4.3 智能协同控制在交通行业发展概况
拥堵是城市的顽疾。智慧交通是人民对美好生活的向往之一。智能交通从安全、 效率、节能等方面改善人民的出行体验，无人驾驶的发展和普及进一步改变人们的生 活方式。网络联接、实时通信是智慧交通的基础。5G赋能智慧交通，将车、路、人、 云连接起来，形成一张可随时通信、实时监控、及时决策的智能网络。在“端-管-云”新型交通架构下，车端和路端将实现基础设施的全面信息化，形成底层与顶层的数字 化映射；5G与C-V2X联合组网构建广覆盖与直连通信协同的融合网络，保障智慧交通业 务连续性；人工智能和大数据实现海量数据分析与实时决策，建立智能交通的一体化 管控平台。智慧交通业务丰富，面对不同的应用场景，需要专属的解决方案。智慧交 通系统将行人、驾驶员、车辆和道路联接到统一的动态网络中，更有效地规划道路资 源和缩短应急响应时间，让零拥堵的交通、虚拟应急车道的规划成为可能。
图 4.3 车路云协同自动驾驶系统框架图
车路云协同自动驾驶（图4.3）是交通、汽车、信息与通信产业的协同发展成果，交通、汽车、信息与通信三大产业交叉融合、互为前提、相互促进、相互支撑，形成以“聪明的车+智慧的路+融合的云”为基础架构，以高精地图、导航定位等产业为支撑，融合信息安全、大数据、人工智能等关键技术，面向交通应用提供安全、搞笑的出行服务，形成车陆运协同自动驾驶系统，是实现高等级自动驾驶的必由之路。
智能交通车路协同系统具有以下几个主要功能：
（1）实时监测道路交通情况，提供实时的路况信息和驾驶辅助服务：通过车载终端和路测设备收集和分析交通数据，识别道路上的异常情况，如交通事故、道路施工等，及时向其他车辆提供路况信息，避免交通拥堵和事故发生。同时，该系统可以为
驾驶员提供实时的路况提示和驾驶辅助服务，提高驾驶安全性能。
（2）优化交通信号，减少交通拥堵，提高交通流量：通过交管中心对交通信号进行优化，减少交通拥堵，提高交通流量，缩短行车时间，提高交通效率。
（3）提高道路安全性能，减少交通事故发生率：通过车载终端和路测设备实时监测车辆的行驶情况，识别危险驾驶行为，如超速、疲劳驾驶等，提供实时的驾驶辅助服务，减少交通事故发生率。
（4）提供智能停车服务，减少停车难题：通过车载终端和路测设备实时监测停车位的使用情况，提供实时的停车位信息和导航服务，减少停车难题。
（5）为城市交通管理提供数据支持，优化城市交通规划和决策：通过数据中心存储和管理交通数据，为城市交通管理部门提供数据支持，优化城市交通规划和决策。 广义上，车路云协同自动驾驶系统涵盖和整合了智能网联汽车、智慧公路、云控
平台、车联网通信系统和智能支撑系统等。车路云协同自动驾驶是一个由低至高的发展历程。车路云协同自动驾驶系统 包括协同感知、协同决策、协同控制，如图4.4所示，按不同等级逐个实现突破，最终实现一体化。
图 4.4 车路云智能协同发展路线
基于智能体参考架构构筑的核心数字能力，开展感知-认知-诊断-优化-评价的五 步闭环，打造完善的综合交通治理体系。全息感知交警视频、交通数据、天气信息、 路网信息等数据，再将数据汇聚成湖，构建道路的健康档案，然后量化分析拥堵成因，基于事件大样本和专家库经验优化方案和执行，最后给出宏观-中观-微观的三维评价。经测算，智能交通能将城市道路早高峰平均车速提升14%，早高峰通勤时间减少20-30 分钟，城市道路拥堵警情下降7.8%。
近年来，随着人们对环境问题的重视，电动汽车的发展利用受到各国政府和消费者的青睐，其最主要的原因在于电动汽车的节能性和低排放等优点。如果将可再生能
源与电动汽车联合使用，能够进一步降低碳排放；然而自然情况下可再生能源具有不可控性和不确定性，电动汽车接入电网会增大电网负荷峰谷差，增大网络损耗等，不利于电网的稳定运行，因此有必要研究电动汽车与可再生能源协调控制问题，如图4.5所示。
目前关于电动汽车与可再生能源协调控制的研究主要有以下几个方面：1)区域电动汽车与可再生能源的协同调度；2)含有电动汽车和可再生能源的经济调度；3)基于微电网或分布式配电网的电动汽车与可再生能源协调控制。
电动汽车和分布式电源是未来智能配电网中必不可少的负荷和电源，如何对这些元件进行合理的调度是一个至关重要的研究课题。利用分层有序充电控制架构，在配电网建立两层控制系统：配电系统控制系统和站级控制系统，通过相应的控制模型，在与传统电网控制架构融合的基础上，实现配电网范围内电动汽车与分布式可再生电源的协同有序控制。
图 4.5 电动汽车与分布式电源协同控制