[发明专利]一种基于V2X路侧设备系统及其信息分发方法

说明书

本发明请求保护一种基于V2X路侧设备系统及信息分发方法，主要包括：通信网络管理模块、消息代理模块、信息安全组件模块、日志管理组件模块、消息总线接口模块等组成。RSU消息代理模块负责应用层经消息总线接口发送的消息的解析、优先级调度、分发到消息总线。RSU通信网络管理模块负责屏蔽平台及RSU附属通信设备协议差异性，提供给中间件消息代理统一通信调用接口。本发明对V2X RSU统一对来自道路传感器、车辆、云平台、差分定位基站等异构网络多源信息进行管理，向上层应用提供统一的通信调用接口，提高应用开发的效率和功能可扩展性；基于优先级策略对消息进行调度，以保证信息紧程度较高的信息优先发送。

技术领域

本发明属于V2X车联网与智能交通技术领域，具体属于一种基于V2X通信的路侧设备软件架构及其信息分发方法。

背景技术

随着居民收入水平和消费水平不断提高，我国汽车保有量在急剧增加，道路交通问题日益凸显。V2X车联网技术通过新一代通信技术(DSRC/C-V2X/5G 等通信技术)实现车辆与车辆(V2V)、车辆与路侧基础设施(V2I)、车辆与行人等弱势交通参与者(V2P)、车辆与云平台(V2N)的全方位连接和信息交互。

V2X技术凭借高效的无线资源分配、支持高速和无缝移动的特性，支持V2X 车联网将“人、车、路、云”等交通参与要素有机地联系在一起，可以支撑车辆获得比单车感知更多的信息，解决交通安全、通行效率等问题。

在V2X车联网系统中，路侧设备(Roadside Unit,RSU)一般设置在交叉路口和重要特殊路段，通过管理控制附属的传感器(摄像头、雷达、温度传感器、湿度传感器等)和道路信号灯控制器，采集局部道路地图(MapData,MAP)、车辆运动信息(BasicSafety Message,BSM)、道路标牌(RoadSide Information,RSI)、信号灯状态(SignalPhase andTimingMessage,SPAT)、交通参与者信息 (RoadsideSafety Message,RSM)和高精度定位差分数据进行处理，与装有V2X 通信设备的车辆进行通信，向驾驶员提供实时的道路状况、交通拥堵状况等信息(V2I)。除此之外，路侧设备通过移动蜂窝通信方式向云平台发送道路流量和环境数据(BackGroundMessage，BGM)，同时接收云平台发送的通知消息通过V2X设备广播，并接收信号灯控制信息逆向动态控制信号灯状态。

路侧设备RSU通过V2X设备发送的消息和移动蜂窝通信发送的消息都包括多种，在不同的部署地点需要对外发送的消息都有不同的通信要求，如发送频率、发送距离和紧急性，如十字路口处部署的RSU通过V2X发送固定频率的消息包括局部道路消息、信号灯消息、道路标牌消息、云后台消息，而云平台发送紧急通知信息给RSU，通过RSU发送给路口附近车辆，紧急程度非常高。但是V2X或移动蜂窝网络通信信道资源有限，需要对通过V2X或移动蜂窝网络发送的信息进行优先级分配调度，提高消息的分发效率。

现有对RSU的研究中，大多集中在RSU的部署位置、通信安全、RSU之间组网问题。Noor-A-Rahim等人使用交叉路口的RSU转发车辆对外广播的基本安全信息(BSM消息)，减少建筑物对车辆DSRC广播信号的阻挡。Fogue等人使用RSU转发交通管制信息及为车辆、司机及乘客提供互联网接入，克服信号传播问题和预警通知时间延迟问题，针对的交通场景功能非常简单。没有考虑复杂交通场景下RSU需要处理分发的消息的多样性，也没有考虑消息分发时不同消息的优先级问题，如云平台发送的道路紧急信息和附近车辆发送的车辆事故信息，RSU需要占用信道优先转发。

本发明提出了一种基于V2X通信的路侧设备软件架构及其信息分发方法，路侧设备RSU将采集的交通数据经过处理后，封装编码成车联网标准信息，并填充消息属性信息到应用层消息帧，发送到本地消息代理程序，消息代理程序对收到的消息进行存储、动态优先级分配，根据优先级提取消息队列的消息通过V2X通信模块发送给装有V2X通信模块的智能网联汽车或云平台，提高了信息的提取速度与转发效率。

发明内容