ISOTS 22726-12025 智能运输系统.连接和自动驾驶系统应用的动态数据和地图数据库规范.第1部分静态地图数据协调用结构和逻辑数据模型标准立项发展报告

智能运输系统连接和自动驾驶系统应用的动态数据和地图数据库规范第1部分：静态地图数据协调用结构和逻辑数据模型标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Intelligenttransportsystems—Dynamicdataandmapdatabasespecificationforconnectedandautomateddrivingsystemapplications—Part1:Architectureandlogicaldatamodelforharmonizationofstaticmapdata摘要随着全球智能交通系统（ITS）和自动驾驶技术的快速发展，高精度动态地图数据作为支撑车辆感知、决策与控制的“数字基石”，其标准化工作已成为国际交通运输领域的研究热点。本报告以国际标准化组织（ISO）最新发布的ISO/TS22726-1:2025标准为研究对象，系统阐述了连接和自动驾驶系统（CAD）应用中动态数据与地图数据库规范的第一部分——静态地图数据协调用结构与逻辑数据模型的发展背景、技术内涵与行业意义。报告指出，该标准创新性地提出了静态地图数据的统一架构与逻辑数据模型，有效解决了多源地图数据在格式、语义、精度和更新频率上的异构性问题。标准采用模块化方法，涵盖了道路网络、车道级几何、交通标志、路侧基础设施等核心静态要素的逻辑表示，并建立了与动态数据交互的接口规范。通过该标准的实施，可以从根本上消除“数据孤岛”现象，实现不同地图供应商、不同自动驾驶系统间静态地图数据的互操作性，为自动驾驶系统提供一致、可靠、可扩展的地图数据基底。报告进一步分析了该标准在技术架构、数据模型、编码规则和测试验证等方面的技术突破，评估了其对行业的影响。结论认为，ISO/TS22726-1:2025不仅填补了CAD系统静态地图数据标准化的空白，更为全球智能运输系统的协同发展奠定了数据基础，将有力推动自动驾驶商业化落地的进程。关键词：智能运输系统；连接和自动驾驶系统；地图数据库；静态地图数据；逻辑数据模型；数据协调；互操作性Keywords:Intelligenttransportsystems;Connectedandautomateddrivingsystem;Mapdatabase;Staticmapdata;Logicaldatamodel;Dataharmonization;Interoperability一、引言随着全球城市化进程的加速和道路交通需求的持续增长，智能运输系统（IntelligentTransportSystems,ITS）作为解决交通拥堵、提升行车安全、降低环境污染的关键技术路径，正受到各国政府、科研机构和产业界的广泛关注。尤其近年来，连接和自动驾驶系统（ConnectedandAutomatedDriving,CAD）技术的突破性发展，使得高精度地图成为支撑车辆感知、定位、规划与控制不可或缺的核心组件。与传统导航地图不同，CAD系统所需的地图数据不仅要求厘米级的空间精度，更需要包含车道级拓扑结构、交通标志语义信息、动态交通事件等丰富的内容，同时还要具备高频率的更新能力，以反映真实世界的实时变化。然而，当前全球地图数据产业呈现出“数据孤岛”的典型特征。不同地图供应商采用各自的数据格式、坐标系统和语义模型；不同自动驾驶系统开发商也定义了差异化的数据接口规范。这种异构性导致了一个突出的问题：同一辆自动驾驶车辆在不同区域、使用不同地图数据时，可能需要切换数据处理逻辑，增加了系统复杂度和开发成本。更为严重的是，数据一致性的缺失直接威胁到自动驾驶系统的安全性和可靠性。例如，某个地图供应商对交叉路口的建模逻辑与另一个供应商不同，可能导致车辆在同一路段的路径规划结果出现偏差。在此背景下，国际标准化组织（ISO）下属的智能运输系统技术委员会（ISO/TC204）自2018年起正式启动了关于CAD系统地图数据库标准化的专项研究。经过多轮技术讨论和草案修订，最终于2025年发布了ISO/TS22726-1:2025《智能运输系统连接和自动驾驶系统应用的动态数据和地图数据库规范第1部分：静态地图数据协调用结构和逻辑数据模型》。该标准的发布，标志着全球CAD地图数据标准化工作取得了阶段性的重大进展。它将为地图制图、自动驾驶系统开发、基础设施规划以及相关政策制定提供统一的技术框架和参考依据，对于构建全球协同、安全高效的智能运输生态系统具有深远的战略意义。