智能网联汽车云控系统第2部分：车云数据交互规范（上）

1 范围

本文件规定了智能网联汽车车载终端与云控基础平台之间的数据交互方式和报文传输格式。

本文件适用于智能网联汽车云控系统中智能网联汽车车载终端（以下简称“车端”）与云控基础平台（以下简称“云端”）的数据交互，包括车辆运行数据上报、车端功能订阅，云端实时感知、决策、控制信息与指令等数据下发。

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 5768.2-2009 道路交通标志和标线 第2部分道路交通标志

GB/T 29100-2012 道路交通信息服务 交通事件分类与编码

GB/T 40855-2021 电动汽车远程服务与管理系统信息安全技术要求及试验方法

3 术语和定义

T/CSAE XXXX《智能网联汽车云控系统第 1 部分 基础术语》界定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1 云控基础平台 cloud control basic platform

云控基础平台是由边缘云、区域云与中心云三级云组成，形成逻辑协同、物理分散的云计算中心。云控基础平台以车辆、道路、环境等实时动态数据为核心，结合支撑云控应用的已有交通相关系统与设施的数据，为智能网联汽车与产业相关部门和企业提供标准化共性基础服务。

3.2 上行 upstream

车端到云端的数据传输方向。

3.3 下行 downstream

云端到车端的数据传输方向。

3.4 心跳 heartbeat

车端向云端发送的用于维护连接不被断开的通信数据。

3.5 心跳回应 heartbeat response

云端对心跳数据的回应数据。

4 缩略语

下列缩略语适用于本文件。

ABS 制动防抱死系统 Antilock Brake System

ACC 自适应巡航 Adaptive Cruise Control

AEB 自动紧急制动系统 Autonomous Emergency Braking

CLOUD2VEH 云端下发至车端 Cloud to Vehicle

DMS 驾驶员监测系统 Driver Monitor System

EDR 事件数据记录系统 Event Data Recorder

ESP 车身电子稳定系统 Electronic Stability Program

FCW 前向碰撞预警系统 Forward Collision Warning

LCA 变道辅助系统 Lane Change Assist

LDW 车道偏离预警 Lane Departure Warning

LKA 车道保持辅助 Lane Keeping Assist

RSI 路侧单元信息 Road Side Information

TCS 牵引力控制系统 Traction Control System

UTC 协调世界时 Coordinated Universal Time

VEH2CLOUD 车端上传至云端 Vehicle to Cloud

5 数据类型

5.1 二进制类数据类型

协议约定的数据传输格式为二进制格式，二进制类数据类型定义见表 1。

5.2 结构体类数据类型

部分数据传输类型采用结构体进行描述，其定义及成员数据类型及定义见表 2。

6 传输规则

6.1 整体规则

数据传输应符合下列要求。

——数据传输应采用大端字节序传输；

——经纬度等坐标信息采用 GCJ-02 坐标系等，可通过准静态参数配置确定；

——字符串类型应采用 UTF-8 编码格式；

——时间戳应为经过东八区转换后的 UTC 时间。

6.2 网络连接规则

车端与云端车云网关连接时，建立基于 TLS1.2 及以上版本的双向认证的 TCP 连接，并使用云控基础平台签发的客户端证书。

车端设备启动后，发起请求和云端建立两个 TCP/UDP 连接。一个用于高频实时数据上报（可使用 UDP 连接），另一个用于实现各种车云数据交互功能（应使用 TCP 连接）。数据上报采用云端固定端口（如固定端口 50001），下文称数据上报通道；车云数据交互中的指令下发也采用云端固定端口（如固定端口50002），下文称指令下发通道。

