标准编号:	T/CSAE 53-2020
中文名称:	合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准（第一阶段）
英文名称:	Cooperative intelligent transportation system—Vehicular communication application layer specification and data exchange standard（Phase I）
行业分类:	T/    团体标准
发布日期:	2020-12-31
实施日期:	2020-12-31
标准状态:	现行
替代旧标准:	T/CSAE 53-2017 合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准
翻译语言:	英文
文件格式:	PDF
中文字符数:	70000 字
翻译价格(元):	7800.00 元
交付时间:	付款后 1 个工作日

T/CSAE 53:2020 Cooperative intelligent transportation system—Vehicular communication application layer specification and data exchange standard（Phase I）



1 Scope



This standard specifies the terms and definitions, data set and data exchange standard, interface specification and other contents of application layer of vehicular communication system in cooperative intelligent transportation systems.



This standard is applicable to the development, verification and commercial use of application scenarios of vehicular communication system based on various communication modes.



2 Normative references



The following documents contain provisions which, through reference in this text, constitute provisions of this document. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.



GB 5768-2009 Road Traffic Signs and Markings

GB/T 16262.1-2006 Information technology - Abstract Syntax Notation One (ASN.1) - Part 1: Specification of Basic Notation

GB/T 16262.2-2006 Information technology - Abstract Syntax Notation One (ASN.1) - Part 2: Information Object Specification

GB/T 16262.3-2006 Information technology - Abstract Syntax Notation One (ASN.1) - Part 3: Constraint Specification

GB/T 16262.4-2006 Information technology - Abstract Syntax Notation One (ASN.1) - Part 4: Parameterization of ASN.1 Specifications

GB/T 16263.2-2006 Information Technology - ASN.1 Encoding Rules - Part 2: Specification of Packed Encoding Rules (PER)

GB 25280-2016 Road Traffic Signal Controller

YD/T 3709-2020 Technical requirements of message layer of LTE-based vehicular communication

ETSI TS 102 637 Intelligent Transportation Systems(ITS): Vehicular Communications: Basic Set of Applications

SAE J2735 Dedicated Short Range Communications (DSRC) Message Set Dictionary

SAE J2945/1 On-board System Requirements for V2V Safety Communications



3 Terms and definitions



3.1 Definitions



For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.



3.1.1

cooperative intelligent transportation systems, C-ITS

a kind of intelligent transportation system which realizes the intelligent coordination and cooperation between vehicle and infrastructure, between vehicles and between vehicle and human through information exchange among human, vehicle and road



3.1.2

system delay

time since the equipment such as Remote Vehicle (RV) and Road Side Unit (RSU) send the communication data till the Host Vehicle (HV) receives the data and the data is subject to information processing via network layer and finally transferred to the application layer, which refers to the end-to-end delay of application layer in particular in this standard



3.1.3

host vehicle, HV

target vehicle equipped with On-Board Unit (OBU) and running applications



3.1.4

remote vehicle, RV

background vehicle being capable of regularly broadcasting V2X message in cooperation with the host vehicle



3.1.5

on-board unit, OBU

hardware unit which is installed on vehicle, is capable of realizing V2X communication, and supports V2X application



3.1.6

road side unit, RSU

hardware unit which is installed at road side, is capable of realizing V2X communication, and supports V2X application



3.1.7

V2X

Vehicle to Everything, including but not limited to Vehicle to Vehicle (V2V), Vehicle to Infrastructure (V2I), Vehicle to Pedestrians (V2P) and Vehicle to Network (V2N)



3.2 Abbreviations



For the purposes of this standard, the following abbreviations apply:



4G: the 4th Generation mobile communication technology

5G: the 5th Generation mobile communication technology

ABS: Anti-lock Braking System

ADS: Application Data-Exchange Service

API: Application Programming Interface

ASN.1: Abstract Syntax Notation One

AVW: Abnormal Vehicle Warning

BSM: Basic Safety Message

BSW: Blind Spot Warning

CAV: Collision Avoidance Range

CLW: Control Lost Warning

CSAE: Society of Automotive Engineers of China

C-ITS: China ITS Industry Alliance

DE: Data Element

DF: Data Frame

DME: DSRC Management Entity

DNPW: Do Not Pass Warning

DSM: DSRC Short Message

DSRC: Dedicated Short Range Communications

DTI: Distance-to-Intersection

EBW: Emergency Brake Warning

ESP: Electronic Stability Program

ETC: Electronic Toll Collection

ETSI: European Telecommunications Standards Institute

EVW: Emergency Vehicle Warning

FCW: Forward Collision Warning

GB: Guo Biao (Nation Standard)

