項(xiàng)目背景

杭州是全國首批智能網(wǎng)聯(lián)汽車"車路云一體化"應(yīng)用試點(diǎn)城市之一。

2024年1月，工業(yè)和信息化部、公安部、自然資源部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部聯(lián)合印發(fā)通知，啟動智能網(wǎng)聯(lián)汽車"車路云一體化"應(yīng)用試點(diǎn)工作。同年7月，五部門公布首批20個試點(diǎn)城市（聯(lián)合體）名單，浙江以"杭州—桐鄉(xiāng)—德清聯(lián)合體"入選。承擔(dān)起為全國探索可復(fù)制、可推廣經(jīng)驗(yàn)的重要使命。

試點(diǎn)落地后，杭州以“市級統(tǒng)籌、區(qū)縣落實(shí)”為機(jī)制，由市級平臺統(tǒng)一整合九區(qū)一縣車路云資源，測試應(yīng)用開放區(qū)域總面積達(dá)6910平方公里，占全市面積超40%。其中，上城區(qū)、拱墅區(qū)、濱江區(qū)作為核心城區(qū)率先推進(jìn)智能化路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，濱江區(qū)“車路云一體化”項(xiàng)目已入選杭州市首批新型城市基建樣板項(xiàng)目。

核心城區(qū)的率先落地，意味著路側(cè)感知設(shè)備與通信網(wǎng)絡(luò)必須在高密度、高標(biāo)準(zhǔn)的城市環(huán)境中經(jīng)受實(shí)際檢驗(yàn)，這也為本項(xiàng)目提出了明確而嚴(yán)苛的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)要求。

一、項(xiàng)目介紹

本項(xiàng)目正是面向杭州三大 核心城區(qū)精準(zhǔn)落地的“車路云一體化”智能化路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目。項(xiàng)目共計(jì)覆蓋濱江區(qū)35個、上城區(qū)11個、拱墅區(qū)8個重點(diǎn)智慧路口，核心建設(shè)內(nèi)容涵蓋路口雷達(dá)、高清攝像頭、路側(cè)單元（RSU）等全品類智能感知設(shè)備的集成接入、路口多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的本地匯聚交換，同時搭建路口至區(qū)域控制中心、路口至公有云的雙鏈路數(shù)據(jù)傳輸通道，構(gòu)建起“前端感知、本地匯聚、雙向傳輸、云端聯(lián)動”的完整車路協(xié)同數(shù)據(jù)通信體系。

上海兆越通訊技術(shù)有限公司精準(zhǔn)匹配三大城區(qū)的建設(shè)定位與嚴(yán)苛的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目全程規(guī)?；渴鸾尤牍I(yè)級交換機(jī)、匯聚工業(yè)交換機(jī)以及工業(yè)路由器作為核心網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，全面覆蓋三區(qū)共計(jì)54個重點(diǎn)智慧路口，滿足車輛協(xié)同預(yù)警、智能輔助駕駛等多場景、多階段的智慧交通應(yīng)用需求。

項(xiàng)目對數(shù)據(jù)流向有明確要求，分兩類。

一類是核心控制數(shù)據(jù)，必須經(jīng)專線傳輸?shù)竭h(yuǎn)端控制中心，安全性和隔離性要求高。另一類是算法與感知數(shù)據(jù)，需要快速上傳到公有云或第三方云平臺處理。

兩類數(shù)據(jù)同時跑，共用同一條路口上行鏈路。這是本項(xiàng)目在通信層面的主要難點(diǎn)。

把難點(diǎn)拆開，是四句話：設(shè)備多、位置散、網(wǎng)段雜、時延敏感。

二、面臨的挑戰(zhàn)

（一）數(shù)據(jù)流向復(fù)雜，專線安全與云端對接難以兼顧

路側(cè)感知數(shù)據(jù)存在雙重傳輸需求。核心控制數(shù)據(jù)必須通過專線傳輸至遠(yuǎn)端控制中心，要求極高的網(wǎng)絡(luò)安全與隔離性；部分算法及感知數(shù)據(jù)又需要快速上傳至公有云處理。