TCP 连接维持规则：连接建立后，车端应按固定频率向云端发送心跳消息，云端收到后向车端发送心跳返回消息。

TCP 断开规则：

——平台和车端都可以根据协议主动断开连接；

——平台判断 TCP 断开方法：

1）根据协议断开车端连接；

2）相同身份车端建立连接，断开原连接；

3）在一定的时间内未收到车端发出的消息或者心跳；

——车端判断 TCP 断开方法：

1）根据协议断开云端连接；

2）达到重传次数后仍未收到应答。

——车端和云端发现任意 TCP 连接断开后，由车端主动请求重新建立连接，车端处于非工作状态时，保持连接断开状态。

7 行为和时序

7.1 网络连接

本文件所述车端与云端的网络连接指车载终端通过运营商 4G 或 5G 网络与云控基础平台建立的网络连接，如图 1 所示。

7.2 数据传输

本文件所述车端与云端之间的数据传输类型共 7 种，包括车载终端设备与云控基础平台之间的 3 种上行和 4 种下行数据传输，如图 2 所示。

7.3 传输时序

本文件所述车端与云端之间的数据传输时序是指车端到云端建立网络连接、数据上报的顺序，以及车端到云端再到车端的建立网络连接、车端功能请求、云端指令下发的顺序，如图 3 所示。

8 数据交互协议定义

8.1 数据格式

TCP 报文数据部分的数据格式，包括固定报头和数据段两部分。其中，固定报头总长度固定为 15 字节，包含报文头部信息；数据段长度不固定，包含有效负载数据，数据包结构见表 3。

8.1.1 固定报头

固定报头包括报文类型、剩余长度、数据类别、版本号和数据时间戳等字段，共 17 字节，每个字段序号、名称及含义见表 4。

8.2 字段含义

8.2.1 标识位

标识位固定为 0xF2。

8.2.2 数据段长度

数据段长度表示当前报文中数据段内容所占字节数。

8.2.3 数据类别

数据类别占 1 个字节，取值范围为 0x00~0xFF，表示不同的类别，定义见附录 A TCP传输数据类别定义。

8.2.4 版本号

同一数据类别的不同版本号标识不同的数据集。

8.2.5 时间戳

发送端采集数据时刻的时间戳，精确到毫秒。如采集多项数据时刻不同可取一个平均时刻。

8.2.6 控制内容

控制内容包括报文优先级与加密方式两个部分，为预留字段，可自定义实现方式。

表 5 给出了一种可参考的实现方式。针对优先级控制，车端应支持抢占式任务，高优先级的数据到达后优先响应高优先级的命令。云端的优先级由业务自行负责定义。

其中，车辆状态信息实时上报需要满足 GB/T 40855-2021 中的加密要求，应采用 SM4，秘钥长度不低于 128 位的 AES 或其他同级别以及更高级别的密码算法。

8.2.7 数据段

数据段定义根据数据类别不同，数据结构和长度均有所不同，定义见本章 8.3~8.12 节。

8.3 车端准静态参数信息

车端准静态参数信息报文定义如下。

——报文名称：车端准静态参数信息 VEH2CLOUD_INH（8.3 称 INH）

——数据通道：数据上报通道

——数据类别：VEH2CLOUD_INH——0x34，CLOUD2VEH_INH_RES_0x35

——版本号：0x01

——数据定义：描述车端准静态参数的数据，如软硬件版本、坐标系类型等——业务功能：将车辆准静态参数信息上报云端。

8.3.1 传输行为

传输行为的前提条件是在车端启动完成 TCP 连接或完成 TCP 重连后。

在车端，使用 VEH2CLOUD_INH 上报一次设备准静态参数信息。发出准静态参数信息后超过预定时间（如 1s）未收到回复，重新发送信息，连续三次未收到返回，认为连接异常。