GLOSA: Green Light Optimal Speed Advisory

GNSS: Global Navigation Satellite System

GPS: Global Positioning System

HLW: Hazardous Location Warning

HMI: Human Machine Interface

HV: Host Vehicle

ICW: Intersection Collision Warning

ID: Identification

ISO: International Standards Organization

ITS: Intelligent Transport Systems

IVS: In-Vehicle Signage

LCW: Lane Change Warning

LDW: Lane Departure Warning

LTA: Left Turn Assistant

LTE-V2X: LTE Vehicle to Everything

NHTSA: National Highway Traffic Safety Administration

OBU: On-Board Unit

P2P: Point to Point

RSA: Road Side Alert

RSM: Road Side Message

RSU: Road Side Unit

RV: Remote Vehicle

SAE: Society of Automotive Engineers

SLW: Speed Limit Warning

SPAT: Signal Phase and Timing Message

SPI: Service Provider Interface

SVW: Signal Violation Warning

TC: Target Classification

TCS: Traction Control System

TJW: Traffic Jam Warning

TTC: Time-to-Collision

TTI: Time-to-Intersection

UPER: Unaligned Packet Encoding Rules

V2I: Vehicle to Infrastructure

V2P: Vehicle to Pedestrians

V2V: Vehicle to Vehicle

V2X: Vehicle to Everything

VIN: Vehicle ID Number

VNFP: Vehicle Near-Field Payment

VRUCW: Vulnerable Road User Collision Warning



4 Vehicular communication system of cooperative intelligent transportation system



4.1 System introduction



The vehicular communication system of cooperative intelligent transportation system aims to realize various applications such as road safety, traffic efficiency and information service through the information exchange among subsystems of intelligent transportation system. Therefore, interconnection and intercommunication must be realized between vehicles produced by different manufacturers and between these vehicles and the road infrastructure in the accessible area of these vehicles. This standard is formulated with a view to realizing interconnection and intercommunication of vehicular communication system at the application layer by defining the message set, data frame and data element of information exchange.





Figure 1 Schematic diagram for architecture of vehicular communication system



Figure 1 describes the architecture of this system by taking On-Board Unit (OBU) in vehicular communication system as an example. The on-board equipment generally includes the following subsystems:



——Wireless communication subsystem: it receives and transmits aerial signals. One or multiple wireless communication subsystems may be installed in one set of on-board equipment;



——Positioning system: this subsystem generally includes Global Navigation Satellite System (GNSS) receiver to provide the vehicle information such as position, direction, speed and time. It is capable of enhancing the positioning effect with such technologies as vehicle speed signal, inertial measurement unit and differential positioning system;



——On-board equipment processing unit: it runs the programme to generate the aerial signals required to be transmitted and also processes the aerial signals received;



——Antenna: it realizes the receiving and transmitting of RF signals.



On-board equipment is connected with the application electronic control unit via interface, and the programme in application electronic control unit is run to realize application of vehicular communication system, and the driver hereby is reminded via the Human Machine Interface (HMI) in such forms as image, sound and vibration. On some occasions, application electronic control unit and on-board equipment processing unit are realized in one physical equipment.



 

4.2 Scope of this standard



With reference to the 7-layer reference model of communication system formulated by International Standards Organization (ISO) and the system architecture in the relevant standards of vehicular communication system being formulated by America and Europe, the vehicular communication system generally may be divided into system applications, application layer, transmission layer, network layer, data link layer and physical layer. This standard focuses on the application layer and the data exchange interfaces between application layer and the upper and lower layers adjacent to it (as shown in Figure 2). The application layer protocol mainly includes the message set, the data frame and data element in message set and the data structure and encoding mode of message. According to the analysis on such basic applications as road safety, traffic efficiency and information service, this standard defines the information exchange content, exchange protocol and interface, etc. between a vehicle and other vehicles, road traffic facilities and other traffic participants during realization of various applications. This standard does not specify the communication technology at bottom layer and it applies to various different transmission layers, network layers, data link layers and physical layers. This standard upward formulates the Application Programming Interface (API) connected with system applications to enable different application developers to independently develop the applications which are capable of realizing interconnection and intercommunication, without worrying about the kinds of communication mode or equipment to be used; moreover, this standard downward formulates the Service Provider Interface (SPI) connected with different communication equipment to realize the compatibility of vehicular communication system with different communication modes or equipment and to satisfy continuous update requirement of communication technology.

Foreword i
1 Scope
2 Normative references
3 Terms and definitions
3.1 Definitions
3.2 Abbreviations
4 Vehicular communication system of cooperative intelligent transportation system
4.1 System introduction
4.2 Scope of this standard
5 Basic applications of vehicular communication system
5.1 Requirement analysis
5.2 Definitions and basic requirements of applications
5.2.1 General
5.2.2 Forward Collision Warning (FCW)
5.2.3 Intersection Collision Warning (ICW)
5.2.4 Left Turn Assistant (LTA)
5.2.5 Blind Spot Warning/Lane Change Warning (BSW/LCW)
5.2.6 Do Not Pass Warning (DNPW)
5.2.7 Emergency Brake Warning (EBW)
5.2.8 Abnormal Vehicle Warning (AVW)
5.2.9 Control Lost Warning (CLW)
5.2.10 Hazardous Location Warning (HLW)
5.2.11 Speed Limit Warning (SLW)
5.2.12 Red Light Violation Warning (RLVW)
5.2.13 Vulnerable Road User Collision Warning (VRUCW)
5.2.14 Green Light Optimal Speed Advisory (GLOSA)
5.2.15 In-Vehicle Signage (IVS)
5.2.16 Traffic Jam Warning (TJW)
5.2.17 Emergency Vehicle Warning (EVW)
5.2.18 Vehicle Near-Field Payment (VNFP)
6 Data exchange set of application layer
6.1 Basic introduction and requirements of message layer
6.2 Definition of message layer data set
6.2.1 Message layer data set and message frame
6.2.2 Message body
6.2.3 Data frame
6.2.4 Data element
7 Data exchange standard and interface specification of application layer
7.1 Data interfaces of application layer
7.2 API interfaces
7.2.1 List of API interfaces
7.2.2 Functional description to API interfaces
7.3 SPI interfaces
7.3.1 List of SPI interfaces
7.3.2 Functional description to SPI interfaces
Annex A (Informative) Evaluation method of Phase 1 applications
Annex B (Informative) Classification table of Phase 1 applications according to communication requirements
Annex C (Normative) Basic performance index basis of Forward Collision Warning (FCW)

