《GAT 2151-2024道路交通车路协同信息服务通 用技术要求》专题研究报告

《GA/T2151-2024道路交通车路协同信息服务通用技术要求》专题研究报告目录一、

从标准到现实：深度剖析

GA/T

2151

如何重塑未来十年智慧交通新图景二、

架构革命：专家视角解密标准中“云-边-端

”协同技术架构的深层逻辑三、

数据之魂：标准如何构建高质量、高可靠的车路协同信息服务体系四、

安全为先：深度探究标准在车路协同信息安全与隐私保护方面的核心要求五、通信基石：剖析

C-V2X

、DSRC

等关键通信技术在标准中的应用与互联互通六、服务落地：

聚焦标准中七大类核心信息服务的关键技术要求与实现路径七、

协同之智：标准如何规范“车-路-云

”高效协同与决策控制机制八、测试与评估：构建科学严谨的车路协同系统与服务质量评价体系九、

实施指南：从标准文本到工程实践，关键部署要点与挑战深度解析十、趋势前瞻：车路协同标准演进与未来智慧交通产业生态发展展望从标准到现实：深度剖析GA/T2151如何重塑未来十年智慧交通新图景标准出台背景与战略意义：为何此刻是关键节点？GA/T2151-2024的发布正值我国智慧交通从试点示范迈向规模化部署的关键转折期。本标准并非孤立存在，而是国家智能网联汽车和智慧交通发展战略中的重要一环，旨在解决前期发展中暴露出的信息交互不统一、服务接口不规范、数据质量参差不齐等核心痛点。它标志着车路协同从技术验证走向规模化、商业化服务供给，为跨区域、跨品牌、跨系统的互联互通提供了不可或缺的“通用语言”，其战略意义在于为未来十年路侧基础设施智能化升级和车端大规模应用奠定了坚实的技术基准。核心定位解析：“通用技术要求”的内涵与外延究竟有多广？“通用技术要求”这一定位精准界定了本标准的适用范围与深度。其内涵在于，它不规定具体厂商的实现路径，而是聚焦于车路协同信息服务在功能、性能、接口、数据、安全等方面的共性、基础性要求，确保不同建设主体和产品供应商提供的服务具备基本的互操作性和一致性。外延则覆盖了从路侧感知、通信传输、信息处理到车载应用的全链条关键环节，为各类具体应用场景（如安全预警、效率提升、自动驾驶支持）的实现提供了底层支撑框架，是连接顶层设计与落地实施的桥梁。与现有标准体系的关联：是孤岛还是枢纽？GA/T2151-2024是国家车路协同标准体系中的关键组成部分，扮演着“枢纽”角色。向上，它支撑和落实国家智能网联汽车相关战略规划的目标；横向，它与通信、汽车、测绘、信息安全等领域的一系列国标、行标（如智能交通系统、V2X通信、高精地图等标准）紧密衔接、协同配套；向下，它为各地、各企业的具体建设方案和技术选型提供了统一依据。本标准有效避免了新的“标准孤岛”产生，致力于构建一个开放、协同、持续演进的标准生态系统。对产业链各环节的深远影响：谁将受益，谁面临挑战？本标准将对整个智慧交通产业链产生重塑效应。对于交通管理部门，它提供了规范化建设与运营的抓手；对于通信设备商、路侧设施供应商，明确了产品研发的技术方向；对于整车厂和Tier1，指明了车载单元接入路侧服务的标准接口；对于图商、云平台服务商，规范了数据服务与协同决策的要求。短期内，部分技术积累不足的企业将面临合规升级的挑战；长期看，所有遵循标准、致力于开放协作的生态参与者都将受益于一个更加庞大、统一、高效的市场，推动产业从碎片化竞争走向平台化、生态化发展。0102架构革命：专家视角解密标准中“云-边-端”协同技术架构的深层逻辑“云-边-端”三级架构详解：为何这是技术演进的必然选择？标准倡导的“云-边-端”协同架构，是对传统集中式或完全分布式架构的超越，是应对车路协同低时延、高可靠、大带宽、海量数据处理的必然选择。