），強、弱電管線的凈間距應不小于25 cm，避免干擾，交叉口內實現管道環通。為減少對綠化種植的影響，位于綠化帶下的管道，其管頂覆土厚度應不小于

120 cm。同時，按照“多箱合一”的原則，將原先各自分散的照明、交安、通信等設備箱集成在一個箱體，設置智慧綜合箱，并進行動態監控，既提升道路景觀環境，也節約空間資源。

2.5 平臺建設方案

該項目以開放的思想搭建平臺，建立全局信息化“共建、共享、共用”的制度和氛圍，充分調動各單位積極性，避免低水平的重復開發。智能網聯云控平臺作為車聯網技術的核心，對于實現車聯網的智能化、高效化具有重要作用，同時對于提升車輛性能、提高交通效率、推動智慧城市建設等方面具有重要意義[3]。鑒于蘇州市車聯網的運營現狀，該項目落地國內首個城市、市區兩級體系下的云控平臺，規范了全市車聯網基建、數據交互及運營服務方面的標準化體系，構建了面向車聯網運營的安全、準入測試能力，有力支撐了在全市范圍內開展具體的駕駛與交通業務運營服務。該項目平臺主要包括云控平臺、網聯車管理平臺、信息發布平臺、智慧停車管理平臺、交通態勢分析平臺、運維平臺等相關平臺。云控平臺主要通過匯總智慧道路的建設里程數據、各類路側設備的統計數據、5G信號強弱數據，以及智能網聯車輛在各區的分布數據等幫助用戶更加直觀、全面地掌握轄區范圍內智能網聯技術相關的基礎設施建設及設備資產覆蓋情況；網聯車管理平臺主要統計并展示基礎數據（已接入企業數、已接入車輛數、今日活躍的自動駕駛車輛數、今日活躍的車輛數、總自動駕駛里程、總里程）、車輛分類信息（車輛類型分布、車輛自動駕駛等級分布、企業車輛分布、車輛用途分布）、近30 d自動駕駛里程和時長、今日車輛違規告警和異常記錄等；運維平臺實現了路測設備，服務器，介入數據，服務運行的監控、告警、統計、分析及展示功能，能夠對設備、硬件設施、路/桿等進行統一管理，對設備維修、巡保等全生命周期進行管理，并可建立運維知識庫，支持搜索、快速匹配問題。通過平臺構建，逐步實現向政府部門提供一系列的智慧城市監管服務，全面支撐應用場景。

3 項目成效

項目實施完成后，覆蓋環衛、物流、出租、公交和安防巡檢等40多個應用場景。其中，核心區道路實現如下場景：交通違章事件檢測、道路資產智能巡檢、智慧城市信息、網聯式高級別自動駕駛、道路輔助信息等場景應用，可為L2級車輛提供5G網聯式L4高級別的自動駕駛服務。重點區道路實現以下場景：路口精細化交通流量分析、路口輔助信息、弱勢交通參與者的碰撞預警、綠波通行等場景應用。普通區道路實現下列場景：交通事故預警及路口輔助信息等場景應用。路側設施方面在“多桿合一”“多感合一”“多箱合一”的基礎上，實行全壽命周期管理，由一個部門承擔各部門、各企業提出的運營需求，各使用單位按行業管理，進行數據共享、管理協同，進而實現“多管合一”。

4 結語

該文結合蘇州市相城區在智能網聯產業方面的經驗，重點介紹了智能網聯道路基礎設施的建設方案。蘇州市相城區智能網聯道路按照分場景、分等級、分區域的原則，路側設施集約化建設堅持“多桿合一”“多感合一”“多箱合一”“多管合一”原則。集約化利用現狀設施完成感知設備的部署，綜合考慮區內實際交通需求及項目建設目標，在物理空間上統籌設計對應的建設場景與區域，打造“商務通勤”“城市生活”“休閑度假”的應用場景，實現城市環衛、高鐵樞紐短駁、園區物流的試點應用。最終達到覆蓋廣、場景透、形成業務閉環，并服務產業鏈集聚與發展的目的。

參考文獻

[1]何珺.五部門部署智能網聯汽車“車路云一體化”應用試點工作[N].機電商報， 2024-01-29（A05）.

[2]李惠，孔垂穎，戴小桐.智能網聯汽車先導區現狀及發展分析[J].汽車與配件， 2024（Z1）：76-78.

[3]陳建國.面向車聯網的智能網聯云控平臺研究[J].軟件工程， 2024（1）：10-13+18.