智能交通系统（ITS）-通信-ITS的通信作用和功能模型标准立项发展报告

智能交通系统（ITS）——通信——ITS的通信作用和功能模型标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Intelligenttransportsystems(ITS)—Communications—ITScommunicationroleandfunctionalmodel摘要本报告旨在全面剖析国际标准ISO/TR17732:2024《智能交通系统（ITS）——通信——ITS的通信作用和功能模型》的立项背景、核心内容、技术价值及发展前景。随着全球城市化进程加速及交通拥堵、安全、环境问题日益严峻，智能交通系统（ITS）已成为解决上述挑战的核心技术路径。通信作为ITS的“神经网络”，其体系架构与技术选择的标准化至关重要。本报告首先梳理了该标准立项的时代背景与行业痛点，指出异构通信技术（如DSRC、C-V2X、5G、卫星通信等）的并存亟需一个统一的功能模型来指导系统设计与互联互通。其次，报告详细解读了标准中定义的核心通信角色（如车辆、路侧单元、中心、行人等）及其交互关系，并剖析了其提出的分层功能模型架构，该模型涵盖了从应用到物理传输的完整层次。报告指出，该标准的价值在于为各国ITS通信系统的规划、设计和评估提供了一个权威、通用的参考框架，有效降低了系统集成的复杂度和成本。最后，报告展望了未来ITS通信将向云边端一体化、人工智能赋能、内生安全等方向发展，而本标准的持续演进对于构建全球协同、安全可靠的智慧出行体系具有里程碑式的指导意义。关键词智能交通系统；通信体系架构；功能模型；标准化；互联互通；车联网；V2X；技术报告Keywords:IntelligentTransportSystems(ITS);CommunicationArchitecture;FunctionalModel;Standardization;Interoperability;InternetofVehicles(IoV);Vehicle-to-Everything(V2X);TechnicalReport一、引言：标准化立项背景与现实迫切性进入21世纪第三个十年，全球交通系统正经历一场前所未有的深刻变革。以电动化、智能化、网联化、共享化为特征的“新四化”浪潮，正在重塑交通工具、道路基础设施与出行服务的形态。智能交通系统（ITS）作为这场变革的核心载体，旨在通过先进的信息通信技术，构建一个更安全、高效、绿色、便捷的综合交通运输体系。然而，ITS系统的复杂性与异构性是其发展过程中面临的巨大挑战。一个典型的现代ITS系统，通常包括车载单元（OBU）、路侧单元（RSU）、交通管理中心、出行服务云平台、个人移动终端（如智能手机、可穿戴设备）等多种实体。它们之间的通信需求各异：有的需要高可靠、低时延的实时安全告警（如碰撞预警）；有的需要高带宽、大容量的信息娱乐服务（如流媒体地图下载）；有的则需要广覆盖的连接，以支持道路交通状态的远程监控与诊断。为满足这些多样化的需求，业界涌现了多种通信技术候选方案，包括但不限于专用短程通信（DSRC，基于IEEE802.11p/11bd）、蜂窝车联网（C-V2X，基于3GPPLTE/NR）、5G增强移动宽带（eMBB）与超可靠低时延通信（URLLC）、卫星通信（特别是低轨卫星）、Wi-Fi等。这种技术多样性虽然提供了丰富的选择，但也带来了“巴别塔”效应：不同系统、不同设备、不同技术之间如何实现无缝、高效的互联互通，成为了一个亟待解决的基础性难题。在此背景下，国际标准化组织（ISO）于2024年2月12日正式发布了ISO/TR17732:2024《智能交通系统（ITS）——通信——ITS的通信作用和功能模型》。这份技术报告并非旨在规定某一种特定的通信协议，而是超越了具体技术实现，从更宏观、更抽象的层面，定义了ITS通信系统中各参与实体的“角色”（Role）及其相互间的“功能模型”（FunctionalModel）。它为全球ITS通信系统的顶层设计和架构规划提供了一个逻辑清晰、通用性强、无技术偏好的参考框架，是ITS领域一项具有奠基意义的标准化成果。二、标准核心技术内容解析ISO/TR17732:2024的核心贡献在于，它摒弃了具体的技术细节，转而构建了一个高度抽象且逻辑严密的通信功能架构。该标准主要包含两大核心组成部分：通信角色定义与功能模型架构。2.1通信角色的定义与分类标准首先识别并定义了在ITS通信生态系统中扮演关键角色的各类实体。