“端”侧（车、路侧设备）负责实时感知与快速反应；“边”侧（区域边缘计算节点）负责局部区域数据的汇聚、融合与近实时处理，卸载云端压力；“云”侧（中心云平台）负责全局数据聚合、宏观决策、模型训练与运维管理。这种分层解耦的架构实现了计算资源的优化配置，兼顾了实时性与全局智慧，是支撑大规模、复杂场景车路协同服务的基石。0102各层级功能边界与协同机制：如何划分权责，实现1+1+1>3？标准对云、边、端各层级的功能边界进行了原则性界定。端侧核心在于执行与控制，完成本地感知和基于直接通信（V2X）的即时安全应用。边侧核心在于区域协同，处理多个路口或路段的信息，实现信号灯态推送、拥堵提醒、局部路径优化等。云侧核心在于全局优化与服务，负责高精地图动态更新、交通调度、大数据分析等。协同机制依赖于标准化的数据接口和服务调用协议，确保指令流和数据流在层级间高效、有序流转，形成从微观瞬时反应到中观区域调控再到宏观战略优化的闭环。边缘计算（MEC）的关键角色：从“可选项”到“必选项”的蜕变在GA/T2151-2024的框架下，边缘计算（MEC）从一种补充技术跃升为架构中的核心“必选项”。它位于网络边缘，紧邻数据生产端，能够将云端算力下沉。其关键角色体现在：第一，极大降低从事件感知到决策响应的端到端时延，满足碰撞预警等毫秒级应用需求；第二，实现敏感数据的本地化处理，减少回传带宽压力并提升隐私安全性；第三，支撑区域性的、依赖多源数据融合的复杂应用（如自适应信号控制）。标准对其部署位置、服务能力、与路侧单元及云平台的接口等提出了指导性要求。技术架构的开放性与可扩展性设计：如何应对未来未知挑战？标准在架构设计上充分考虑了开放性与可扩展性，以应对技术快速迭代和业务持续创新的未来挑战。开放性体现在采用服务化、模块化的设计理念，通过定义清晰的应用程序接口（API），允许不同厂商的组件在符合接口规范的前提下“即插即用”。可扩展性则体现在架构既能支撑从简单安全预警到复杂协同感知的不同等级服务，也能适应从单车智能到群体智能的演进。这种设计确保了基础设施的长期投资价值，为5.5G/6G通信、更强AI算法、新传感器等未来技术的平滑引入预留了空间。0102数据之魂：标准如何构建高质量、高可靠的车路协同信息服务体系信息分类与规范：车路协同究竟需要交换哪些“情报”？标准系统性地规范了车路协同信息服务的分类与具体，将其视为协同的“血液”。信息主要涵盖静态信息、动态事件信息和预警控制信息三大类。静态信息包括道路几何、交通标志标线、限速等；动态事件信息则涵盖车辆状态、行人位置、交通事故、施工区域、交通拥堵、信号灯态、恶劣天气等实时变化要素；预警控制信息包括交叉口碰撞预警、紧急车辆优先、限速预警、编队行驶指令等。对每类信息的定义、属性字段、数据格式、表达精度（如位置精度、时间戳要求）进行了明确规定，确保信息语义无歧义。数据质量与时效性要求：多“快”多“准”才算合格？数据质量与时效性是车路协同服务有效性的生命线。标准对此提出了量化或分级要求。在时效性上，根据不同应用的安全等级划分了要求，例如，前向碰撞预警等主动安全应用要求端到端时延通常低于100毫秒，而交通态势推送等效率类应用可放宽至秒级。在数据质量方面，对位置精度（如车道级）、数据更新频率、数据有效性（如覆盖范围、置信度）、数据连续性等关键指标进行了规范。这些要求为设备选型、网络部署和服务性能评估提供了明确的标尺。数据融合与一致性保障：如何让多源信息“拧成一股绳”？1车路协同环境中，同一交通要素（如一辆车）可能被多个路侧传感器、多辆周边车辆及自身传感器同时感知，产生多源数据。标准强调了数据融合与一致性保障机制的重要性。它要求系统具备对多源数据进行时空对齐、冲突消解和融合处理的能力，以生成更准确、更完整的交通环境感知结果。