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5G智慧交通

作译者：刘琪,梁鹏,宋蒙

出版时间：2022-12 千字数：346 版次：01-01 页数：252

开本：16开装帧： I S B N ：9787121445507

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纸质书定价：￥98.0

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第1章  智慧交通的发展趋势	1
1.1  智慧交通概述	1
1.2  智慧交通业务需求	3
1.3  智慧交通愿景及系统架构	5
1.4  智慧交通标准研究	7
1.5  智慧交通产业升级	9
1.5.1  智能驾驶交通工具	9
1.5.2  智能道路交通环境	11
1.5.3  智慧交通网络演进	12
1.5.4  智慧交通云平台	13
1.6  本章小结	14
1.7  参考文献	15
第2章  5G网络技术	16
2.1  5G网络概述	16
2.1.1  背景简介	16
2.1.2  5G业务需求	17
2.1.3  5G的主要挑战	17
2.2  5G标准研究	19
2.2.1  ITU国际标准	19
2.2.2  3GPP国际标准	21
2.2.3  国内标准	23
2.3  5G关键技术	24
2.3.1  5G新空口技术	24
2.3.2  5G网络技术	30
2.4  5G网络的行业应用	34
2.4.1  5G智慧城市	34
2.4.2  5G智慧交通	35
2.4.3  5G工业互联网	36
2.4.4  5G智慧医疗	37
2.4.5  5G智慧教育	39
2.5  本章小结	40
2.6  参考文献	40
第3章  蜂窝车联网（C-V2X）技术	42
3.1  C-V2X概述	42
3.1.1  C-V2X发展简介	42
3.1.2  C-V2X主要业务	44
3.1.3  C-V2X标准演进	45
3.2  LTE-V2X技术	48
3.2.1  LTE-V2X概述	48
3.2.2  LTE-V2X业务场景	49
3.2.3  LTE-V2X网络架构	50
3.2.4  LTE-V2X关键技术	53
3.2.5  LTE-V2X与DSRC技术的比较	56
3.3  NR-V2X技术	59
3.3.1  NR-V2X概述	59
3.3.2  NR-V2X业务场景	60
3.3.3  NR-V2X网络架构	62
3.3.4  NR-V2X关键技术	64
3.3.5  NR-V2X技术总结	70
3.4  本章小结	71
3.5  参考文献	71
第4章  无人驾驶技术	73
4.1  车载环境感知技术	73
4.1.1  车载感知系统组成	74
4.1.2  车载单传感器感知技术	75
4.1.3  车载多传感器融合感知技术	80
4.2  车辆智能决策技术	83
4.2.1  车辆智能决策简介	83
4.2.2  车辆智能决策算法	84
4.2.3  车辆智能决策算法在无人驾驶中的应用	86
4.3  车辆路径规划技术	91
4.3.1  车辆路径规划简介	91
4.3.2  车辆路径规划算法	92
4.3.3  车辆路径规划算法在无人驾驶中的应用	94
4.4  无人驾驶自动控制技术	96
4.4.1  无人驾驶控制系统	96
4.4.2  无人驾驶方向控制算法	98
4.4.3  无人驾驶速度控制算法	101
4.4.4  无人驾驶的机器人辅助控制	102
4.5  本章小结	105
4.6  参考文献	106
第5章  车路协同技术	108
5.1  车路协同业务需求及体系架构	108
5.1.1  车路协同业务需求	108
5.1.2  车路协同体系架构	109
5.2  车路协同的交通基础设施能力	110
5.3  车路协同融合感知技术	111
5.3.1  基于车路协同系统的数据采集	112
5.3.2  车路协同感知数据融合	115
5.4  基于车路协同的交通态势理解及预测	120
5.4.1  交通态势理解及预测分析过程	120
5.4.2  基于融合感知的交通态势预测模型	121
5.5  本章小结	126
5.6  参考文献	126
第6章  智慧交通云平台	128
6.1  智慧交通云平台系统功能	128
6.1.1  基础资源层的主要功能	129
6.1.2  数据交互层的主要功能	129
6.1.3  业务应用层的主要功能	131
6.2  智慧交通云平台的架构及关键技术	134
6.2.1  云平台整体架构	134
6.2.2  云平台核心能力	135
6.2.3  云平台关键技术	137
6.3  面向智慧交通的MEC云平台	139
6.3.1  MEC云平台架构	139
6.3.2  MEC云平台关键技术	141
6.3.3  MEC云平台典型应用场景	142
6.4  本章小结	143
6.5  参考文献	144
第7章  车辆高精度定位技术	145
7.1  车辆高精度定位需求	145
7.1.1  市场需求分析	146
7.1.2  业务场景及定位指标要求	147
7.2  基于5G网络的车辆高精度定位系统架构	148
7.2.1  终端侧定位系统架构	148
7.2.2  网络侧定位系统架构	150
7.3  车辆高精度定位关键技术	152
7.3.1  卫星定位技术	153
7.3.2  蜂窝网定位技术	155
7.3.3  基于C-V2X直连通信的定位技术	157
7.3.4  车载传感与高精度地图定位技术	158
7.3.5  局域网定位技术	162
7.3.6  混合定位技术	165
7.4  本章小结	167
7.5  参考文献	167
第8章  智慧交通安全技术	169
8.1  智慧交通安全需求分析	169
8.2  智慧交通安全标准	172
8.2.1  国际标准	172
8.2.2  国内标准	173
8.3  智慧交通安全系统架构及机制	174
8.3.1  安全系统整体架构	174
8.3.2  设备层安全机制	176
8.3.3  网络层安全机制	177
8.3.4  应用层安全机制	179
8.3.5  安全运营管理体系	180
8.4  智慧交通安全的关键技术	181
8.4.1  认证与鉴权	181
8.4.2  信息安全	182
8.4.3  通信安全	184
8.4.4  隐私保护	184
8.5  智慧交通安全技术展望	186
8.6  本章小结	188
8.7  参考文献	188
第9章  智慧交通产业应用	191
9.1  智慧交通产业发展概述	191
9.2  智慧交通业务示范区建设	192
9.2.1  全球智慧交通试验基地	192
9.2.2  中国智慧交通试验基地	195
9.3  智慧交通新型产品体系	197
9.3.1  业务应用产品体系	198
9.3.2  基础能力产品体系	201
9.3.3  智慧交通资源池	202
9.4  基于5G与C-V2X的智慧交通业务示范	204
9.4.1  辅助驾驶	204
9.4.2  远程驾驶	204
9.4.3  自动驾驶	206
9.4.4  编队行驶	206
9.4.5  智慧泊车	207
9.5  本章小结	208
9.6  参考文献	209
第10章  5G智慧交通业务应用案例	210
10.1  科技冬奥园区智能车联网应用案例	210
10.1.1  案例背景	211
10.1.2  关键技术	211
10.1.3  业务系统建设	213
10.1.4  业务应用示范	217
10.2  智慧高速应用案例	222
10.2.1  案例背景	222
10.2.2  业务需求分析	222
10.2.3  智慧高速系统	223
10.2.4  业务应用示范	225
10.3  城市道路应用案例	226
10.3.1  案例背景	226
10.3.2  业务需求分析	227
10.3.3  城市道路系统	227
10.3.4  业务应用示范	229
10.4  本章小结	229
10.5  参考文献	230
缩略语中英文对照表	231