合作式智能运输系统 车用通信系统应用层及应用数据交互标准
(第一阶段)
1 范围
本文件规定了合作式智能运输系统车用通信系统应用层的术语和定义，以及数据集和数据交互标准及接口规范等内容。
本文件适用于基于各种通信方式的车用通信系统应用场景开发、验证及商用。
2 规范性引用文件
下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB 5768—2009 道路交通标志与标线
GB/T 16262.1—2006 信息技术 抽象语法记法一(ASN.1) 第1部分：基本记法规范
GB/T 16262.2—2006 信息技术 抽象语法记法一(ASN.1) 第2部分：信息客体规范
GB/T 16262.3—2006 信息技术 抽象语法记法一(ASN.1) 第3部分：约束规范
GB/T 16262.4—2006 信息技术 抽象语法记法一(ASN.1) 第4部分：ASN.1规范的参数化
GB/T 16263.2—2006 信息技术 ASN.1编码规则 第2部分：紧缩编码规则(PER)规范
GB 25280—2016 道路交通信号控制机
YD/T 3709—2020 基于LTE的车联网无线通信技术 消息层技术要求
ETSI TS 102 637 智能交通系统 车辆通信系统 基本应用集(Intelligent Transportation Systems(ITS)：Vehicular Communications：Basic Set of Applications)
SAE J2735 专用短程通信消息集字典(Dedicated Short Range Communications (DSRC) Message Set Dictionary)
SAE J2945/1 V2V 车载安全通信系统性能需求 (On-Board System Requirements for V2V Safety Communications)
3 术语和定义
3.1 定义
下列术语和定义适用于本文件。
3.1.1
合作式智能运输系统 cooperative intelligent transportation systems，C-ITS
合作式智能运输系统是通过人、车、路信息交互，实现车辆和基础设施之间、车辆与车辆之间、车辆与人之间的智能协同与配合的一种智能运输系统。
3.1.2
系统延迟 system delay
从远车或路侧单元等设备发送通信数据后，到主车接收该数据并通过网络层进行信息处理后传递给应用层的时间。本文件中特指应用层端到端的延迟时间。
3.1.3
主车 host vehicle，HV
装有车载单元且运行应用程序的目标车辆。
3.1.4
远车 remote vehicle，RV
与主车配合能定时广播V2X消息的背景车辆。
3.1.5
车载单元 on-board unit，OBU
安装在车辆上的可实现V2X通信，支持V2X应用的硬件单元。
3.1.6
路侧单元 road side unit，RSU
安装在路边的可实现V2X通信，支持V2X应用的硬件单元。
3.1.7
V2X
车载单元与其他设备通信，包括但不限于车载单元之问通信(V2V)，车载单元与路侧单元通信(V2I)，车载单元与行人设备通信(V2P)，车载单元与网络之问通信(V2N)。
3.2 缩略语
下列缩略语适用于本文件。
46：第四代移动通信技术(the 4th Generation mobile communication technology)
5G：第五代移动通信技术(the 5th generation mobile communication technology)
ABS：制动防抱死系统(Anti-lock Braking System)
ADS：应用数据交换服务(Application Data-Exchange Service)
API：应用程序编程接口(Application Programming Interface)
ASN.1-抽象语法记法(Abstract Syntax Notation One)
AVW：异常车辆提醒(Abnormal Vehicle Warning)
BSM：基本安全消息(Basic Safety Message)
BSW：盲区预警(Blind Spot Warning)
CAV：防撞距离(Collision Avoidance Range)
CLW：车辆失控预警(Control Lost Warning)
CSAE：中国汽车工程学会(Society of Automotive Engineers of China)
C-ITS：中国智能交通产业联盟(China ITS Industry Alliance)
DE：数据元素(Data Element)
DF：数据帧(Data Frame)
DME：专用短程通信管理实体(DSRC Management Entity)
DNPW：逆向超车预警(Do Not Pass Warning)
DSM：专用短程通信短消息(DSRC Short Message)
DSRC：专用短程通信(Dedicated Short Range Communications)
DTI：到交叉口的距离(Distance-to-Intersection)
EBW：紧急制动预警(Emergency Brake Warning)
ESP：车身电子稳定系统(Electronic Stability Program)
ETC：电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection)
ETSI：欧洲电信标准化协会(European Telecommunications Standards Institute)
EVW：紧急车辆提醒(Emergency Vehicle Warning)
FCW：前向碰撞预警(Forward Collision Warning)
GB：中国国家标准(Guo Biao (Nation Standard))
GLOSA：绿波车速引导(Green Light Optimal Speed Advisory)
GNSS：全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System)
GPS：全球定位系统(Global Positioning System)
HLN：道路危险状况预警(Hazardous Location Warning)
HMI：人机交互界面(Human Machine Interface)
HV：主车(Host Vehicle)
ICW：交叉路口碰撞预警(Intersection Collision Warning)
ID：标识(Identification)
ISO：国际标准化组织(International Standards Organization)
ITS：智能交通系统(Intelligent Transportation Systems)
IVS：车内标牌(In-Vehicle Signage)
LCW：变道预警(Lane Change Warning)
LDW：车道偏离预警(Lane Departure Warning)
LTA：左转辅助(Left Turn Assistant)
LTE-V2X：基于LTE的车联网无线通信技术(LTE Vehicle to Everything)
NHTSA：美国高速公路安全管理局(National Highway Traffic Safety Administration)
OBU：车载单元(On-Board Unit)
P2P：点对点(Point to Point)
RSA：路侧单元发布的交通事件消息(Road Side Alert)
RSM：路侧单元消息(Road Side Message)
RSU：路侧单元(Road Side Unit)
RV：远车(Remote Vehicle)
SAE：美国汽车工程师学会(Society of Automotive Engineers)
SLW：限速预警(Speed Limit Warning)
SPAT：信号灯消息(Signal Phase and Timing Message)
SPI：服务提供者接口(Service Provider Interface)
SVW：闯红灯预警(Signal Violation Warning)
TC：目标分类(Target Classification)
TCS：牵引力控制系统(Traction Control System)
TJW：前方拥堵提醒(Traffic Jam Warning)
TTC：碰撞预计时间(Time-to-Collision)
TTI：到达交叉口预计时间(Time-to-Intersection)
UPER：非对齐压缩编码规则(Unaligned Packet Encoding Rules)
V2I：车载单元与路侧单元通信(Vehicle to Infrastructure)
V2P：车载单元与行人设备通信(Vehicle to Pedestrians)
V2V：车载单元之间通信(Vehicle to Vehicle)
V2X：车载单元与其他设备通信(Vehicle to Everything)
VIN：车辆识别码(Vehicle ID Number)
VNFP：汽车近场支付(Vehicle Near-Field Payment)
VRUCW：弱势交通参与者碰撞预警(Vulnerable Road User Collision Warning)
4 合作式智能运输系统车用通信系统
4.1 系统介绍
合作式智能运输系统车用通信系统，旨在通过智能运输系统各子系统之间的信息交互，实现道路安全、通行效率、信息服务等各类应用。为此，不同厂商车辆之间，以及这些车辆与其所能到达的区域范围内的道路基础设施之间，必须实现互联互通。本文件的目的，是通过定义信息交互的消息集、数据帧与数据元素，来实现车用通信系统在应用层的互联互通。