二、标准概述与技术背景（一）标准定位与适用范围ISO/TS22726-1:2025作为ISO/TS22726系列标准的第一部分，其核心目标是为CAD系统应用中静态地图数据的结构与逻辑数据模型提供标准化规范。所谓“静态地图数据”，是指在相对稳定的时间尺度内（通常包括道路几何、车道结构、交通标志、建筑设施、地形等）不频繁变化的地图要素。这些要素构成了CAD系统环境感知的基础层，是动态数据（如交通流量、交通事故、天气状况、临时施工等）和实时感知信息的“底图”。该标准适用于涉及CAD系统地图数据生成、管理、交换及使用的各类场景，包括但不限于：1.高精度地图数据供应商的数据产品设计与生产；2.自动驾驶系统开发商的感知模块、规划模块和决策模块的数据接口；3.交通管理部门的路侧基础设施数据采集与运维；4.地图数据质量评估与认证机构的标准参照。（二）标准的宏观背景1.技术发展驱动：自动驾驶技术从实验室走向开放道路测试和商业化运营，对地图数据提出了前所未有的高要求。传统GIS和导航地图的数据模型（如用于路径规划的简单道路链模型）已无法满足CAD系统对车道级、点云级、3D几何级数据的精度和语义需求。以高阶自动驾驶为例，车辆需要在无高精地图条件下依赖实时传感器信息进行感知，但高精地图可提供先验知识的冗余，有效降低感知误差。美国、欧洲、日本等主要汽车制造国和地区均成立了高精地图联盟，推动数据标准化。2.政策与法规推动：联合国世界车辆法规协调论坛（WP.29）关于自动驾驶功能（如ALKS、ADS）的法规强制要求车辆系统必须具备高精地图数据支持功能，并在不同市场间实现互认。例如，欧盟的《自动驾驶车辆型式批准法规》（Regulation(EU)2022/1426）明确将地图数据作为关键安全要素。这种法规层面的强制要求，为地图数据标准化提供了刚性驱动。3.行业需求急迫：地图数据的“碎片化”问题导致CAD系统开发者不得不投入大量资源适配不同数据源，严重阻碍了行业规模化发展。据相关行业报告估算，地图数据格式和接口的异构性使单个CAD系统开发周期延长约15%-20%，成本增加25%。标准化可以显著降低集成成本和开发复杂度。（三）标准的体系结构ISO/TS22726系列标准采用模块化、分层次的架构设计。第一部分聚焦于静态地图数据的逻辑数据模型与架构，第二部分至后续部分将分别覆盖动态数据规范、数据交换格式、数据质量要求、测试与验证方法等内容。其中，第一部分为整个系列的基础，定义了静态数据的基本框架、核心要素类型、要素关系以及基于国际标准（如ISO19100系列地理信息标准）的数据建模方法论。如此设计的好处在于：静态数据模型一旦建立，动态数据可以基于此模型进行扩展和集成，从而保证整个数据生态的一致性和可扩展性。三、标准核心技术内容（一）静态地图数据的统一架构ISO/TS22726-1:2025提出了一种分层式的静态地图数据架构。该架构自底向上分为四个层次：1.几何模型层（GeometricModelLayer）：这是数据的基础，用于定义道路网络、车道线、交叉路口、连接段等地理实体的几何表示。标准引入了基于节点的拓扑结构和基于边（段）的线性参考系统。几何数据支持平面坐标（如世界大地测量系统WGS-84）和高程信息，并且以合理的定位精度作为要求（如绝对精度优于20厘米，相对精度优于5厘米，具体数值待标准细化）。2.语义层（SemanticLayer）：在地理实体几何之上，标准定义了丰富的语义标签。例如，一条车道不仅被视为几何线段，还被赋予“人行横道前”、“转向专用”、“公交专用”等属性，以及车道宽度、限速、车行道方向等参数。语义层的设计充分借鉴了ISO14817《智能运输系统数据字典》和ISO19109《地理信息应用模式规则》，确保了术语和属性定义的权威性和一致性。3.关系层（RelationLayer）：该层主要描述静态要素之间的拓扑关系和逻辑关联。例如，“路段-交叉路口”关系、“车道-交通标志”关系、“桥梁-道路”关系等。标准特别强调了对L1级（路径级）到L5级（完整环境模型级）不同地图精度等级的关系建模要求。4.元数据层（MetadataLayer）：提供关于数据来源、采集时间、更新机制、坐标参考系统、数据质量（如完整性、精度、时延）等描述信息。元数据的标准化有助于用户评估数据的适用性和可靠性。（二）逻辑数据模型规范逻辑数据模型是标准的核心内容，它采用UML（统一建模语言）类图形式进行表达，为静态地图要素的结构提供了严谨的数学模型。模型中将要素分为以下核心类别：1.道路要素（RoadElement）：包括Road（道路）、RoadSegment（路段）、Junction（交叉路口）、Roundabout（环形交叉口）等。每个要素均有唯一标识符（ID）、名称、类型编码、几何表示方法等属性。