2. 车路协同系统概述

车路协同（Vehicle-to-Everything，V2X）并不是“把车联网起来”这么简单，它是一套把车、路、云、网四类要素组织成闭环的工程系统。理解这套系统，最有效的方式不是背名词，而是先看清它的分层架构，再顺着数据流把通信、感知、计算与执行串起来。本节围绕体系架构、通信方式、路侧感知设备、车载单元（OBU）与云控平台五个基本组成展开，为后续目标共享与轨迹融合建立系统级认知。

一、体系架构：四层协同的总体框架

车路协同体系通常划分为感知层、通信层、计算与平台层、应用层。感知层由路侧摄像头、毫米波雷达、激光雷达以及车载传感器构成，负责把物理世界转成结构化目标；通信层通过 PC5 直连与 Uu 蜂窝链路，把路侧与车载数据汇聚到边缘或云端；计算与平台层完成融合、预测与调度；应用层面向协同预警、协同驾驶、交通优化等场景输出服务。

需要强调的是，车路协同的“协同”发生在边缘而非仅云端。路侧边缘计算单元（RSCU/MEC）在毫秒级完成多传感器融合与目标去重，再通过低时延链路广播给车辆，这是保障安全类应用可用的关键。若所有数据都绕行云端，时延与带宽都难以支撑碰撞预警这类场景。

二、通信方式：PC5 与 Uu 的分工

车路协同的通信方式主要有两类。第一类是PC5 直连通信，基于 3GPP C-V2X 的 sidelink，车辆与车辆、车辆与路侧设备可在不经过基站的情况下直接交换消息，典型时延可控制在 10～20 ms，适合前向碰撞预警、盲区提醒等安全类业务。第二类是Uu 蜂窝通信，通过基站接入网络，覆盖广、带宽大，适合地图下载、云端调度、大规模数据回传等非时延敏感业务。

工程上通常采用“双链路并行”策略：安全消息走 PC5 广播，业务数据走 Uu 上传。消息格式遵循标准集，如 BSM（基本安全消息）、MAP（地图消息）、SPAT（信号相位与配时）、RSI（路侧信息）与 RSM（路侧安全消息）。其中 RSM 正是路侧感知目标共享的核心载体，后续轨迹融合章节会重点展开。

三、路侧感知设备与车载单元

路侧感知设备按安装位置分为杆侧与龙门架两类，常见组合是“摄像头 + 毫米波雷达”做中距离覆盖，“激光雷达”补盲与提供高精度轮廓。多传感器需要在空间上完成联合标定，把各自坐标系统一到路侧局部坐标系，再通过时间戳对齐完成融合。

车载单元 OBU 是车辆侧的“通信与执行入口”，通常包含 V2X 通信模组、GNSS/惯导定位模块、安全芯片与 HMI 输出接口。OBU 接收 RSM/BSM 后，结合自身定位与运动状态，判断是否存在碰撞风险，并通过仪表、HUD 或语音向驾驶员预警。在自动驾驶车辆上，OBU 还会把协同目标注入感知融合模块，作为本车感知的补充输入。

四、云控平台：从全局视角做融合与调度

云控平台承担三类职责：一是全局数据汇聚，接收多路口、多路段的 RSM 与交通流数据；二是轨迹融合与预测，把同一目标在不同路侧单元中的观测统一为全局 ID，形成连续轨迹；三是策略下发，向边缘与车辆推送调度建议、信号优化方案与路径引导。

下表对比了车路协同五类基本组成的核心职责与关键指标，便于建立整体印象。

五、典型场景与常见误区

以城市十字路口为例：路侧摄像头与雷达检测到一辆遮挡视线的行人，RSCU 在 30 ms 内完成融合并生成 RSM，通过 PC5 广播给接近路口的车辆；OBU 解析后判断行人轨迹与本车路径存在冲突，触发预警。整个过程从感知到预警控制在 100 ms 内，这是车路协同相对单车感知的核心价值。

理解这五类基本组成及其数据流，是后续学习目标共享与轨迹融合的前提。只有先看清“谁在感知、谁在传输、谁在融合、谁在执行”，才能在具体工程中定位瓶颈并做出合理取舍。