云端收到后返回 CLOUD2VEH_INH_RES。

注：每次断链重连均需要同步。

8.3.2 异常处理

当车端认为连接异常时，主动断开连接。

8.3.3 数据结构定义

车端准静态参数（VEH2CLOUD_INH）数据结构见表 6。

车端准静态参数信息返回（CLOUD2VEH_INH_RES）数据结构见表 7。

8.4 车辆运行状态信息

车辆运行状态信息报文定义如下。

——报文名称：车辆运行状态信息 VEH2CLOUD_STATE（8.4 中称 STATE）

——数据通道：数据上报通道——数据类别：21（0x15）

——版本号：0x01~0x10

——数据定义：描述车辆在运行状态下驾驶状态的数据，如车速、航向等。

——业务功能：将车辆运行中车辆当前运行状态数据上报云端。

8.4.1 传输行为

无前提条件。车端通过数据上传通道按车辆运行状态以固定频率发送 STATE 数据。云端通过数据上传通道接收并按照定义的数据协议解析的 STATE 数据。

8.4.2 异常处理

云端接收数据超时未收到，云端记录异常日志，车端不补发，云端可断开连接。

数据格式错误、数据字段值异常，云端记录异常日志。

当数据通信链路异常时，车端应将实时上报数据进行本地存储。在数据通信链路恢复正常后，在发送实时上报数据的空闲时间完成补发存储的上报数据。

补发的上报数据应为三日内通信链路异常期间存储的数据，数据格式与实时上报数据相同，并通过版本号标识为补发信息上报（0x10）。

8.4.3 数据结构及定义

按照需求，VEH2CLOUD_STATE 可根据所需的云端服务内容选择不同数据项集合的版本发送，云端服务内容包括实时决策建议类、实时控制建议及远程控制类、以及辅助功能类，不同版本号发送的数据项集合见表 8，可选择的数据项集合包括车辆基础信息、驾驶辅助系统信息以及自动驾驶信息信息。

车辆基础信息、车辆其他信息与驾驶辅助系统信息及自动驾驶系统信息的数据结构技定义见表 9-表 11。

当车辆请求辅助类功能时，发送的数据项版本应为 0x01 及以上，当车辆请求实时决策建议类功能时，发送的数据项版本应为 0x02 及以上，当车辆请求实时控制建议及远程控制类功能时，发的数据项版本应为 0x03 及以上。

表10 车辆辅助驾驶系统信息及其他状态信息数据结构

表11 自动驾驶系统信息数据结构

表12 车辆系统故障字段详细定义

表13 自动驾驶系统故障字段详细定义

表14 车灯字段详细定义

表15 车门字段详细定义

表16 自动驾驶自定义功能详细定义

8.5 功能订阅信息

功能订阅信息报文定义如下。

——报文名称：功能订阅信息 VEH2CLOUD_SUBS（8.5 中称 SUBS）功能订阅信息返回CLOUD2VEH_SUBS_RES（8.5 中称 SUBS_RES）

——数据通道：数据上报通道

——数据类别：SUBS——0x36，SUBS_RES——0x37

——版本号：0x01

——数据定义：描述车端向云端订阅指定功能的信息

——业务功能：车端根据需求向云端订阅指定功能，实现云端服务的订阅与取消功能

8.5.1 传输行为

无前提条件。车端根据场景需求或者用户需求向云端发送订阅指定功能信息。发出订阅信息后超过预定时间未收到回复，重新发送该信息，连续三次未收到返回，认为连接异常。预定时间可根据场景对时延需求来确定，如 500ms。云端在收到车端的功能订阅信息后返回。

8.5.2 异常处理

当车端认为连接异常时，主动断开连接。

8.5.3 数据结构及定义

功能订阅信息（VEH2CLOUD_SUBS）数据结构见表 17。

功能订阅字段的详细定义如表 18 所示，其中 BTYE[0-1]为实时决策建议类功能，BYTE[2]为实时控制建议类功能，BYTE[3]为辅助功能类功能。

改变功能订阅信息长度可扩充功能订阅字段的功能列表，支持订阅云端更多功能，可用版本号区分。功能列表需按其他方式实现云端和车端的同步，如静态配置。

功能订阅信息返回（VEH2CLOUD_SUBS_RES）数据结构如表 19 所示。

原文作者：爱是与世界平行

原文链接：https://blog.51cto.com/lovebetterworld/5816232