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3.2 RSU部署方案与典型场景的部署方案

RSU是C-V2X技术的路侧无线通信单元,与OBU通信,可接收信号机的实时消息、应用服务器下发的路况信息和检测器检测到的实时交通信息,并将这些动态播报给相关车辆,是车路协同系统中的关键单元。所以,RSU部署是需要重点关注的问题。

3.2.1 RSU部署方案

除了要考虑传统规划设计中对目标覆盖物的确定、对数据流量的统计和对交通车辆密集程度的统计,还要考虑RSU对V2V的正面影响能力,即需要判断是否可以通过将RSU作为网络中继为车与车之间创造额外通信的机会,将更多孤立的车辆组织进这个车路协同体系中。

1.基于交通流量和业务流量热点的RSU部署方案

基于交通流量热点和业务流量热点的RSU部署原则是RSU网络规划的切入点和核心原则。交通流量热点和业务流量热点通常可以从交管部门或运营商的网优系统中获取,热点区域行驶的车辆和行人多、交通流量大,RSU服务的业务量也大。在热点区域进行RSU的重点部署、额外规划部署可以作为车路协同组网规划的突破口,从大热点到小热点逐步组织网络,这样可以有效解决RSU负载失衡的问题,同时解决资源竞争的问题。

2.基于需求程度的RSU部署方案

此方案旨在最大限度地减少网络资源的浪费,例如目前存在联系的两个区域A1和A2,两个区域在合理站距内,但经过A1区域的车辆通常会在短时间内行驶过A2区域,而A1、A2区域都不是交通热点。如果在A1区域已部署了RSU,车辆行驶过A1区域就会收到相应的服务信息,而直到车辆驶离A2区域也不会有内容更新,则完全没有必要在A2区域再部署一台RSU。因为车辆是沿道路行驶的,而车路协同广播信息的复杂度较低,所以V2X网络规划完全没有必要像传统蜂窝网络一样实现无缝覆盖,反而应该最大限度地避免过度覆盖造成无线资源与投资的浪费甚至无线通信干扰。

3.2.2 典型场景的部署方案

在城市场景规划中,RSU应优先规划安装在道路交叉口(如交通道路交叉口,以及学校、企事业单位等汇入交通主干道路的路口),再规划安装在道路交叉口之间的路段。

1.长直道路的部署方案

根据RSU的实际覆盖半径来确定RSU的部署间隔及部署点位,优先选择复用电警杆和监控杆来部署RSU,当电警杆、监控杆不可用时,考虑使用信号灯杆或者新立杆,尽量与感知系统共杆部署。针对道路两侧、道路中间无绿化带,或者绿化带内灌木的密度不会导致遮挡RSU信号的情况,RSU可沿道路两侧交叉部署。针对道路中间存在茂密树木绿化带、树木高度遮挡RSU信号的直线传播路径的情况,可在同一点位的道路两侧分别部署RSU。图3.2-1所示为长直道路部署示意图。

图3.2-1 长直道路部署示意图

2.道路交叉口的部署方案

1)丁字路口的部署方案

在常规丁字路口,优先选择复用电警杆或监控杆来部署至少1台RSU,当电警杆或监控杆不可用时,考虑使用信号灯杆或新立杆,根据现场实际环境(如树木/建筑遮挡、交通流密度等),弹性选择增加1~2台RSU,尽量将RSU与感知系统共杆部署,提高杆体复用率。图3.2-2所示为丁字路口部署示意图。

图3.2-2 丁字路口部署示意图

2)十字路口的部署方案

优先选择复用电警杆或监控杆来部署感知设备,当电警杆或监控杆不可用时,考虑使用信号灯杆或新立杆。对于普通的十字路口(中间区域无遮挡物),可采用与感知系统共杆部署的方式在对角部署2台RSU;对于复杂的十字路口(路口区域较为开阔、交通流密度大),可在路口4个转角点位处与感知系统共杆部署4台RSU。图3.2-3所示为十字路口部署示意图。

图3.2-3 十字路口部署示意图

3.特定场景的部署方案

1)环岛场景的部署方案

根据环岛区域的遮挡情况来确定RSU的数量。其他环境复杂的环岛,如高架下环岛、6个路口等的多路口环岛,根据实际遮挡和安装条件情况来调整RSU的数量和安装位置,确保RSU的GNSS信号和覆盖信号不被遮挡。图3.2-4所示为环岛场景部署示意图。

图3.2-4 环岛场景部署示意图

2)乡村场景的部署方案

乡村场景(通常不超过4条车道)可单侧部署RSU,将RSU优先部署在高风险区域(如急弯盲区、沿路村落、道路交叉口等),乡村场景的路口布设方案可参考城市十字路口场景,当遮挡严重时,应具体情况具体分析。RSU的部署点位应兼顾感知设备的部署点位,同位置部署。

3)山区场景的部署方案

山区场景(通常不超过2条车道)的RSU布设方案与乡村场景类似,应优先在急弯处布设RSU,在部署了感知设备的情况下,同位置部署RSU;应避免在易发生山体滑坡等的危险区域布设RSU。

4)匝道场景的部署方案

在匝道合流区/分流区和服务区的出入口处部署摄像设备和雷达,有效监视匝道出入口和主线路段的车辆信息,若发现影响行车安全的事件,应及时通过RSU通报过路车辆。

在每个匝道的出入口/服务区的出入口处部署1个RSU,用于传输由融合感知设备上报的影响行车安全的事件信息。图3.2-5所示为RSU和雷达同位置部署示意图。

图3.2-5 RSU和雷达同位置部署示意图

5)隧道场景的部署方案

V2X设备RSU和OBU之间的正常通信需要设备保持时间同步。当前,RSU和OBU主要是通过GNSS信号来保持时间同步的。但隧道场景内无GNSS信号,不能通过GNSS信号实现时间同步。为了实现V2X设备RSU和OBU之间的正常通信,网络需要为RSU和OBU提供时间同步功能。

(1)V2X设备时间同步需求和场景。

隧道场景部署示意图如图3.2-6所示。车A接收RSU-A通过PC5空口发送的时间同步信号,从而实现与RSU-A的信号同步;车B接收RSU-B通过PC5空口发送的时间同步信号,从而实现与RSU-B的信号同步。为了实现车A与车B之间的正常通信,需要实现RSU-A与RSU-B之间的信号同步。

网络需要为RSU-A和RSU-B提供时间同步功能,不仅需要保障RSU和OBU之间的通信,还需要保障OBU之间通信的正常。

图3.2-6 隧道场景部署示意图

(2)网络时间同步的精度需求。

网络时间同步的精度需求是在满足OBU之间正常通信需求的前提下,进一步考虑多径时延、信号传播时延、RSU自身时间误差和OBU从RSU处获得同步时钟的误差等因素的影响,因此会高于LTE-V2X通信自身的同步精度需求(作为参考,LTE-TDD的时间同步的精度需求是±1.5μs),但具体的经验数值有待在实践中提出并予以验证。 nkjUHDpk3rDZTOFLy1Jk3b0GzS8Pj3qsaa7Rx5L4fMYALU61K6Vp52lYjH6XMsX+

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