例如，通过融合雷达的精确测距和视频的车型识别信息，形成更丰富的目标物描述。同时，需建立数据一致性校验机制，防止因个别数据源错误或通信延迟导致系统内部状态不一致。2信息发布与订阅机制：如何实现高效精准的“信息投递”？标准借鉴了成熟的发布/订阅通信模式来规范信息的分发。路侧单元或边缘平台作为信息的“发布者”，将处理后的各类事件或状态信息发布到信息平台；车载单元或其它应用作为“订阅者”，根据自身需求（如所在位置、行驶方向、应用类型）订阅相关主题的信息。这种机制避免了广播所有信息带来的带宽浪费和处理负担，实现了信息的按需、高效、精准投递。标准对主题定义、订阅过滤条件、发布频率控制等进行了约定，是支撑大规模车辆并发接入场景下服务可扩展性的关键技术设计。安全为先：深度探究标准在车路协同信息安全与隐私保护方面的核心要求通信安全与身份认证：如何确保“路”与“车”的对话不被窃听和冒充？车路协同信息关乎交通安全，通信安全是首要防线。标准明确要求采用基于公钥基础设施（PKI）的数字证书体系，为车辆、路侧设备等通信实体颁发可信的数字身份。所有V2X消息（如BSM,MAP,SPaT）需进行数字签名，接收方验证签名以确保消息的完整性、真实性和不可否认性，防止消息被篡改或伪造（如伪造紧急刹车信号）。同时，标准对证书的申请、分发、更新、撤销等全生命周期管理提出了要求，并考虑采用匿名证书等技术在保障安全的同时兼顾一定的隐私保护。数据安全与隐私保护：如何在共享中守护个人与车辆的“秘密”？车路协同涉及大量车辆轨迹、身份等敏感数据。标准要求遵循数据安全分类分级保护原则。在数据采集阶段，倡导数据最小化原则和匿名化/假名化处理，例如，广播消息中不包含能直接关联到具体车主或个人身份的明文信息。在数据传输和存储阶段，要求对敏感数据采用加密等保护措施。标准还关注数据的使用权与控制权，要求明确数据的使用目的、范围和安全责任，防止数据滥用。这为平衡信息服务效能与公民隐私权益提供了技术和管理依据。系统安全与韧性设计：如何抵御网络攻击并保证服务不中断？车路协同系统作为关键信息基础设施，必须具备抵御网络攻击和故障的韧性。标准要求系统设计需考虑安全防护，包括但不限于：网络边界安全（防火墙、入侵检测）、设备安全（固件安全、防物理篡改）、应用安全（代码安全、漏洞管理）。更重要的是，系统需具备一定的故障容错和快速恢复能力，例如，当某个路侧单元或边缘节点失效时，相邻单元或上层云平台应能接管或降级提供服务，确保核心安全类信息服务不出现大面积中断，保障基本的交通安全。安全管理与合规性要求：如何构建全生命周期安全防线？1安全不仅靠技术，更依赖于管理。标准对车路协同系统的安全管理提出了框架性要求，涵盖了安全策略制定、安全组织机构、人员安全管理、系统建设与运维安全、安全监测与应急响应等多个方面。它要求运营方建立符合国家网络安全等级保护制度的安全管理体系，定期进行安全风险评估和渗透测试，对安全事件进行审计和追溯。这些要求旨在构建覆盖系统规划、建设、运营、废弃全生命周期的动态安全防御体系，确保车路协同服务长期稳定可靠运行。2通信基石：剖析C-V2X、DSRC等关键通信技术在标准中的应用与互联互通主流通信技术（C-V2X/DSRC）支持策略：标准持何种立场？GA/T2151-2024作为一项通用技术要求标准，在通信技术选择上体现了前瞻性与包容性。标准主要基于我国产业和技术发展现状，明确将蜂窝车联网（C-V2X，包括LTE-V2X和后续的NR-V2X）作为重点支持和演进方向，因其在技术性能、与5G/6G融合演进、产业生态等方面具有综合优势。