架构设计是否合理、关键技术是否成熟，直接决定车路协同系统的运行效果。因此，明确车路协同通信网络的架构逻辑，突破核心技术难题，推动网络架构有效实施，对提高智慧高速智能化水平有重要实际意义。
车路协同通信网络架构以“协同感知、及时交流、安全稳定、可扩展”为主要设计思想，打破传统交通系统中车辆和道路设施的信息障碍，建立“人—车—路—云”深度结合的协同系统［1］。其核心目标有三个：在安全方面，通过毫秒级信息传递实现危险情况的提前预警和应急处理，将交通事故发生率降到最低；在效率方面，依靠全路网交通流信息的及时共享和动态安排，提高道路通行能力，减少车辆怠速时间和行收稿日期：2026-02-26
通讯作者：刘伟（1992.03—），男，汉族，江苏连云港人，硕士研究生，中级工程师，主要研究方向为智慧交通、港口航道与海岸工程，E-mail:1454771211@qq.com。
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202程延误；在服务方面，基于准确的交通态势感知和个性化需求匹配，为用户提供路径规划、充电服务、应急救援等多样化智慧服务。此外，架构设计要兼顾技术先进性和工程实用性，适应未来智能网联汽车的大规模应用和通信技术的更新升级，保证网络在整个生命周期内的稳定性和兼容性。
车路协同通信网络架构用分层设计方法，从上到下分为感知层、通信层、数据层和应用层，各层一起工作形成完整技术链。感知层是数据采集端，整合路边传感器和车载传感设备，全面感知车辆状态、道路环境、交通流等多方面信息，为后续数据处理提供原始数据；通信层是网络主要传输通道，结合5G-V2X、C-V2X等无线通信技术，构建“车—路”“车—车”“车—云”的多链路通信结构，保证数据传输低时延、高可靠、广覆盖；数据层负责数据处理和存储，通过边缘计算节
点和云端数据中心一起工作，对多源异构数据进行清洗、融合和分析，生成准确的交通态势评估和决策支持信息；应用层根据数据层输出结果，实现自动驾驶协同、交通管控、应急救援等具体应用，把技术能力变成实际交通服务能力。各层通过标准接口实现数据互通，保证架构灵活性和可扩展性，为技术升级和功能扩展提供支持。
无线通信技术是车路协同的核心传输载体，当前以5G-V2X与C-V2X（蜂窝车联网）为主流技术方向，二者协同构建“低时延、高可靠、广覆盖”的通信网络。5G-V2X依托5G网络的增强移动宽带（EnhancedMobileBroadband,eMBB）、超高可靠超低时延通信（Ultra-ReliableLow-LatencyCommu-nications,uRLLC）与海量机器类通信（MassiveMachine-Type
Communications,mMTC）三大应用场景，实现不同通信需求的精准匹配，其中uRLLC场景可将端到端时延控制在10毫秒以内，满足自动驾驶决策、紧急制动预警等关键场景的实时性需求；C-V2X则通过PC5直连通信与Uu蜂窝通信两种模式，实现车辆与路边设施、其他车辆的直接交互及与云端的远程通信，PC5模式无需依赖基站，在信号遮挡或基站故障场景下仍能保障核心信息的传输，提升网络的抗干扰能力。同时，为应对高速移动场景下的多普勒频偏与信号衰减问题，技