傳統(tǒng)方案網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)單一。直接連公網(wǎng)存在安全隱患，全部走專線又難以靈活對接公有云，同時缺少高效的IP映射與云端對接手段。

（二）異構(gòu)數(shù)據(jù)高并發(fā)，跨網(wǎng)段調(diào)度存在時延和瓶頸

路口感知設(shè)備多源異構(gòu)，攝像頭、雷達(dá)、RSU分布在不同的網(wǎng)段，數(shù)據(jù)流量大，時延敏感度高。

普通網(wǎng)絡(luò)設(shè)備缺乏三層路由轉(zhuǎn)發(fā)與工業(yè)級調(diào)度能力。跨網(wǎng)段數(shù)據(jù)交換時容易出現(xiàn)擁堵和時延抬升，達(dá)不到車路協(xié)同毫秒級響應(yīng)的要求。

（三）路口網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錈o序，系統(tǒng)管理、擴(kuò)容困難

一些智能路口在建設(shè)初期缺乏標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)劃，設(shè)備接入比較隨意，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋵蛹壊磺濉?/p>

試點(diǎn)路口數(shù)量增加以后，這種無序結(jié)構(gòu)會讓擴(kuò)展變得困難，也容易出現(xiàn)單點(diǎn)故障或環(huán)路癱瘓。

（四）路側(cè)節(jié)點(diǎn)多而分散，故障定位困難

路側(cè)設(shè)備分布在城市各個路口，部署環(huán)境惡劣，位置分散。

傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備沒有全局拓?fù)淇梢暬侄巍＞W(wǎng)絡(luò)一旦中斷，運(yùn)維人員無法遠(yuǎn)程判斷是光纖斷裂、網(wǎng)段沖突，還是某臺交換機(jī)或路由器故障，只能跑現(xiàn)場排查。運(yùn)維成本高，排障效率低。

三、方案設(shè)計(jì)

方案采用"分層架構(gòu) + 雙軌傳輸"的設(shè)計(jì)思路，整體拓?fù)浞秩龑樱郝房诟兄c接入層、雙軌網(wǎng)絡(luò)傳輸層、控制中心與云調(diào)度層。

方案網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洌郝房诟兄O(shè)備 → 接入／匯聚交換機(jī) → 雙軌鏈路 → 控制中心與公有云

1. 路口感知與接入層

在各個交通路口，高清攝像頭、魚眼攝像頭、毫米波雷達(dá)以及RSU等感知與通信設(shè)備，通過光纖或網(wǎng)線接入部署在機(jī)柜內(nèi)的工業(yè)級路口接入交換機(jī)與路口匯聚交換機(jī)，實(shí)現(xiàn)路口多源數(shù)據(jù)的集中匯聚與本地高速交換。

2. 雙軌網(wǎng)絡(luò)傳輸層

這是本方案的核心部分。數(shù)據(jù)從路口匯聚交換機(jī)出來以后，分成兩條鏈路走。

第一條是局域?qū)＞€鏈路，直連控制中心。數(shù)據(jù)經(jīng)路口匯聚交換機(jī)通過光纖匯聚，結(jié)合運(yùn)營商VPN隧道與專線路由，穿過用戶邊緣路由器及防火墻，傳輸至遠(yuǎn)端控制中心的核心交換機(jī)，保障實(shí)時控制數(shù)據(jù)的高安全性與低時延。

第二條是云端接入鏈路，對接公有云。需要上傳至公有云或第三方云平臺的協(xié)同計(jì)算數(shù)據(jù)，由路口節(jié)點(diǎn)部署的工業(yè)級NAT路由器完成網(wǎng)絡(luò)地址轉(zhuǎn)換，快速、安全地對接互聯(lián)網(wǎng)及公有云服務(wù)器。

