车路云一体化赋能交通信号控制提质增效的技术路径与实践

编者按：3月6日，在第十五届（2026）智能交通市场年会--交通信号控制发展年会论坛，公安部道路交通安全研究中心研究员树爱兵，作了《车路云一体化驱动交通信号控制提质增效》主题报告。

在城市治理数字化转型的关键节点，“车路云一体化”正成为破解交通拥堵、赋能自动驾驶的核心路径。针对交管信控建设“看不清、测不准、控不精”痛点，公安部道路交通安全研究中心基于车路云一体化技术，打造了端网云协同信号控制架构，以端网云协同架构、全要素数字底座与毫秒级通信，破解信号控制难题。树爱兵详细阐述了架构落地无锡先行示范区，在公交优先、应急特勤、车道动态调度等场景实践成果，为城市交通信号控制与智能网联汽车的融合发展提供可复制的标杆范式。

01 背景现状

首先回顾政策的早期探索。

从2015年国家发力新能源起步，到2020年创新提出‘人-车-路-云’架构，再到‘双智’试点的稳步落地，我国正从‘单车智能’向‘车路云协同’演进。在这个阶段，一套环环相扣、系统完备的‘车路云一体化’政策体系已然成型，这为打破交通信息孤岛、实现信号控制的提质增效奠定了坚实的顶层基础。

随着政策体系成熟，目前已全面迈入‘规模化应用’的新阶段。2024年，国家密集发力：年初五部委启动应用试点，4月明确加大路侧数字化的财政支持，7月份首批20个试点城市名单重磅公布。这一系列举措剑指‘路侧覆盖不足’和‘云端孤岛’两大痛点，全面推动大规模商业化落地，真正赋能交通治理的提质增效。

大规模落地应用的背后，也存在许多交管侧的现实痛点和管控需求。尤其普遍面临‘看不清、测不准、控不精’的三大痛点：

一是‘看不清’：单车智能视觉感知局限，尤其是遇大车遮挡或恶劣天气，极易丢失红绿灯目标；

二是‘测不准’：面对路口超视距盲区，单车难以准确研判动态路权与冲突风险；

三是‘控不精’：现有导航存在延时误差，无法精准匹配路口实时信号灯，尤其是自适应信号控制路口。

而车路云一体化正是破局关键，通过毫秒级通信，将全天候、非视距的数字红绿灯信号精准直连车端，扫除物理感知盲区，让车路云一体化真正赋能交通信号控制提质增效。

02 关键技术

我们重点打造了这套‘端网云协同信号控制架构’。整体架构以标准体系为坚实底座。

在数据层，全息融合路侧、交管与行业平台等多源异构数据，打破壁垒；在控制层，依托路口端侧‘感-算-控-传’的控制闭环，结合云端信控平台和城市级车联网应用平台的全局统筹，实现交叉口群智能决策和管控信息服务；最终在应用层，打造数字信号推送、绿波引导、动态可变车道等应用场景。

通过端云深度协同，让路口‘敏捷’、让路网‘聪明’，全面驱动交通信号控制提质增效。

交管侧多源异构数据融合核心之一是要实现全要素数字化表达。首先通过精细化采集，精准提取车道、停止线、人行横道等物理特征；其次是数字化编码，按中心黄线向外、顺时针方向进行车道级编号；最后是标准化建模，在统一坐标系下构建路口的高精拓扑关系。通过‘采集-编码-建模’，构建数字化底座，解决“空间描述不统一”问题，把物理路口1:1完美复刻到数字世界，为后续的精准信控夯实了最根本的数字底座。

有了数字底座，下一步就需要靠‘时空关联与融合治理’，实现多源数据间的精准互认。首先，建立异构数据融合协议，统一映射标准，让不同源头的数据‘说同一种语言’；其次，建立统一时间基准同步机制，依靠精准时钟把控秒级误差；最后，通过空间映射与对齐，实现‘相位-阶段-流向-车道’逻辑映射链条。通过这套‘时空对齐法则’，打破数据孤岛，解决系统间“时空资源不协同”问题。

最后且最关键的是确保数据全周期可信、可用。因此我们建立了覆盖数据采集-核验-更新三大环节的全周期数据质量提升机制。‘数据采集’方面，建立了数字化交付标准，研发了专用工具，实现了多方式数据融合；在‘数据核验’方面，引入车端反向验证与AI交叉巡检，确保‘账实相符’的底线；在‘数据更新’方面，建立联动审批机制与数字资产台账，实现全程可追溯、可审计。通过建立长效闭环管理机制，为车路云协同信控体系构筑了最为坚实、可靠的数据底座。

在数据底座基础上，形成了端侧“感—算—控—传”一体化实时控制与信息推送技术。首先是以边缘数字交互终端为核心实现了“感—算”融合的高效信息交互。一是聚合前端感知数据，就近预处理海量感知数据，提取交通特征；二是通过高精时空对齐剔除数据冗余，融合异构数据并生成标准化的数字信号；三是引入5G-A与时间敏感网络，实现毫秒级高效交互，确保信控配时变更与高危预警能够极速触达。