同时，标准在信息定义、服务接口层面保持了一定程度的技术中立性，其核心是规范信息与服务，为不同底层无线接入技术（理论上也包括DSRC）在满足特定性能要求（如时延、可靠性）前提下实现相同的信息服务目标提供了可能，但具体通信协议栈需遵循相应的行业标准。0102直连通信与网络通信的协同应用场景：何时“直聊”，何时“转接”？标准明确了车路协同信息服务中直连通信（PC5接口）和网络通信（Uu接口）的协同使用原则。直连通信（V2V,V2I）具有超低时延、不依赖网络覆盖的特点，是支撑车辆间紧急刹车预警、交叉口碰撞预警等对时延极为敏感的生命安全类应用的核心方式。网络通信则适用于需要广域覆盖、大数据量传输或与云端深度交互的应用场景，如实时交通态势下发、高精地图增量更新、远程监控管理等。标准要求系统能够根据应用需求智能选择或结合使用这两种通信模式，实现最优的服务效果。多通信模组共存与干扰规避：如何让多种无线信号“和平共处”？在实际部署环境中，可能存在不同制式（如C-V2X与ETC、雷达）或不同厂商设备的无线电信号共存。标准对此提出了干扰规避和共存管理的要求。这包括设备需符合国家无线电管理委员会的型号核准要求，在指定频段（如5905-5925MHz）和规定的发射功率下工作。更为重要的是，标准可能引用或建议采用动态频率选择、信道资源共享、功率控制等机制，以降低系统内和系统间的相互干扰，确保在复杂电磁环境下各类通信链路的稳定可靠。面向5.5G/6G的演进考量：标准为未来通信预留了哪些空间？标准制定时已充分考虑了通信技术的快速演进。虽然在具体协议上主要基于当前成熟的LTE-V2X，但在系统架构、服务能力定义上为向5G-Advanced（5.5G）和6G演进预留了空间。例如，对超低时延（如1毫秒级）、超高可靠性（如99.999%）、高精度定位（厘米级）、感知通信一体化等未来能力的需求，已经隐含在对高阶自动驾驶协同服务的要求中。标准的开放性架构和模块化设计，使得未来只需升级通信模块和扩展服务接口，即可平滑引入更先进的通信能力，保护现有投资。服务落地：聚焦标准中七大类核心信息服务的关键技术要求与实现路径道路安全预警服务：如何化“被动”为“主动”，筑牢安全防线？道路安全预警服务是车路协同最核心、社会效益最直接的应用。标准对此类服务提出了极高的技术要求。核心在于利用路侧全域感知能力，弥补车载传感器盲区，提前发现风险并预警。关键技术要求包括：事件检测的高准确性（低误报、漏报率）、信息生成的极低时延（通常<100ms）、预警信息表述的明确无歧义（如危险类型、位置、相对速度、建议应对措施）。实现路径依赖于高可靠的路侧感知融合、边缘快速计算和低时延V2X直连通信，确保驾驶员或自动驾驶系统有充足时间反应。0102交通效率提升服务：从“车看灯”到“灯看车”，如何优化全局通行？此类服务旨在通过车路信息交互，优化交通流，缓解拥堵。标准规范了如绿波车速引导、动态车道管理、拥堵提示、信号灯态推送等服务的技术要求。关键点在于实现“车-路-信号控制机”的闭环。技术要求包括：信号配时数据的准确获取与实时发布、车辆轨迹与意图的预测、基于群体车辆数据的全局或局部优化算法、引导信息的人机友好呈现。实现路径需要边缘或云端交通控制算法与实时车路数据深度融合，实现从固定配时到自适应、再到协同优化控制的演进。交通管理支持服务：如何赋能管理者，实现精准化、智能化管控？该服务面向交通管理部门，提供更强大的监管和调控手段。标准涉及特殊车辆优先通行（如公交、消防车）、交通事件自动感知与上报、动态交通执法信息提示、重点车辆监控等。技术要求聚焦于信息的权威性、控制指令的安全性和系统的可靠性。例如，优先通行请求需经过严格的身份认证和权限校验；事件上报需附带现场图片、视频等多维证据。