术层面通过波束赋形、MassiveMIMO（大规模天线）等技术优化信号覆盖质量，结合网络切片技术为车路协同业务分配专属通信资源，避免与其他业务的资源竞争，确保通信链路的稳定性与可靠性［2］。
传感器技术是车路协同感知层的主要支撑，用多种传感器的共同布置来全面准确感知交通场景，现在常用的传感器有激光雷达（LiDAR）、毫米波雷达、高清摄像头和路侧雷达等。激光雷达因为测距精度高、能进行三维环境建模，能准确识别车辆外形、行人位置和道路障碍物，能减少恶劣天气下的感知问题；毫米波雷达抗干扰能力强、测速精度高，能实时获取车辆的速度、距离等动态信息，满足高速移动场景下连续感知的要求；高清摄像头通过图像识别算法能识别交通标
志、车牌和检测交通违法行为，为交通管理提供可视化信息；
路侧雷达的优势是覆盖范围广，能对特定路段交通流进行整体监测和态势评估。为提高感知精度，传感器技术正朝着“多源融合”的方向发展，通过多传感器数据的相互验证和误差修正，解决单一传感器在复杂场景下的感知问题，同时结合传感器校准和同步技术，保证不同设备数据在时间和空间上的一致，为后续数据处理提供高质量数据［3］。
数据融合与处理技术是实现车路协同“智慧决策”的关键部分，主要目标是把感知层收集的不同来源不同结构的数据变成准确、能用的决策信息。在数据融合方面，使用“边缘—云端”一起融合的结构，边缘节点先对本地传感器和车载设备的数据进行实时融合处理，用卡尔曼滤波、粒子滤波等方法去掉数据里的噪声和多余信息，形成局部交通情况评估，满足毫秒级决策的及时性要求；云端数据中心汇总全路网的边缘节点数据，用大数据分析和人工智能算法进行整体
情况感知和趋势预测，给交通流优化、路网规划等大的决策提供支持。在数据处理方面，依靠边缘计算技术把数据处理任务放到路侧边缘节点，减少数据传到云端的带宽占用和延迟，同时用联邦学习技术在保证数据隐私安全的情况下，实现多个节点数据的联合训练和模型优化，提高算法的通用能力。另外，为应对大量数据的存储和管理需求，使用分布式数据库和区块链技术，实现数据的安全存储、追溯和共享，保证数据在整个生命周期里的完整性和可信度。
路边设施安排是车路协同通信网络实施的基础工作，要依据高速公路路段特点、交通流量和地形情况准确规划，主要设施有路侧单元（RSU）、传感器组、边缘计算节点和供电通信相关设施。路侧单元是“路—车”通信的关键节点，按“高密度覆盖+精准补盲”原则安排，平直路段按1—2公里间隔安排，隧道、弯道等信号受阻区域适当缩小间隔，同时优化天线角度保证覆盖范围无缝连接；传感器组和路侧单元一体化部署，用“激光雷达+毫米波雷达+高清摄像头”的组合
方式，对交叉路口、坡道等关键区域全面感知；边缘计算节点和路侧单元一起安排，配备高性能计算芯片和存储模块，满足多源数据实时处理和本地存储需求；供电通信相关设施用“太阳能+电网”双供电方式和光纤—无线混合通信线路，保证设施在极端环境下稳定运行。安排过程中要重视设施的标准化和模块化设计，方便后续维护升级和批量推广。
车辆端设备设置是达成车路协同的终端保证。通过车载设备和车辆控制系统的深度结合，构建“感知—通信—决策—执行”的闭环系统。主要设备有车载单元（OBU）、车载传感器、智能座舱系统以及车载计算平台。车载单元使用5G-V2X双模通信模块，能支持PC5直连和Uu蜂窝通信，能和路侧单元、其他车辆及云端进行实时信息交流；车载传999Sep95··第42卷第期2026年月ITREPORT,No.