这些角色并非简单地对应物理设备，而是对应功能实体，一个物理设备可能承担一个或多个角色。典型的角色包括：*车辆单元(VehicleUnit,VU)：代表任何具备通信能力的机动和非机动车辆。它是ITS通信网络中数量最庞大、移动性最强的节点。VU的角色包括广播自身状态（位置、速度、方向）、接收安全预警信息、与其他VU或RSU进行协同感知等。*路侧单元(RoadsideUnit,RSU)：部署在道路基础设施侧（如信号灯杆、交通标志牌、桥梁、隧道入口等）的固定或准固定通信节点。RSU的作用是连接移动的VU与固定的交通管理网络，提供本地化信息服务（如前方施工警告、信号灯相位信息）和数据中继。*中心系统(CentralSystem,CS)：位于网络后端的云平台或数据中心，拥有强大的计算、存储和管理能力。CS负责处理全局性的交通管理与控制策略，如区域交通流诱导、应急响应、运输管理、出行服务整合等。它可以通过RSU或直接通过蜂窝网络与VU进行通信。*行人单元(PersonalUnit,PU)：代表行人、骑行者或其他弱势道路使用者所携带的移动通信设备（如智能手机）。PU的引入是标准的一大亮点，体现了“以人为本”的交通安全理念，使V2P（车-行人）通信成为可能，有效提升交叉口等场景下的行人安全。*其他实体：还包括路侧传感器（如摄像头、雷达）、交通信号控制器等，它们通常作为RSU或CS的附属功能实体。标准的价值之一在于，它清晰地定义了这些角色之间的通信关系，如V2V（车-车）、V2I（车-路）、V2C（车-云）、V2P（车-行人）、I2C（路-云）、P2C（行人-云）等，为构建完整的V2X（Vehicle-to-Everything）通信生态奠定了基础。2.2通信功能模型的分层架构标准的核心是提出了一个分层的通信功能模型。该模型并非照搬OSI（开放系统互连）模型或TCP/IP模型，而是结合ITS通信的特殊需求进行了定制化设计。典型的功能层次包括：*应用层(ApplicationLayer)：最顶层，直接对应于各类ITS应用，如协同自适应巡航控制（CACC）、闯红灯警告、绿波通行、浮动车数据采集、自动驾驶地图更新等。这一层定义了应用间的消息格式和交互语义。*通信管理层(CommunicationManagementLayer)：核心层，负责管理整个通信过程，实现上层应用与下层传输网络的解耦。其主要功能包括：通信类型选择（根据应用需求，动态选择最合适的通信技术，如安全消息优先选用DSRC/C-V2X，而地图更新则可选择蜂窝网络）；会话管理（建立、维护和终止通信会话）；服务发现（动态发现邻近的ITS通信节点及其提供的服务）；以及QoS（服务质量）保障。*网络与传输层(Network&TransportLayer)：负责数据包的路由、寻址、分段、重组及端到端的可靠传输。它兼容多种底层网络协议，如IPv6、GeoNetworking等。GeoNetworking是ITS领域一种特有的地理位置路由协议，可根据车辆的地理位置进行数据包转发，非常适合V2X的安全消息广播场景。*接入层(AccessLayer)：最底层，直接对应具体的物理通信技术和介质访问控制（MAC）协议。该层为上层提供统一的接口，屏蔽了下层技术的差异。例子包括IEEE802.11p(DSRC)、3GPPLTE-V2X(C-V2X)、5GNRV2X、蓝牙、Wi-Fi等。这种分层设计的核心优势在于隔离性与灵活性。通过标准化的分层接口，上层的ITS应用可以与底层的通信技术松耦合。ITS系统的开发者不必关心底层使用的是DSRC还是C-V2X，只要遵循统一的通信管理层接口，其应用就能在多种通信网络上正常运行。反之，随着新的通信技术（如Wi-Fi7、下一代蜂窝技术）的出现，只需按照标准接入层接口开发相应的驱动模块，即可无缝集成到现有ITS系统中，极大地保护了投资并促进了技术演进。三、标准主要参与单位介绍ISO/TR17732:2024的制定汇聚了全球智能交通与通信领域的顶尖专家和组织。该标准由ISO/TC204（智能运输系统技术委员会）主导，其秘书处设在美国标准协会（ANSI）。ISO/TC204成立30余年来，已发布了超过200项国际标准，覆盖系统架构、数据、通信、安全、人机界面等多个方面，是ITS国际标准化工作的绝对核心。在起草该标准的过程中，众多国际知名的研究机构、汽车制造商、通信设备商、系统集成商及政府部门深度参与了研讨与反馈。其中，日本汽车研究所（JARI）作为在ISO/TC204中极为活跃的日本国内代表机构，对该标准的形成做出了重要贡献。