车载单元(OBU)
天线
定位系统
车载设备处理单元
无线电通信子系统
车内总线
应用电子控制单元
人机交互界面(HMI)
图1 车用通信系统架构示意图
图1以车用通信系统中的车载单元(OBU)为例说明该系统的架构。车载设备通常包括了以下子系统：
——无线电通信子系统：接收和发送空中信号。一个车载设备里可以装配一个或者多个无线电通信子系统；
——定位系统：该子系统通常包含全球导航卫星系统(GNSS，Global Navigation Satellite System)接收器，用以提供车辆的位置、方向、速度和时间等信息。该子系统可以通过车速信号、惯性测量单元、差分定位系统等技术来实现增强定位；
——车载设备处理单元：运行程序以生成需要发送的空中信号，以及处理接收的空中信号；
——天线：实现射频信号的接收和发送。
车载设备通过接口与应用电子控制单元相连，应用电子控制单元中运行程序实现车用通信系统的应用，并通过人机交互界面(HMI，Human Machine Interface)来实现对驾驶员的提醒，包括图像、声音、振动等方式。在某些场合，应用电子控制单元和车载设备处理单元在一个物理设备中实现。
4.2 标准范围
参考国际标准化组织(ISO)制定的通信系统七层参考模型，及美国、欧洲正在制定的车用通信系统相关标准的系统架构，车用通信系统通常可以分为系统应用、应用层、传输层、网络层、数据链路层和物理层。本文件关注应用层及应用层与上下相邻两层的数据交互接口(如图2)。应用层协议主要包括消息集和消息集内的数据帧与数据元素，以及消息的数据结构和编码方式。本文件通过对道路安全、通行效率和信息服务等基础应用的分析，定义在实现各种应用时，车辆与其他车辆、道路交通设施及其他交通参与者之间的信息交互内容、交互协议与接口等。本文件并不指定底层的通信技术，可以用于各种不同的传输层、网络层和数据链路层、物理层。本文件通过向上制定与系统应用对接的应用编程接口(API)，可以让不同的应用开发者独立开发能实现互联互通的应用，而无需担心使用何种通信方式或者通信设备，同时通过向下制定与不同通信设备对接的服务提供接口(SPI)，以实现车用通信系统与不同通信方式或者通信设备的兼容，并满足通信技术不断更新的需求。

中国的驾驶安全、出行效率与节能减排应用
应用数据交互服务(ADS)
本标准范畴
其他通信协议
图2 本文件范围示意图
5 车用通信系统基础应用
5.1 需求分析
本文件选择涵盖安全、效率、信息服务三大类的17个典型应用作为一期应用。选择过程详见附录A。表1为本文件选择的17个一期应用列表。
表1 一期应用列表
序号 类别 主要通信方式 应用名称
1 安全 V2V 前向碰撞预警
2 V2V/V2I 交叉路口碰撞预警
3 V2V/V2I 左转辅助
4 V2V 盲区预警/变道预警
5 V2V 逆向超车预警
6 V2V-Event 紧急制动预警
7 V2V-Event 异常车辆提醒
8 V2V-Event 车辆失控预警
9 V2I 道路危险状况提示
10 V2I 限速预警
11 V2I 闯红灯预警
12 V2P/V2I 弱势交通参与者碰撞预警
1 3 效率 V2I 绿波车速引导
14 V2I 车内标牌
15 V2I 前方拥堵提醒
16 V2V 紧急车辆提醒
17 信息服务 V2I 汽车近场支付
5.2 应用定义及基本要求
5.2.1 总则
本节从应用定义、主要场景、系统基本原理、通信方式、基本性能要求和数据交互需求六个方面对17个一期应用分别进行描述，并根据各应用对通信频率和时延的不同需求，对应用进行分类(见附录B)。
5.2.2 前向碰撞预警
5.2.2.1 应用定义和预期效果
前向碰撞预警(FCW：Forward Collision Warning)是指，主车(HV)在车道上行驶，与在正前方同一车道的远车(RV)存在追尾碰撞危险时，FCW应用将对HV驾驶员进行预警。本应用适用于普通道路或高速公路等车辆追尾碰撞危险的预警。
FCW应用辅助驾驶员避免或减轻前向碰撞，提高道路行驶安全。
5.2.2.2 主要场景
FCW包括如下主要场景：
a) HV行驶，RV在HV同一车道正前方停止(图3)：
1) HV正常行驶，RV在位于HV同一车道的正前方停止；
2) HV和RV需具备短程无线通信能力；
3) HV行驶过程中在即将与RV发生碰撞时，FCW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员与位于正前方的车辆RV存在碰撞危险；
4) 预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV发生追尾碰撞。