202感器和路侧传感器相互补充，有车载激光雷达、毫米波雷达、环视摄像头和超声波雷达，能对车辆周边环境进行近距离精确感知；智能座舱系统是人机交互的接口，通过车载显示屏和语音交互技术，给驾驶员实时推送路况预警、车道偏离提示等信息，同时接收驾驶员的操作指令并反馈给车辆控制系统；车载计算平台配备高性能AI芯片，整合车载传感器和OBU接收的数据，通过自动驾驶算法进行实时决策，输出加速、制动、转向等控制指令，达成车辆的辅助驾驶或自动驾驶
功能。设备设置要重视兼容性和安全性，要能支持和不同品牌、型号的车辆及路侧设施互联互通，同时通过数据加密和安全认证技术，防止设备被入侵或数据被篡改［4］。
网络管理与控制是保障车路协同通信网络稳定运行的核心手段，通过“集中管控+分布式调度”的模式，实现对网络资源、设备状态及业务流程的全生命周期管理。在网络资源管理方面，采用软件定义网络（SDN）技术，实现网络资源的虚拟化与灵活调度，通过网络切片为车路协同业务分配专属的带宽、时延等资源，确保核心业务的通信质量；在设备状态管理方面，构建全链路监控平台，实时采集路侧单元、车载单元、边缘节点等设备的运行参数，通过故障诊断算法实现设
备故障的提前预警与定位，结合远程运维技术降低维护成本；在业务流程管理方面，基于数字孪生技术构建路网虚拟模型，将实时交通数据与虚拟模型联动，实现对交通流、通信链路的可视化监控与模拟推演，为交通管控决策提供支撑。
同时，建立多级安全防护体系，从物理层、网络层、数据层到应用层实施全方位防护，采用防火墙、入侵检测系统、数据加密等技术，防范网络攻击与数据泄露，确保车路协同系统的安全可靠运行。
车路协同通信网络的应用场景围绕安全、效率、服务三个主要需求展开，涉及从日常出行到应急处理的全部交通场景。在安全场景中，有交叉路口碰撞提醒、紧急制动提醒、车道偏离提醒等，通过车和路的实时通信，将危险情况信息提前发给驾驶员或自动驾驶系统，为避免事故留出反应时间；在提高交通效率场景中，有自适应巡航控制、协同式车道变换、绿波通行引导等，根据全路网交通流信息，实现车辆行驶状态的协同优化和交通信号的动态调整，减少车辆加减速次数
和路口等待时长；在应急处理场景中，有事故现场提醒、应急车辆优先通行、救援资源调配等，事故发生后，车辆和路侧设施能快速将事故位置、伤亡情况等信息上报到云端，云端系统实时调配应急车辆并为其规划最佳路径，同时向周边车辆发送提醒信息，防止二次事故发生；在智慧服务场景中，有精准路径规划、充电设施导航、车载娱乐服务等，根据用户需求和实时交通信息，为用户提供个性化、智能化的出行服务。这些场景相互联系、相互补充，共同构成全场景的车路协同应
用体系［5］。
车路协同通信网络实际使用会带来明显经济、社会和安全好处，促进高速公路交通系统全面升级。在安全好处方面，通过提前预警危险情况和协同处理，能有效降低交通事故发生几率，相关数据表明，车路协同技术能让高速公路交通事故率降低超30%，极大减少人员伤亡和财产损失；在效率好处方面，基于交通流的动态优化和协同调度，能让高速公路通行能力提升20%—30%，缩短车辆平均行程时间15%—20%，减少车辆怠速行驶造成的能源消耗和尾气排放；在经
济好处方面，一方面通过降低事故率和提高通行效率，减少交通事故处理成本和交通拥堵造成的经济损失，另一方面带动智能传感器、通信设备、自动驾驶等相关产业发展，形成新的经济增长点；在社会好处方面，通过提高交通出行的安全性和便利性，改善民众出行感受，同时减少尾气排放和能源消耗，助力“双碳”目标达成，推动交通行业向绿色、可持续方向转变。此外，车路协同技术的推广使用还能为智能交通体系建设积累经验，推动交通行业数字化和智能化转变。
5结语智慧高速车路协同通信网络是智能交通发展的关键推动力量，其架构设计以及关键技术取得突破，为“人—车—路—云”一体化协同给予了坚实支撑，引领高速公路朝着安全、高效、智能的方向发生深度变革。通过无线通信、传感器以及数据融合处理等技术的协同创新，以及路边设施、车辆端设备以及网络管控的精准落实，车路协同通信网络正呈现出巨大的应用潜力，在提升交通安全、优化交通效率、创造经济与社会价值等方面效果明显，为智能交通体系的全面构建以及交
通行业的可持续发展奠定了坚实基础。