实现路径依赖于车路协同系统与管理后台（如指挥中心）的深度集成，形成“感知-决策-控制-反馈”的智慧管理闭环。自动驾驶协同服务：超越单车智能，路侧能为自动驾驶提供何种助力？这是车路协同面向未来的高阶服务。标准对支持自动驾驶的协同感知、协同决策与控制等服务提出了框架性要求。核心技术在于，路侧设施将处理后的结构化环境信息（如目标物列表、可通行区域、预测轨迹）或经过验证的高级别指令（如协作式汇入、编队控制）发送给自动驾驶车辆，作为其自身感知和决策的强有力补充。技术要求极高，涉及数据的高精度、高鲜度、高置信度，以及通信的极致可靠与安全。实现路径是逐步演进，从提供辅助信息（如盲区预警）到参与部分决策，最终实现车路云一体化的混合智能。0102协同之智：标准如何规范“车-路-云”高效协同与决策控制机制协同感知模型与信息共享机制：如何拼出环境认知的“完整拼图”？标准推动建立标准化的协同感知模型。其核心思想是，车、路等感知节点不再是信息孤岛，而是通过统一的“语言”（即标准定义的信息集）共享各自的局部感知结果。车辆上传自身状态和感知到的周围目标（BSM），路侧上传其监控区域内的全量交通参与者信息（RSM）。云或边侧作为融合中心，根据时空标签将这些碎片化信息融合成一张范围更广、更准确的“动态交通环境图”。标准规范了共享信息的、格式和条件，是实现“上帝视角”协同感知的基础。协同决策与责任划分逻辑：当车和路意见不一，听谁的？这是车路协同从信息交互迈向行动协同的深水区。标准对此进行了初步探索和原则性规范。对于不同的应用场景，决策主体和责任划分不同。在安全预警场景，通常由路侧或车辆独立或互补地做出预警决策，以信息形式提供给驾驶员或自动驾驶系统，最终操控权仍保留在车端。在信号优先或协同通行等场景，路侧或云端可以做出优化决策并下发建议或指令，但通常需要与车辆状态和意愿进行协商。标准强调，任何涉及车辆直接控制的协同决策，都必须建立清晰、可靠的责任界定与安全容错机制。0102控制指令的生成、验证与执行流程：如何确保指令安全可靠？当系统需要下发控制指令（如限速、编队指令、远程紧急制动建议）时，标准要求建立严格的生成、验证与执行流程。指令生成需基于充分的态势感知和经过验证的决策算法，并附带必要的上下文和生效条件。指令必须经过数字签名等安全验证，确保来源可信且未被篡改。车辆收到指令后，需根据自身状态和优先级策略进行合理性校验，决定是否执行以及如何执行。整个过程需有审计日志，确保可追溯。这避免了因错误或恶意指令导致交通安全事故。异常情况下的协同降级与应急处理策略：当部分系统失效怎么办？标准强调系统必须设计鲁棒的故障处理机制。当通信中断、部分路侧设备故障、或云端服务异常时，系统应具备降级运行能力。例如，从车路协同模式降级为单车智能模式或基于车间通信（V2V）的协作模式；从全局优化控制降级为本地固定策略或手动控制。标准要求定义不同等级的异常情况，并预设相应的应急处理预案，确保在不利条件下，系统仍能提供最基本的安全保障，避免因协同系统失效引发次生问题，这是系统走向实用化不可或缺的一环。测试与评估：构建科学严谨的车路协同系统与服务质量评价体系系统功能符合性测试：如何验证设备与服务“达标”？标准是衡量产品与系统合格与否的准绳。功能符合性测试旨在验证路侧设备、车载单元、平台软件等是否严格实现了标准中规定的各项功能要求。这包括但不限于：是否能正确生成、发送、接收、解析标准定义的所有信息元素；服务接口是否符合规范；安全认证流程是否完整。测试通常依据详细的测试用例集进行，需要在实验室仿真环境、封闭测试场和实际开放道路等不同场景下开展。通过符合性测试是产品准入和市场推广的前提，是保障互联互通的基石。性能指标与测试方法：如何量化评价系统“好不好用”？1除了功能，性能是关键。