日本汽车研究所（JapanAutomobileResearchInstitute,JARI）是一家专注于汽车与交通领域基础研究和应用开发的公益财团法人。JARI是日本ITS标准化的主要推动力量之一，长期深度参与国际标准化活动。在ITS通信领域，JARI的贡献主要体现在：1.理论框架的奠基：JARI的专家团队在ITS通信的系统架构、寻址与路由、消息集设计等基础理论方面有深厚造诣。他们提出的“通信角色”概念以及功能分层思想，与2000年代初日本大力推行的“Smartway”和“ITS-Safety2010”等国家项目一脉相承。在这些项目中，JARI主导设计了日本本土的DSRC标准（ARIBSTD-T75），其拓扑和协议思想与ISO/TR17732中的功能模型高度契合，为标准的全球适用性提供了宝贵实践。2.互操作性验证的实践者：JARI利用其先进的测试场地和实验室，长期从事V2X通信设备间的互操作性测试。他们通过大量的实际测试，揭示了不同厂商设备、不同技术体制（DSRCvs.C-V2X）在实现统一功能模型时可能遇到的兼容性问题，并据此向ISO/TC204提出了大量的技术修正意见和建议，帮助标准文本更加完善、严谨。3.跨技术融合的推动者：在起草过程中，面对DSRC和C-V2X两大技术阵营的激烈竞争，JARI秉持技术中立和实用主义的原则。他们不急于裁定哪一种技术更优，而是强调“功能模型”必须能兼容并蓄。JARI提出的“通信类型选择”机制，即为这种技术中立理念的具体体现，该机制允许系统根据应用场景（如时延、可靠性、带宽要求）在多种底层技术间动态切换。这一观点最终成为ISO/TR17732:2024通信管理层功能的核心之一。4.面向未来的前瞻性：JARI对自动驾驶、高精地图、车路协同等前沿应用有深入研究。在标准制定中，他们积极主张增加新定义的角色（如弱势道路使用者单元）和新的通信模式（如对等网络、云计算集成），确保该技术报告不仅适用于当前，更能为未来20年ITS通信技术的发展预留接口和演进空间。JARI的深度参与，使ISO/TR17732:2024既包含了日本在ITS通信领域长期积累的先进经验和务实理念，又吸收了全球各方智慧，最终形成了一份平衡、周密、前瞻的技术文件。四、标准实施的价值与影响ISO/TR17732:2024作为一份技术报告，虽不具备强制性，但其发布实施对全球ITS产业及相关上下游领域产生了深远而积极的影响。1.降低系统集成复杂度与成本：在标准出台前，ITS系统的设计往往是“烟囱式”的，针对特定应用（如电子收费ETC）使用特定通信技术，不同系统间难以融合。本标准提供的通用功能模型，为系统集成商提供了一个“乐高式”的积木框架。开发者可以像搭积木一样，根据需要选择不同的通信角色和功能模块进行组合，大幅简化了顶层设计工作，降低了因系统异构性带来的定制开发成本。2.促进技术公平竞争与创新：标准的功能模型剥离了通信技术细节，创造了一个“公平竞技场”。无论是DSRC、C-V2X还是未来的6G，只要遵循统一的功能接口规范，都能在一个ITS系统中找到自己的位置。这激励了更广泛的通信技术创新，不再是谁“胜出”谁通吃，而是优胜劣汰，共同服务于“多模式、多目标”的智慧出行。3.指导各国ITS通信标准体系的协调与统一：中国、美国、欧洲、日本等主要汽车和ITS大国，都各自制定了本国的ITS通信标准体系。ISO/TR17732:2024提供了一个国际公认的参考模型，有助于各国在制定或修订本国标准时，与国际框架对齐，减少不必要的技术壁垒。特别是在自动驾驶技术迈向全球化部署的今天，统一的功能模型是实现车辆跨地区、跨厂家无缝通信的基础。4.支撑V2X安全与自动驾驶的规模化商用：安全是V2X和自动驾驶的第一要务。本标准的通信管理层强调了“服务发现”和“QoS保障”，能够确保高优先级的安全消息（如紧急刹车告警）被可靠、低时延地传递。同时，标准定义的角色和关系，为构建信任模型和安全管理（如公钥基础设施PKI）奠定了基础，为V2X的商业化部署扫清了部分技术障碍。五、结论与展望ISO/TR17732:2024《智能交通系统（ITS）——通信——ITS的通信作用和功能模型》的发布，是智能交通系统标准化进程中一座重要的里程碑。它没有试图创造一个“终极”的通信协议，而是聪明地选择了一个更高、更抽象的视角，为这个日益复杂的技术生态系统绘制了一幅清晰、通用、可扩展的“蓝图”。通过对通信角色和功能模型的精确定义，标准有效化解了技术路线纷争带来的碎片化风险，为ITS系统的互操作性、灵活性和长期演进提供了坚实的参考框架。展望未来，ITS通信的发展将呈现以下趋势，而ISO/TR17732:2