交通运输是国民经济的基础性、先导性、战略性产业。在产业数字化、智能化的背景下，智慧交通成为交通运输发展的重要方向，这也体现了人们对未来美好出行生活的向往。随着科技的发展，智慧交通系统从简单的交通信号控制系统发展到融合“采集、处理、决策、发布”于一体的智能化系统，以多样化、智能化的业务场景为人们提供高效便捷的出行体验。
5G作为新一代通信技术，对智慧交通的发展起到强大的推动作用。5G网络依托高速率、大连接的特性，连接车、路、人、云等对象，形成一张可随时通信、实时监控、即时决策的智慧交通网络。5G与C-V2X相结合实现了低时延、高可靠的“车—路—云”协同，是智慧交通的核心组成部分；“5G+北斗”实现高精度定位能力，为智能驾驶业务保驾护航。此外，5G与边缘计算、大数据、人工智能等其他前沿技术相结合，将极大地丰富智慧交通业务场景。以5G为核心的新型智慧交通系统将促进交通运输向数字化、网络化、智能化方向发展，是未来智慧交通发展的大势所趋。
从20世纪90年代开始，我国就开展了有关智慧交通系统的研究工作。近年来，在国内 “新基建”“交通强国”等背景下，5G智慧交通领域涌现了很多新兴技术，在产业应用方面也颇见成效。在技术标准层面，中国通信标准化协会、中国智能交通产业联盟、中国汽车工程学会等多家组织积极开展无人驾驶、智能网联等方面标准的深入研究。2020年1月，中国通信标准化协会正式发布我国首批14项5G标准，涵盖核心网、无线接入网、承载网、天线、终端、安全、电磁兼容等多个领域，标志着5G相关产业的加速发展。C-V2X标准化工作也取得了显著进展，其中，核心技术和设备标准的制定与修订基本完成，行业应用类标准随产业发展在持续完善。在产业推动方面，从2018年开始，工业和信息化部C-V2X工作组组织了网络层应用层互操作、协议一致性测试。从LTE-V2X“三跨”“四跨”互联互通展示，到新四跨“跨芯片模组、跨终端、跨整车、跨安全平台”的技术应用示范和车辆高精度定位测试验证，推动了车联网产业的发展成熟，加速了其规模化商用步伐。在应用示范方面，智慧高速、智能路口、智慧园区等项目在全国各地百花齐放，车联网先导区、“双智”试点等示范项目推动了交通智慧化向更高质量发展。以北京冬奥会为契机，首钢冬奥园区、延崇高速等智慧交通项目落地应用，有力地推动了国内智慧交通产业发展和商业化落地，支撑国家科技强国战略。
本书的编写及出版恰逢5G从探索性研究初期转向交通行业深度运用时期。本书编者在5G、车联网、高精度定位等领域有多年的研究经验，牵头3GPP、CCSA等多项国内外标准工作；承担科技冬奥国家项目，完成智能车联网在北京冬奥会的应用落地。本书系统介绍智慧交通的发展和关键技术，包括5G、C-V2X、无人驾驶、高精度定位等，帮助读者对智慧交通领域的关键技术形成一个全面的认识；同时兼顾智慧交通产业应用，阐述智慧交通产品体系和示范建设，并给出5G智慧交通典型业务应用案例。本书体系完整、内容翔实，对于5G智慧交通从业人员和希望了解5G智慧交通的读者均有较大的参考价值。

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