算得快，更要控得准。通过打通边缘终端与信号机的‘算-控’协同闭环，实现‘车道级状态感知’，精准研判轨迹与排队溢出等交通状态；然后执行‘相位级动态调整’，做到绿灯时间和相位差动态调整；同步开展‘周期级迭代优化’。

在上述基础上，我们在协同信号机上集成了高性能通讯板、内嵌了数字身份与精准授时机制，在硬件层面构筑起高安全、高并发传输基石。同时依托RSU，将三类核心管控信息向外毫秒级广播：一是车道功能动态映射，精细还原数字车道属性；二是信号灯态极速推送，零延迟下发实时灯色与倒计时；三是车道精细控制信息，实时输出让行规则与冲突预警。整套传输链路，真正实现了管控意图向车端的无缝触达，完美闭环了车路云一体化的最后一公里。

海量车路云数据交互必须以绝对安全为前提。为此，我们打造了全链路内生安可保障体系。重点构筑两层防线：一是统一可信身份，路侧设施内置安全芯片作为硬件信任根，实现跨域双向认证，确保指令来源绝对唯一；二是国密全链路认证，采用国密算法进行签名加密，阻绝篡改与伪造攻击。这套‘数字身份+国密’双保险，为系统构筑了坚不可摧的安全护城河。

在中心平台侧，基于坚实底座，实现端云协同的信控交叉口群智能决策与信息服务技术。

一是全面赋能公交与应急救援等场景，实现行业车辆信号优先控制。紧扣四大技术环节：一是多源数据融合，精准研判目标车辆轨迹与优先诉求；二是多约束智能决策，严格校验安全底线，动态生成跨路口协同的最优方案；三是标准化联控执行，彻底打破品牌壁垒，实现统一指令极速干预；四是端网云协同推送，在优先通行同时，向周边网联车辆广播避让提醒。

二是跨越单点信控局限，实现区域级信控协同优化。其关键突破在于打通了多厂商系统壁垒，将边缘侧微观数据统一汇聚至标准化联控平台。以此为中枢，重塑多交叉口协同决策：首先通过多维失衡研判，识别失衡事件，诊断失衡核心问题；进而针对性实施主流向畅行控制和堵点防溢出控制，同时结合端网云协同向网联车辆推送路径与时速引导。

突破单一时间维度的红绿灯调控，进一步实现了对物理路权的车道级空间资源动态调度。精准赋能多流向可变车道、潮汐车道及匝道控制场景。首先，运用AI算法实现高精度的需求前瞻预测；其次通过构建时空耦合分配模型，达成‘信号相位’与‘车道功能’的深度关联优化；执行阶段，采用严谨的平滑切换策略消除过渡期安全盲区；最后依托车路云一体化传输链路，将动态路权直通车端，实现人机协同与冲突消解。

03 实践应用

无锡作为‘先行者’，从2017年启航，率先打响路侧信息化改造第一枪；2019年破局，获批首个国家级车联网先导区；2021年跨越，入列首批‘双智’试点城市，实现600平方公里的车联网全域覆盖。目前，无锡已完成全市域2675个路口的信号灯联网联控，织就全域覆盖的智慧交通网；并深耕打造4个示范应用区，将边缘计算与标准化联控等深度落地，让硬核科技切实惠及市民的每一次出行。

在车端应用中，我们让红绿灯‘数字信号’直通智能座舱，落地三大应用：一是车道动态提示，提前预警车道变化，有效预防违章； 二是灯态实时推送，车机大屏同步倒计时，彻底消除大车遮挡盲区； 三是绿波车速引导，推送建议时速，让‘一路绿灯’成为常态。

为端侧管控赋能，将‘主动安全’深度融入真实的交通管控痛点场景中。一是人行横道让行预警，通过路侧实时感知行人动态，将预警信息低延时直达车端，提醒驾驶员减速让行，扫除盲区死角，保障行人过街安全；二是匝道汇入防撞，精准追踪主辅路车辆轨迹，端侧计算并预警碰撞风险。

针对消防、救护等紧急任务保障，颠覆传统人工特勤方式，全面上线自动化数字特勤。实现‘车未到、灯先绿’,为城市生命线开辟出畅行无阻的绝对特权走廊。

公交是城市脉络，我们在云侧重塑了公交优先模式。无锡已将全市940辆公交全量接入信号平台，覆盖16条核心干线。成效立竿见影：系统每日自动执行超3万次优先调度，让车辆在50-70%的路口实现‘不停车’畅行！整体行程时间下降20%，准点率提升15%。

在路网微循环改造上，我们深耕端云协同，全面落地多流向自适应可变车道。目前已在无锡40多个路口、50多处流向，实战应用了可变导向、潮汐车道与借道左转等场景。同时将动态车道直观同步至车机端，让静态道路资源动态化，极大提升了道路通行能力。

04 未来展望

面向未来，我们正将‘无锡经验’打造成全国普适的标杆。持续推广并深化交通指挥数字信号应用，构筑虚拟路权底座；同时未来还将探索交管垂域大模型，实现全域时空资源自适应分配。从单城破局到标准输出，我们正向全国提供高可复制的规范指引与新模式，全面输出车路云一体化的‘无锡智慧’。

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