兩條鏈路互不影響。專線鏈路上的控制數(shù)據(jù)不經(jīng)過公網(wǎng)，云端接入鏈路上的數(shù)據(jù)也不必占用專線路由。

3. 控制中心與云調(diào)度層

遠(yuǎn)端控制中心采用高性能三層網(wǎng)管型工業(yè)核心交換機(jī)，負(fù)責(zé)全網(wǎng)數(shù)據(jù)的路由轉(zhuǎn)發(fā)、網(wǎng)段隔離與流量調(diào)度，并與工作站、業(yè)務(wù)服務(wù)器及存儲設(shè)備連接，支撐車路協(xié)同業(yè)務(wù)的大規(guī)模并發(fā)運(yùn)行。

四、方案特點(diǎn)

1. 分層拓?fù)淝逦瑪U(kuò)展和維護(hù)方便

方案采用標(biāo)準(zhǔn)三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，接入、匯聚/路由、核心/云各層功能邊界清晰。拓?fù)淠K化之后，系統(tǒng)復(fù)雜度降低，后續(xù)擴(kuò)容新增路口比較方便，日常管理與維護(hù)也更省事。

2. "專線+公線"雙軌傳輸，安全與靈活兼顧

安全局域?qū)＞€，感知數(shù)據(jù)通過"光纖匯聚 + 運(yùn)營商VPN隧道"雙重保障直達(dá)控制中心，數(shù)據(jù)不出專網(wǎng)。高效云端接入，工業(yè)NAT路由器可以快速完成路口私網(wǎng)IP與公網(wǎng)IP的映射，路側(cè)設(shè)備接入公有云不需要大規(guī)模變更現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

3. 工業(yè)級核心調(diào)度，具備三層路由能力

全線采用高性能網(wǎng)管型工業(yè)交換機(jī)，具備三層路由轉(zhuǎn)發(fā)功能，可以實(shí)現(xiàn)跨網(wǎng)段數(shù)據(jù)的穩(wěn)定調(diào)度。毫米波雷達(dá)與攝像頭的并發(fā)數(shù)據(jù)在毫秒級內(nèi)完成轉(zhuǎn)發(fā)，網(wǎng)絡(luò)時延與丟包率都能壓住。

4. 全網(wǎng)可視，故障定位到具體節(jié)點(diǎn)

方案支持后臺全網(wǎng)拓?fù)鋱D實(shí)時動態(tài)呈現(xiàn)。運(yùn)維人員可在控制中心查看全網(wǎng)交換機(jī)、路由器的端口狀態(tài)、鏈路流量及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹０l(fā)生斷纖或設(shè)備故障時，可以直接定位到具體節(jié)點(diǎn)，縮短排障時間。

五、結(jié)語

本次杭州市核心城區(qū)“車路云一體化”智能化路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目中，上海兆越通訊工業(yè)交換機(jī)與NAT路由器承擔(dān)了全域通信組網(wǎng)的核心樞紐作用，高效打通路端智能感知、云端算力調(diào)度、中心平臺管控三段業(yè)務(wù)鏈路，實(shí)現(xiàn)全域數(shù)據(jù)互通、業(yè)務(wù)聯(lián)動、協(xié)同運(yùn)轉(zhuǎn)。

對于智能化路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施體系而言，通信網(wǎng)絡(luò)不是配角。路口設(shè)備能不能穩(wěn)定工作，數(shù)據(jù)能不能按時到達(dá)，很大程度上取決于網(wǎng)絡(luò)這一層的設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目依托兆越通訊全系列工業(yè)通信設(shè)備，采用的分層架構(gòu)與雙軌傳輸機(jī)制，完美適配濱江、上城、拱墅三區(qū)差異化的場景運(yùn)行需求，同時也為同類城市級車路云一體化項(xiàng)目提供了一套可復(fù)用的標(biāo)準(zhǔn)化通信網(wǎng)絡(luò)范本。