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文檔簡介
ICSXX.XXX
XXX
團體標準
T/ITSXXXX—2021
港口無人駕駛集裝箱卡車性能和測試方法
第2部分:無線通訊和信息安全要求
Portunmannedcontainertruckperformanceandtestmethods
Part2:Wirelesscommunicationandinformationsecurityrequirements
(征求意見稿)
2017-XX-XX發(fā)布202X-XX-XX實施
中國智能交通產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)布
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港口無人駕駛集裝箱卡車性能和測試方法
第2部分無線通訊和信息安全要求
1范圍
本文件規(guī)定了港口無人駕駛集裝箱卡車無線通訊和信息安全要求。
本文件適用于為實現(xiàn)基于蜂窩車聯(lián)網(wǎng)技術的智能網(wǎng)聯(lián)港口無人集裝箱卡車運輸系統(tǒng)所使用的通信設備。
2規(guī)范性引用文件
下列文件中的內容通過文中的規(guī)范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,
僅該日期對應的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文
件。
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3術語、定義和縮略語
下列術語和定義適用于本文件。
3.1術語和定義
3.1.1
智能網(wǎng)聯(lián)汽車Intelligent&ConnectedVehicle(ICV)
搭載先進的車載傳感器、控制器、執(zhí)行器等裝置,并融合現(xiàn)代通信與網(wǎng)絡技術,實現(xiàn)車與X(人、車、
路、云端等)智能信息交換、共享,具備復雜環(huán)境感知、智能決策、協(xié)同控制等功能,可實現(xiàn)“安全、高效、
節(jié)能”行駛,并最終可實現(xiàn)替代人來操作的新一代汽車。
3.1.2
無線通信設備radiocommunicationsequipment
包括一個或多個無線電發(fā)信機和/或收信機和/或固定使用、車載使用、便攜使用的通信設備或其中的某
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部分。無線通信設備可以與輔助設備一起使用,但基本功能不依賴輔助設備完成。
3.1.3
多接入邊緣計算Multi-accessEdgeComputing
多接入邊緣計算(MEC)是一種基于移動通信網(wǎng)絡的全新的分布式計算方式,構建在RAN(無線接入網(wǎng))
側的云服務環(huán)境,通過使一定的網(wǎng)絡服務和網(wǎng)絡功能脫離核心網(wǎng)絡,實現(xiàn)節(jié)省成本,降低時延和往返時間,
優(yōu)化流量,增強物理安全和緩存效率等目標。
3.1.4
輔助設備ancillaryequipment
與無線通信設備連接使用的設備。且滿足與無線通信設備相連,以提供額外的操作和/或控制特性;就獨
立于無線通信設備之外使用就不能提供單獨的用戶功能;所連接的無線通信設備在無此輔助設備時仍能進行
發(fā)射和/或接收等預定的操作(即輔助設備不是主設備基本功能的子單元)。
3.1.5
機箱端口enclosureport
設備的物理邊界,電磁場通過該邊界輻射或照射。插件的物理邊界由宿主單元定義。
3.1.6
主機設備hostequipment
不需要連接無線通信設備就可以完整運行功能的任何設備。無線通信設備只是提供額外功能。
3.1.7
端口port
指定設備(裝置)與外部電磁環(huán)境之間的特定接口。
3.1.8
信號/控制端口signalandcontrol
傳送消息和控制信號的端口,不包含天線端口。
3.1.9
負載load
終端在某一電路(如放大器)或電器輸出端口,接收電功率的元器件、部件或裝置統(tǒng)稱為負載。
3.1.10
車載單元OnBoardUnit(OBU)
安裝在車輛上的可實現(xiàn)V2X通訊,支持V2X應用的硬件單元。
3.1.11
路側單元RoadSideUnit(RSU)
安裝在路邊的可實現(xiàn)V2X通訊,支持V2X應用的硬件單元。
3.1.12
車用無線通信技術Vehicle-to-Everything(V2X)
將車輛與一切事物相連接的新一代信息通信技術,其中V代表車輛,X代表任何與車交互信息的對象,當
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前X主要包含車、人、交通路側基礎設施和網(wǎng)絡。
3.1.13
自動駕駛系統(tǒng)AutonomousDrivingSystem
能夠持續(xù)地執(zhí)行部分或全部動態(tài)駕駛任務和/或執(zhí)行動態(tài)駕駛任務接管的硬件和軟件所共同組成的系統(tǒng)。