图3 FCW：HV行驶，RV在同一车道停止
b) HV行驶，RV在HV相邻车道前方停止(图4)：
1) HV正常行驶，RV在位于HV相邻车道的前方停止；
2) HV和RV需具备短程无线通信能力；
3) HV行驶过程中不会与RV发生碰撞，HV驾驶员不会收到FCW预警信息。

图4 FCW：HV行驶，RV在相邻车道前方停止
c) HV行驶，RV在HV同一车道正前方慢速或减速行驶(图5)：
1) HV正常行驶，RV位于HV同一车道的正前方慢速或减速行驶；
2) HV和RV需具备短程无线通信能力；
3) HV行驶过程中在即将与RV发生碰撞时，FCW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员与位于正前方的车辆RV存在碰撞危险；
4) 预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV发生追尾碰撞。

图5 FCW：HV行驶，RV在同一车道前方慢速或减速行驶
d) HV行驶，HV视线受阻，RV-1在HV同一车道正前方停止(图6)：
1) HV跟随RV-2正常行驶，RV-1在同一车道上RV-2的正前方停止，HV的视线被RV-2所遮挡；
2) HV和RV-1需具备短程无线通信能力，RV-2是否具备短程无线通信能力不影响应用场景的有效性；
3) RV-2为了避开RV-1进行变道行驶；
4) HV行驶过程中在即将与RV-1发生碰撞时，FCW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员与位于正前方的RV-1存在碰撞危险；
5) 预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV-1发生追尾碰撞。

图6 FCW：HV行驶，视线受阻，RV在同一车道慢速或减速行驶
5。2.2.3 系统基本原理
HV行驶过程中，若与同一车道前方RV存在碰撞危险时，FCW应用对HV驾驶员进行预警。触发FCW功能的HV和RV位置关系如图7，其中HV和RV在同一车道，RV在HV的前方。该应用在直线车道或者弯道车道均有效。
FCW基本工作原理如下：
——分析接收到的RV消息，筛选出位于同一车道前方(前方同车道)区域的RV；
——进一步筛选处于一定距离范围内的RV作为潜在威胁车辆；
——计算每一个潜在威胁车辆碰撞时间(TTC：time-to-collision)或防撞距离(collision avoidarIce range)，筛选出与HV存在碰撞危险的威胁车辆；
——若有多个威胁车辆，则筛选出最紧急的威胁车辆；
——系统通过HMI对HV驾驶员进行相应的碰撞预警。

前方同车道
前方左车道
前方同车道
前方右车道
图7 FCW：HV和RV位置关系
5.2.2.4 通信方式
HV和RV需具备短程无线通信能力，车辆信息通过短程无线通信在HV和RV之间传递(V2V)。
5.2.2.5 基本性能要求
FCW基本性能要求如下(指标依据参见附录C)：
——主车车速范围(0～130)km/h；
——通信距离≥300 m；
——数据更新频率典型值10 Hz；
——系统延迟≤100 ms；
——定位精度≤1.5 m。
5.2.2.6 数据交互需求
FCW数据交互需求如表2。
表2 FCW数据交互需求(远车数据)
数据 单位 备注
时刻 ms —
位置(经纬度) deg —
位置(海拔) m —
车头方向角 deg —
车体尺寸(长、宽) m —
速度 m/s —
三轴加速度 m/s2 —
横摆角速度 deg/s —
5.2.3 交叉路口碰撞预警
5.2.3.1 应用定义和预期效果
交叉路口碰撞预警(ICW：Intersection Collision Warning)是指，主车(HV)驶向交叉路口，与侧向行驶的远车(RV)存在碰撞危险时，ICW应用将对HV驾驶员进行预警。本应用适用于城市及郊区普通道路及公路的交叉路口、环道的入口、高速路入口等交叉路口的碰撞危险的预警。
ICW应用辅助驾驶员避免或减轻侧向碰撞，提高交叉路口通行安全。
5.2.3.2 主要场景
ICW包括如下主要场景：
a) HV在路口起步(图8)：
1) HV停止在路口，RV-1从HV左侧或右侧驶向路口，HV的视线可能被出现在路口的RV-2所遮挡；
2) HV和RV-1需具备短程无线通信能力，RV-2是否具备短程无线通信能力不影响应用场景的有效性；
3) HV启动并准备进入路口时，ICW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员与侧向来车RV-1存在碰撞危险；
预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV-1发生碰撞。