标准为关键性能指标定义了测试方法和评价基准。主要性能指标包括：端到端通信时延、数据包接收成功率（可靠性）、定位精度、感知目标识别准确率与召回率、系统响应时间等。测试方法涉及专业工具，如网络分析仪、高精度授时设备、数据记录分析软件等。例如，时延测试需要精确测量从事件发生到车载终端给出提示之间的时间差。这些量化指标为不同厂商的产品横向对比、系统优化和工程验收提供了客观依据。2大规模场景下的压力与可靠性测试：能否应对真实世界的复杂挑战？1车路协同系统最终要服务于成百上千的车辆。标准强调需要进行大规模场景下的压力和可靠性测试。这包括模拟高密度车辆并发通信场景，测试系统吞吐量、时延抖动和稳定性；模拟长时间不间断运行，测试系统的平均无故障时间；模拟恶劣天气、复杂电磁干扰等环境，测试系统的环境适应性。这类测试通常在大型测试场或特定开放道路段进行，对于发现系统瓶颈、评估其实际部署后的稳健性至关重要。2服务效果评估与用户体验评价：最终，用户感受到的“价值”是什么？1一切技术最终服务于人。服务效果评估是从用户（驾驶员、交通管理者）角度评价车路协同带来的实际价值。评估维度包括：安全类服务是否能有效降低事故率或减轻事故严重程度；效率类服务是否真的减少了行程时间或拥堵指数；信息服务是否清晰易懂，是否造成驾驶分心等。这需要通过长期的示范运营，采集真实交通数据，结合问卷调查、深度访谈等方式进行综合评价。这种评估结果能反向驱动技术和服务的持续改进。2实施指南：从标准文本到工程实践，关键部署要点与挑战深度解析路侧基础设施（RSU、感知设备）的选型与布设原则：布多少？怎么布？标准为指导工程实施提供了原则框架。路侧单元（RSU）和感知设备（摄像头、毫米波雷达、激光雷达等）的选型需满足标准规定的性能指标（如通信距离、感知范围、精度）。布设原则遵循“需求导向、重点先行、逐步成网”。优先在事故高发、交通繁忙、环境复杂的路段（如交叉口、匝道、弯道）部署。布设间距需综合考虑通信覆盖、感知连续性、成本效益等因素。标准鼓励采用多传感器融合方案提升可靠性，并需考虑设备的供电、通信回传、物理安装与防护等实际问题。车载终端（OBU）的集成与适配挑战：如何让“旧车”享受新服务？推动后装和前装车载终端（OBU）符合标准是服务落地的关键。对于前装，标准为整车厂定义了明确的车载接口和信息处理逻辑要求。对于后装市场，面临更大挑战：需要解决OBU与不同车型车载网络（CAN总线）的适配、供电取电、天线的合规安装、人机交互界面（HMI）集成等问题。标准的相关规定为后装OBU产品提供了统一的功能和性能基准，但具体适配方案需要产业链协作，开发通用的适配协议或模块，降低安装复杂度与成本。与现有ITS系统的融合改造：是“另起炉灶”还是“兼容并蓄”？大部分城市已建有信号控制系统、视频监控系统、交通诱导屏等传统智能交通（ITS）系统。标准实施绝非完全推倒重来，而是强调融合与利旧。关键点在于：通过标准定义的接口，将现有信号控制机的灯态数据接入车路协同边缘节点；利用现有视频资源，通过赋能AI分析算法，使其具备提取标准定义的交通事件信息的能力。这要求新建系统具备良好的开放性，能够与多种异构系统对接，实现数据共享和业务联动，保护已有投资，平滑演进。建设运营模式与成本效益分析：谁来建？谁来管？钱从哪里来？这是标准实施无法回避的现实问题。标准本身虽不规定商业模式，但其技术框架影响着成本效益。建设可能采用政府投资、政企合作（PPP）、企业投资等多种模式。运营则可能涉及交警、路政、第三方服务商等。成本包括硬件设备、网络通信、平台软件、安装维护等。效益则体现在提升安全减少事故损失、提高效率节约社会时间成本、赋能新产业等方面。实施中需要结合本地实际，进行精细化的全生命周期成本效益分析，探索可持