2.车道要素（LaneElement）：这是CAD系统最为关注的部分。标准详细定义了Lane（车道）、LaneConnection（车道连接）、LaneGroup（车道组）等要素。车道支持变道、合并、分叉等动态拓扑表达。车道属性包括LaneType（车道类型，如行驶道、加速道、减速道）、LaneDirection（道向）、SpeedLimit（限速）等。3.标志标线要素（SignandMarkingElement）：包括TrafficSign（交通标志）、RoadMarking（道路标线）、TrafficLight（交通信号灯）等。这些要素在CAD系统中用于感知和决策的关键参考。标准定义了标志和标线的标准编码、位置坐标、朝向、可见性条件等。4.路侧基础设施要素（RSEElement）：包括RoadsideUnit（路侧单元）、VariableMessageSign（可变情报板）、Camera（摄像头）等。这些要素对于V2X通信至关重要。5.环境感知要素（PerceptualElement）：包括LaneBoundary（车道边界）、Guardrail（防撞护栏）、Curb（路缘石）、Pole（杆状物）等可被传感器感知的物理实体。标准定义了此类要素的几何-语义融合模型。（三）数据协调与会聚机制为了促进不同数据源之间的协调，标准引入了“数据协调层”（HarmonizationLayer）的概念。该层在逻辑数据模型之上，定义了数据转换规则与映射关系。例如，当两个地图供应商对同一交叉路口的车道划分方式不同时，标准提供了一组通用语义映射表，可以将其转换为统一表达。此外，标准还规定了数据更新的协调机制：支持增量更新、版本回溯以及多个数据源融合，以满足CAD系统对实时性的要求。（四）技术的适用性与可扩展性标准在设计时充分考虑到了技术的可扩展性。例如，车道级数据模型不仅适用于当前的全时自动驾驶辅助系统（如ALKS），也易于扩展至未来的全场景无人驾驶。同时，模型支持通过添加新的要素类型或属性集来兼容新兴的交通管理技术，如基于人工智能的动态限速系统和基于云控平台的城市协同驾驶。四、标准修订的企事业单位或标委会介绍ISO/TS22726-1:2025的制定工作主要由国际标准化组织智能运输系统技术委员会（ISO/TC204）负责。该技术委员会成立于1993年，秘书处设于美国国家标准学会（ANSI），是国际智能运输系统标准化的核心机构。ISO/TC204的工作范围涵盖交通信息与控制系统、自动车辆与自动驾驶系统、公共交通运营管理、电子收费及商业货运等多个领域，现已发布超过200项国际标准和技术规范。在ISO/TS22726-1:2025的研制过程中，日本作为该标准的主要推动国之一，发挥了核心作用。日本汽车研究所（JARI）以及日本国土交通省下属的自动走行システム開発機構(ASD)全程参与了标准草案的编写和技术验证。日本团队基于其在SuperMultiandDynamicMap（超多维动态地图）项目的多年实践，为静态地图数据的逻辑模型设计提供了丰富的案例支持。此外，德国的联邦公路研究所（BASt）和欧洲电信标准协会（ETSI）也在标准的技术路线中注入了欧洲在ITS-G5和C-ITS（协同智能交通系统）领域的经验。值得特别介绍的是，该标准的主要起草单位之一——日本三菱电机株式会社（MitsubishiElectricCorporation），作为全球领先的电子和信息技术供应商，在智能交通和自动化领域拥有深厚的技术积累。三菱电机自2010年起参与ISO/TC204的相关标准化工作，在高精地图数据建模、V2X通信协议以及车载系统集成方面提交了多项技术提案。在该标准的核心技术——车道级地图数据逻辑模型的制定过程中，三菱电机提出了基于“驾驶任务导向”（DrivingTaskOriented,DTO）的地图要素分层原则。与传统地理信息模型优先考虑地理实体的几何特征不同，DTO模型强调地图要素与车辆驾驶决策过程的关联性。例如，一个交叉路口是否应该被建模为多个车道连接，取决于该交叉路口是否涉及变道、转向或者其他影响车辆决策的行为。这种以人为本、以任务驱动的建模思想，最终被标准采纳为定义车道级关系的重要原则。三菱电机的测试验证系统（位于日本筑波研究所）也为标准中涉及的地图数据互操作性测试提供了实验环境。五、结论与展望ISO/TS22726-1:2025《智能运输系统连接和自动驾驶系统应用的动态数据和地图数据库规范第1部分：静态地图数据协调用结构和逻辑数据模型》的发布，是全球智能运输系统标准化进程中具有里程碑意义的事件。该标准首次在国际层面系统地规定了CAD系统应用所需的静态地图数据的统一架构和逻辑数据模型，解决了长期困扰行业的“数据异