图8 ICW：HV在路口起步
b) HV和RV同时驶向路口(图9)：

图9 ICW：HV和RV同时驶向路口
1) HV驶向路口，同时RV-1从HV左侧或右侧驶向路口，HV的视线可能被出现在路口的RV-2所遮挡；
2) HV和RV-1需具备短程无线通信能力，RV-2是否具备短程无线通信能力不影响应用场景的有效性；
3) 当HV驶近路口时，ICW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员与侧向来车RV-1存在碰撞危险；
4) 预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV-1发生碰撞。
5.2.3.3 系统基本原理
HV驶向交叉路口，若与任意一辆驶向同一路口的RV存在碰撞危险时，ICW应用对HV驾驶员进行预警。触发ICW功能的HV和RV位置关系如图10，其中HV和RV行驶方向不限于垂直交叉(90°)，可为一定范围内的多角度交叉。

交义路口右侧
交叉路口左侧
图10 ICW：HV和RV位置关系
ICW基本工作原理如下：
——分析接收到的RV消息，筛选出位于交叉路口左侧(Intersecting Left)或交叉路口右侧(Intersecting Right)区域的RV。RV消息可能是由RV发出或从路侧单元获取；
——进一步筛选处于一定距离范围内的RV作为潜在威胁车辆；
——计算每一个潜在威胁车辆到达路口的时间(TTI：time-to-intersection)和到达路口的距离(DTI：distance-to-intersection)，筛选出与HV存在碰撞危险的威胁车辆；
——若有多个威胁车辆，则筛选出最紧急的威胁车辆；
——系统通过HMI对HV驾驶员进行相应的碰撞预警。
5.2.3.4 通信能力
HV和RV需具备短程无线通信能力，车辆信息通过短程无线通信在HV和RV之间传递(V2V)；利用具备短程无线通信能力的路侧设备直接探测碰撞危险或远车信息，发送给主车(V2I)。
5.2.3.5 基本性能要求
ICW基本性能要求如下：
——主车车速范围(0～70)km/h；
——通信距离≥150 m；
——数据更新频率典型值10 Hz；
——系统延迟≤100 ms；
——定位精度≤1.5 m。
5.2.3.6 数据交互需求
ICW数据交互需求如表3。
表3 ICW数据交互需求(远车数据)
数据 单位 备注
时刻 ms —
位置(经纬度) deg —
位置(海拔) m —
车头方向角 deg —
车体尺寸(长、宽) m —
速度 m/s —
三轴加速度 m/s2 —
横摆角速度 deg/s —
5.2.4 左转辅助
5.2.4.1 应用定义和预期效果
左转辅助(LTA：Left Turn Assist)是指，主车(HV)在交叉路口左转，与对向驶来的远车(RV)存在碰撞危险时，LTA应用将对HV驾驶员进行预警。本应用适用于城市及郊区普通道路及公路的交叉路口。
LTA应用辅助驾驶员避免或减轻侧向碰撞，提高交叉路口通行安全。
5.2.4.2 主要场景

图11 LTA：HV在路口左转
LTA的主要场景为，HV在交叉路口左转，RV从对面驶向路口(图11)。具体描述如下：
——HV和RV同时从相对的方向驶向交叉路口；
——HV和RV需具备短程无线通信能力；
——HV启动并准备进入路口左转时，若系统检测到与对向来车RV存在碰撞危险，LTA应用对HV驾驶员发出预警；
——预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV发生碰撞。
5.2.4.3 系统基本原理
HV驶向交叉路口左转行驶时，若与对向行驶车辆RV存在碰撞危险，LTA应用对HV驾驶员进行预警。触发LTA功能的HV和RV位置关系如图12。

远端车道迎面车辆
相邻车道迎面车辆
图12 LTA：HV和RV位置关系
LTA基本工作原理如下：
——分析接收到的RV消息，筛选出位于HV相邻车道迎面车辆(oncoming left)和远端车道迎面车辆(oncoming far left)区域的RV；
——进一步筛选处于一定距离范围内的RV作为潜在威胁车辆；
——计算每一个潜在威胁车辆到达路口的时间(TTI：time-to-intersection)和到达路口的距离(DTI：distance-to-intersection)，筛选出与HV存在碰撞危险的威胁车辆；
——若有多个威胁车辆，则筛选出最紧急的威胁车辆；
——系统通过HMI对HV驾驶员进行相应的碰撞预警。
5.2.4.4 通信方式
HV和RV需具备短程无线通信能力，车辆信息通过短程无线通信在HV和RV之间传递(V2V)；利用具备短程无线通信能力的路侧设备直接探测碰撞危险或远车信息，发送给主车(V2I)。
5.2.4.5 基本性能要求
LTA基本性能要求如下：
——主车车速范围(0～70)km/h；
——通信距离≥150 m；
——数据更新频率典型值10 Hz；
——系统延迟≤100 ms；
——定位精度≤1.5 m。
5.2.4.6 数据交互需求
LTA数据交互需求如表4。
表4 LTA数据交互需求(远车数据)
数据 单位 备注
时刻 ms —
位置(经纬度) deg —
位置(海拔) m —
车头方向角 deg —
车体尺寸(长、宽) m —
速度 m/s —
三轴加速度 m/s2 —
横摆角速度 deg/s —
转向信号 — 左转向灯是否激活
5.2.5 盲区预警/变道预警
5.2.5.1 应用定义和预期效果
盲区预警/变道预警(BSW/LCW：Blind Spot Warning/Lane Change Warning)是指，当主车(HV)的相邻车道上有同向行驶的远车(RV)出现在HV盲区时，BSW应用对HV驾驶员进行提醒；当主车(HV)准备实施变道操作时(例如激活转向灯等)，若此时相邻车道上有同向行驶的远车(RV)处于或即将进入HV盲区，LCW应用对HV驾驶员进行预警。本应用适用于普通道路或高速公路等车辆变道可能存在碰撞危险的预警。
BSW/LCW应用避免车辆变道时，与相邻车道上的车辆发生侧向碰撞，提高变道安全。
5.2.5.2 主要场景
BSW/LCW包括如下主要场景：
a) RV在HV盲区内(图13)：
1) HV在本车道内行驶，RV在HV相邻车道内同向行驶，且RV处于HV盲区内；
2) BSW应用提醒HV驾驶员其盲区内存在车辆RV；
3) 若此时检测到HV驾驶员有向RV所在车道变道的意图(例如激活转向灯或者根据方向盘转角综合判断)，则LCW应用对HV驾驶员发出预警；
4) 预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与相邻车道上的RV发生碰撞。