3.1.14
指令Instruction
調度員輸入信號和測試車輛通過感知、地圖等信息自主發(fā)出的信號。例如變更車道場景,測試車輛獲得
指令后執(zhí)行變更車道動作,此時指令既可是調度員操縱轉向指示燈發(fā)出的執(zhí)行信號也可是測試車對車輛轉向、
加速、制動、燈光等系統(tǒng)的控制權。
3.1.15
智能車管平臺Intelligentvehiclemanagementplatform
智能車管平臺負責和港口生產(chǎn)管理系統(tǒng)對接并將調度指令傳遞給港口無人駕駛集裝箱卡車實現(xiàn)智能化業(yè)
務運營,并將港口無人駕駛集裝箱卡車的實時工作狀態(tài)及智能駕駛信息回傳給港口生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行動態(tài)檢
查,智能車管平臺能自動判斷港口無人駕駛集裝箱卡車異常狀態(tài),根據(jù)異常狀態(tài)的緊急程度進行不同程度的
預警和干預。
3.1.16
調度員dispatcher
在港口車輛無駕駛員操作的條件下,通過激活駕駛自動化系統(tǒng)以實現(xiàn)車輛調度服務但不執(zhí)行動態(tài)駕駛任
務的用戶。
注:裝備有4級和5級駕駛自動化功能,且其ODD覆蓋整個行程的車輛才可被調度。如果駕駛自動化系統(tǒng)未
規(guī)劃線路,調度員還需要指定目的地。
3.1.17
設計運行范圍OperationalDesignDomain(ODD)
設計時確定的駕駛自動化系統(tǒng)的運行條件,包括但不限于:道路、環(huán)境、交通、速度。
3.2縮略語
以下縮略語適用于本文件:
LTE:長期演進(longTermEvolution)
5G:第五代移動通信技術(the5thGenerationmobilecommunicationtechnology)
OBU:車載單元(On-BoardUnit)
RSU:路側單元(RoadSideUnit)
MEC:多接入邊緣計算MEC(Multi-AccessEdgeComputing)
GNSS:全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GlobalNavigationSatelliteSystem)
BDS:北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BeiDouNavigationSatelliteSystem)
GPS:全球定位系統(tǒng)(GlobalPositioningSystem)
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RTK:載波相位差分技術(Real-timekinematic)
IVI:車載信息娛樂系統(tǒng)(In-VehicleInfotainment)
ECU:電子控制單元(ElectronicControlUnit)
APP:應用軟件(Application)
T-BOX:遠程信息處理器(TelematicsBOX)
TSP:汽車遠程服務提供商(TelematicsServiceProvider)
4無線通訊技術要求
4.1總則
港口無人駕駛集裝箱卡車控制產(chǎn)品的物理結構是把技術邏輯結構所涉及的各種“信息感知”與“決策
控制”功能落實到物理載體上。車輛控制系統(tǒng)、車載終端、交通設施、外接設備等按照不同的用途,通過
不同的網(wǎng)絡通道、軟件或平臺對采集或接收到的信息進行傳輸、處理和執(zhí)行,從而實現(xiàn)了港口無人駕駛集
裝箱卡車控制產(chǎn)品的功能或應用(如圖1所示)。
圖1港口無人駕駛集裝箱卡車控制產(chǎn)品物理結構
決策與控制層是根據(jù)智慧港口的應用場景需求設定的,包含遠程監(jiān)管、遠程調度、自動駕駛、車路協(xié)
調等功能,實現(xiàn)港口無人駕駛集裝箱卡車的智慧監(jiān)管、調度及運營。
規(guī)劃與調度層主要涵蓋車載計算平臺和操作系統(tǒng)等基礎平臺產(chǎn)品,實時數(shù)據(jù)監(jiān)管、診斷、路徑規(guī)劃、
調度決策等應用服務,共同為港口無人駕駛集裝箱卡車控制相關功能的實現(xiàn)提供平臺級、系統(tǒng)級和應用級
的服務。
網(wǎng)絡與傳輸層根據(jù)通信的不同應用范圍,分為車內總線通信、車內局域通信、中短程通信和廣域通信,
給信息傳遞提供智能的“通道”。
感知設備層按照不同的功能或用途,分為車輛控制系統(tǒng)、車載終端、交通設施終端、外接設備等,各
類設備和終端是車輛與外界進行信息交互的載體,同時也作為人機交互界面,成為連接“人”和“系統(tǒng)”
的載體。
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基礎和通用層涵蓋電氣/電子環(huán)境以及行為協(xié)調規(guī)則。安裝在港口無人駕駛集裝箱卡車上的設備、終
端或系統(tǒng)需要利用汽車電源,在滿足汽車特有的電氣、電磁環(huán)境要求下實現(xiàn)其功能;設備、終端或系統(tǒng)間
