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面向自动驾驶的车路协同紧急事件响应机制设计1

面向自动驾驶的车路协同紧急事件响应机制设计

摘要

本报告系统研究了面向自动驾驶的车路协同紧急事件响应机制设计问题。随着自

动驾驶技术的快速发展，传统交通管理系统已无法满足高等级自动驾驶车辆的安全需

求。车路协同技术通过车与车(V2V)、车与路(V2I)、车与人(V2P)以及车与云(V2N)

的全方位连接，为构建高效、可靠的紧急事件响应机制提供了技术基础。报告首先分析

了国内外车路协同技术发展现状，指出当前紧急事件响应机制存在的响应延迟高、信息

共享不足、决策效率低等关键问题。基于系统工程理论和分布式协同控制理论，提出了

分层式车路协同紧急事件响应架构，包括感知层、决策层、执行层和评估层四个核心层

次。在技术实现上，详细设计了基于5GV2X的低延迟通信协议、多源异构数据融合算

法以及分布式决策优化模型。通过仿真实验验证，所提出的机制相比传统方法可将紧

急事件响应时间缩短35%以上，交通事故率降低28%。报告还制定了详细的实施路线

图，包括技术验证、小规模试点和全面推广三个阶段，并提出了相应的政策建议和保障

措施。研究成果可为自动驾驶安全运营提供重要支撑，对推动智能交通系统发展具有重

要意义。

引言与背景

自动驾驶技术发展现状

自动驾驶技术作为人工智能和汽车工业深度融合的产物，正经历前所未有的快速

发展。根据国际自动机工程师学会(SAE)的分级标准，自动驾驶分为L0至L5六个等

级。目前，L2级辅助驾驶技术已实现大规模商业化应用，L3级有条件自动驾驶在特定

场景下开始落地，而L4/L5级高度自动驾驶正处于测试验证阶段。据中国汽车工业协

会统计，2022年中国智能网联汽车销量达到700万辆，渗透率提升至35%，预计2025

年将突破50%。自动驾驶技术的快速发展对交通基础设施提出了更高要求，传统的以人

为中心的交通管理系统已无法满足自动驾驶车辆的实时、精准决策需求。

车路协同技术演进

车路协同(V2X，VehicletoEverything)技术作为自动驾驶的重要支撑，经历了从专

用短程通信(DSRC)到基于蜂窝网络的车联网(CV2X)的技术演进。2017年，3GPP完

成V2X首个国际标准制定，中国于2020年发布CV2X新空口技术标准。相比DSRC

技术，CV2X具有更广的覆盖范围、更高的传输速率和更低的时延，特别适合支持自动

驾驶场景下的实时通信需求。据中国信通院数据，截至2023年，全国已建成CV2X网

络基站超过50万个，覆盖300多个城市，为车路协同技术的规模化应用奠定了基础。

面向自动驾驶的车路协同紧急事件响应机制设计2

紧急事件响应的重要性

在自动驾驶环境中，紧急事件(如交通事故、道路障碍、恶劣天气等)的快速响应直

接关系到交通安全和效率。传统人工监控和响应机制存在明显不足：一是响应时间长，

从事件发生到处置完成通常需要1030分钟；二是信息传递不畅，各交通参与方难以实

时共享事件信息；三是决策效率低，缺乏智能化的协同决策支持。据公安部交通管理局

统计，2022年全国道路交通事故死亡人数达6.3万人，其中约40%的事故与紧急事件

响应不及时有关。因此，设计高效的车路协同紧急事件响应机制，已成为自动驾驶规模

化应用亟待解决的关键问题。

研究意义与价值

本研究的意义主要体现在三个方面：一是理论价值，通过构建车路协同环境下的紧

急事件响应理论框架，丰富智能交通系统理论体系；二是实践价值，提出的响应机制可

直接应用于自动驾驶车辆和智能交通系统建设，提升交通安全水平；三是产业价值，研

究成果可带动车路协同相关产业发展，促进汽车、通信、交通等行业的深度融合。据麦

肯锡预测，到2030年，车路协同技术将创造超过5000亿美元的经济价值，其中紧急事

件响应优化贡献占比约15%。

研究概述

研究目标

本研究旨在设计一套完整的车路协同紧急事件响应机制，实现自动驾驶环境下紧

急事件的快速感知、精准决策和高效处置。具体目标包括：1)构建分层式车路协同响应

架构，明确各层级功能定位与交互关系；2)开发低延迟、高可靠的V2X通信协议，满

足紧急事件场景下的实时通信需求；3)设计多源异构数据融合算法，实现事件信息