图13 BSW/LCW：RV在HV盲区内
b) RV即将进入HV盲区(图14)：
1) HV在本车道内行驶，远车RV在相邻车道上与HV同向行驶，且即将进入HV的盲区；
2) BSW应用提醒HV驾驶员即将有车辆进入其盲区；
3) 若此时检测到HV驾驶员有向RV所在车道变道的意图(例如激活转向灯)，则LCW应用对HV驾驶员发出预警；
4) 预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与相邻车道上的RV发生碰撞。

图14 BSW/LCW：RV即将进入HV盲区
5.2.5.3 系统基本原理
当HV意图换道时，若检测到相邻车道上与HV同向行驶的车辆RV处于或即将进入HV盲区，BSW/LCW应用对HV驾驶员进行预警。触发BSW/LCW功能的HV和RV位置关系如图15。BSW/LCW应用适用于直道和弯道情形。

左后相邻车道
右后相邻车道
图15 BSW/LCW：HV和RV位置关系
BSW/LCW基本工作原理如下：
——从接收到的RV消息中，筛选出位于HV左后相邻车道和右后相邻车道的RV作为潜在威胁车辆；
——判断潜在威胁车辆是否处于或即将进入HV盲区；
——如果潜在威胁车辆处于或即将进入HV盲区，首先对HV驾驶员进行BSW提醒；
——如果潜在威胁车辆处于或即将进入HV盲区，而HV此时有变道操作，则对HV驾驶员进行LCW报警；
——系统通过HMI对HV驾驶员进行提醒或报警。
5.2.5.4 通信方式
HV和RV需具备短程无线通信能力，车辆信息通过短程无线通信在HV和RV之间传递(V2V)。
5.2.5.5 基本性能要求
BSW/LCW基本性能要求如下：
——主车车速范围(0～130)km/h；
——通信距离≥150 m；
——数据更新频率典型值10 Hz；
——系统延迟≤100 ms；
——定位精度≤1.5 m。
5.2.5.6 数据交互需求
BSW/LCW数据交互需求如表5。
表5 BSW/LCW：数据交互需求(远车数据)
数据 单位 备注
时刻 ms —
位置(经纬度) deg —
位置(海拔) m —
车头方向角 deg —
车体尺寸(长、宽) m —
速度 m/s —
纵向加速度 m/s2 —
横摆角速度 deg/s —
转向信号 — 转向灯是否激活
方向盘转角 deg —
5.2.6 逆向超车预警
5.2.6.1 应用定义和预期效果
逆向超车预警(DNPW：Do Not Pass Warning)是指，主车(HV)行驶在道路上，因为借用逆向车道超车，与逆向车道上的逆向行驶远车(RV)存在碰撞危险时，DNPW应用对HV驾驶员进行预警。本应用适用于城市及郊区普通道路及公路超车变道碰撞危险的预警。
DNPW应用辅助驾驶员避免或减轻超车过程中产生的碰撞，提高逆向超车通行安全。
5.2.6.2 主要场景
DNPW的主要场景为，HV逆向变道超车(图16)。具体描述如下：
——HV跟随RV-1行驶，HV准备超车，RV-2从相邻逆向车道上逆向行驶而来，HV的视线可能被RV-1遮挡；
——HV和RV-1、RV-2需具备短程无线通信能力；
——当HV打开变道转向灯并准备进入逆行车道时，DNPW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员与逆向来车RV-2存在碰撞危险；
——预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV-2发生碰撞。

图16 DNPW：逆向车道上有相向行驶车辆
5.2.6.3 系统基本原理
HV正常行驶过程中，打开转向灯准备变道时，若与相邻逆向车道上的远车RV-2存在碰撞危险，DNPW应用对HV驾驶员进行预警。触发DNPW功能的HV和远车RV-1、RV-2位置关系如图17。