的信息交互和行為協(xié)調也應在統(tǒng)一的規(guī)則下進行。
4.2功能要求
4.2.1車路協(xié)同
港口基于車路協(xié)同的無人駕駛系統(tǒng)由車路協(xié)同平臺子系統(tǒng)、路側子系統(tǒng)、車輛子系統(tǒng)和網(wǎng)絡子系統(tǒng)組
成,見圖2。路側子系統(tǒng)包含道路基礎監(jiān)控設施、智能路側感知設施、港機設備通信設施、電子標志標線
設施等。其中港機設備通信設施可以與路側通信設施、車輛通信設施進行通信,實現(xiàn)港口作業(yè)相關信息的
交互。
圖2港口基于車路協(xié)同的無人駕駛系統(tǒng)
車輛子系統(tǒng)包含OBU和智能駕駛系統(tǒng)等。OBU可以通過V2X通信方式將車輛信息傳輸給路側子系
統(tǒng),也可以接收來自路側子系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。智能駕駛系統(tǒng)采用先進的通信、計算機、網(wǎng)絡和控制技術,利用
視頻攝像頭、雷達傳感器等設備來了解周圍的交通狀況,對車輛實現(xiàn)實時、連續(xù)控制。要求如下:
a)功能要求:
1)港口無人駕駛集裝箱卡車需支持車輛傳感器采集數(shù)據(jù)的上報,采集數(shù)據(jù)類型如下:
車輛信息采集如車輛識別號、車輛類型、位置、速度、加速度、方向角等;
車載終端自主上傳多接入邊緣計算(MEC)的信息如緊急報警信息、事故信息等;
2)港口無人駕駛集裝箱卡車需支持接收路側子系統(tǒng)數(shù)據(jù),接收數(shù)據(jù)類型如下:
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交通參與者信息,如港機設備、作業(yè)人員、臨近車輛的位置、速度、運動方向信息;
路面障礙物分類與位置信息;
b)車聯(lián)網(wǎng)需求指標:
表1車聯(lián)網(wǎng)無線網(wǎng)絡需求指標
通信需求
業(yè)務名稱整體需求描述網(wǎng)絡接入要求
帶寬傳輸時延可靠性
支持多種無線和有線接入技術,包括
車聯(lián)網(wǎng)低延時,高可靠10-20Mbps≤50ms≥99.9%
LTE、LTE-V、5G、藍牙及WIFI等
4.2.2車載GNSS定位
高精度GNSS系統(tǒng)包含地基參考站網(wǎng)、數(shù)據(jù)處理與控制中心、數(shù)據(jù)播發(fā)平臺、車載終端。通過建立永
久性觀測基準站,實時接收衛(wèi)星系統(tǒng)觀測數(shù)據(jù)并傳輸至解算平臺,由解算平臺將基準站定位結果與預存儲
的精確坐標比較形成差分改正數(shù),并將其播發(fā)給相應終端以供其糾正定位結果,終端由此獲得GNSS的高
精度定位信息。
a)港口無人駕駛集裝箱卡車車載GNSS定位接收機的無線通訊功能應符合以下要求:
1)接收衛(wèi)星信號能力:車載GNSS接收機具備僅接收單衛(wèi)星信號實現(xiàn)高精度測量的能力,也能
支持BDS(北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng))、GPS(全球衛(wèi)星導航系統(tǒng))、GLONASS(格洛納斯衛(wèi)星導
航系統(tǒng))聯(lián)合RTK(載波相位差分技術)差分工作能力;
2)通道數(shù)與跟蹤能力:參考BD420009-2015中4.6.2的規(guī)定,接收機通道數(shù)與跟蹤能力的要求
見表2;
表2接收機通道數(shù)與跟蹤能力
接收機類別頻點數(shù)最小系統(tǒng)組成通道數(shù)
單模單頻≥1BDS≥12
多模單頻≥2BDS、GPS/GLONASS≥24
單模多頻≥2BDS≥24
多模多頻≥4BDS、GPS/GLONASS≥48
3)定位數(shù)據(jù)輸出能力:車載GNSS接收機支持通過LTE、LTE-V、5G、藍牙及WIFI等無線通
信方式向外輸出數(shù)據(jù),輸出頻率可為1Hz、2Hz的頻率;
4)RTK(載波相位差分技術)服務接收能力:車載GNSS接收機具備以LTE、LTE-V、5G等
無線方式接收來自RTK數(shù)據(jù)處理中心的差分信號;
b)車載GNSS定位需求指標:
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表3車載GNSS定位無線網(wǎng)絡需求指標
通信需求
業(yè)務名稱整體需求描述網(wǎng)絡接入要求定位數(shù)據(jù)上傳
帶寬到控制平臺的可靠性
傳輸時延
車載GNSS支持多種無線和有線接入技術,包括
低延時,高可靠>200Kbps≤100ms≥99.9%
定位LTE、LTE-V、5G、藍牙及WIFI等
表4車載GNSS定位性能指標
數(shù)據(jù)更新率定位參數(shù)
應用場
信號跟蹤
可靠性
景分類原始數(shù)據(jù)RTK定位數(shù)時間
靜態(tài)差分精度RTK實時差分精度
更新率據(jù)更新
水平:
水平:
mm
高精度D±為?26.被5+測1點×間(?±610+
mm信號重捕
1Hz、2Hz1距0Km×