前左相邻逆向车道
图17 DNPW：HV和RV位置关系
DNPW基本工作原理如下：
——分析接收到的RV消息，筛选出位于HV左前方相邻逆向车道逆向行驶的RV；
——进一步筛选处于一定距离范围内的RV作为潜在威胁车辆；
——计算每一个潜在威胁车辆到达碰撞点的时间(TTC：time-to-collision)和碰撞距离(DTC：distance-to-collision)，筛选出与HV存在碰撞危险的威胁车辆；
——若有多个威胁车辆，则筛选出最紧急的威胁车辆；
——若发现HV主动进行变道超车动作，与逆向车道上的车辆碰撞条件成立，系统则通过HMI对HV驾驶员进行相应的碰撞预警。
5.2.6.4 通信方式
HV和RV需具备短程无线通信能力，车辆信息通过短程无线通信在HV和RV之间传递(V2V)。
5.2.6.5 基本性能要求
DNPW基本性能要求如下：
——主车车速范围(0～70)km/h；
——通信距离≥300 m；
——数据更新频率典型值10 Hz；
——系统延迟≤100 ms；
——定位精度≤1.5 m。
5.2.6.6 数据交互需求
DNPW数据交互需求如表6。
表6 DNPW数据交互需求(远车数据)
数据 单位 备注
时刻 ms —
位置(经纬度) deg —
位置(海拔) m —
车头方向角 deg —
车体尺寸(长、宽) m —
速度 m/s —
三轴加速度 m/s2 —
横摆角速度 deg/s —
5.2.7 紧急制动预警
5.2.7.1 应用定义和预期效果
紧急制动预警(EBW：Emergency Brake Warning)是指，主车(HV)行驶在道路上，与前方行驶的远车(RV)存在一定距离，当前方RV进行紧急制动时，会将这一信息通过短程无线通信广播出来。HV检测到RV的紧急制动状态，若判断该RV事件与HV相关，则对HV驾驶员进行预警。本应用适用于城市郊区普通道路及高速公路可能发生制动追尾碰撞危险的预警。
EBW应用辅助驾驶员避免或减轻车辆追尾碰撞，提高道路行驶通行安全。
5.2.7.2 主要场景
EBW包括如下主要场景：
a) 同车道(或相邻车道)HV前方紧邻RV发生紧急制动(图18)：
1) HV行驶在道路上，RV发生紧急制动事件；
2) HV和RV需具备短程无线通信能力；
3) EBW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员前方紧急制动操作存在碰撞危险；
4) 预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV发生追尾碰撞。

图18 EBW：同车道HV前方紧邻RV紧急制动
b) 同车道(或相邻车道)HV前方非紧邻RV发生紧急制动(图19)：
1) HV行驶在道路上，其前方非紧邻的RV-1发生紧急制动事件，HV的视线被紧邻的RV-2所遮挡；
2) HV和RV-1、RV-2需具备短程无线通信能力；
3) EBW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员前方紧急制动操作存在碰撞危险；
4) 预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能有足够时间采取措施，避免与RV-2和RV-1发生追尾碰撞。

图19 EBW：同车道HV前方非紧邻的RV紧急制动
5.2.7.3 系统基本原理
相同或者相邻车道上，RV出现紧急制动事件并对外广播，当EBW通过行驶方向、距离、位置、速度等信息，判断该事件对HV具有潜在危险时，则对HV驾驶员进行预警。触发EBW功能的HV和RV位置关系如图20。

前方左车道
前方同车道
前方右车道
图20 EBW：HV和RV位置关系
EBW基本工作原理如下：
——RV出现紧急制动事件时，将这一信息对外进行广播；
——HV接收到的RV信息时，判断其是否包含紧急制动事件；
——HV将出现紧急制动事件的RV分类为前方相同车道和前方相邻车道；
——HV进一步根据车速、位置等信息判断该RV是否与HV相关，若存在潜在碰撞危险则对HV驾驶员进行提醒。
5.2.7.4 通信方式
HV和RV需具备短程无线通信能力，车辆信息通过短程无线通信在HV和RV之间传递(V2V)。
5.2.7.5 基本性能要求
EBW基本性能要求如下：
——主车车速范围(0～130)km/h；
——通信距离≥150 m；
——数据更新频率典型值10 Hz；
——系统延迟≤100 ms；
——定位精度≤1.5 m。
5.2.7.6 数据交互需求
EBW数据交互需求如表7。
表7 EBW数据交互需求(远车数据)
数据 单位 备注
时刻 ms —
位置(经纬度) deg —
位置(海拔) m —
车头方向角 deg —
车体尺寸(长、宽) m —
速度 m/s —
纵向加速度 m/s2 —
紧急制动状态 — 是否激活
5.2.8 异常车辆提醒
5.2.8.1 应用定义和预期效果
异常车辆提醒(AVW：Abnormal Vehicle Warning)是指，当远车(RV)在行驶中打开故障报警灯时，对外广播消息中显示当前“故障报警灯开启”，主车(HV)根据收到的消息内容，识别出其属于异常车辆；或者HV根据RV广播的消息，判断RV车速为静止或慢速(显著低于周围其他车辆)，识别出其属于异常车辆。当识别出的异常车辆可能影响本车行驶路线时，AVW应用提醒HV驾驶员注意。本应用适用于城市及郊区普通道路及公路的交叉路口、环道的入口、高速路入口等环境中的异常车辆提醒。
AVW应用辅助驾驶员及时发现前方异常车辆，从而避免或减轻碰撞，提高通行安全。
5.2.8.2 主要场景
AVW包括如下主要场景：
a) 异常车辆开启故障报警灯(图21)：
1) HV在道路上正常行驶，RV在HV前方相同或相邻车道内；
2) HV和RV需具备短程无线通信能力；
3) RV开启故障报警灯，并在对外广播的消息中携带“故障报警灯开启”信息，AVW应用对HV驾驶员发出预警，提醒驾驶员前方有异常车辆；
4) 预警时机需确保HV驾驶员收到预警后，能由足够时间采取措施，避免与RV发生碰撞。