南通大学团队研发智慧交通技术场景验证框架
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2025-07-03 14:07:34
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随着数字化、智能化及互联网技术的飞速发展,数字技术已成为重塑交通生态的核心驱动力。当前数字技术赋能交通还存在哪些瓶颈?未来智慧交通又将如何演进?南通大学智慧车联网移动通信科研团队系统梳理了数字孪生技术在智能网联汽车与智能交通系统中的发展脉络与工程实践,并针对跨域协同感知、实时车路通信状态同步、边缘计算与云端算力协同、仿真验证与现实应用迁移、安全和隐私保护标准化等智慧交通发展的关键问题,提出了场景驱动的验证框架与可扩展的数字孪生平台,为未来智慧交通技术演进描绘了清晰的路线图。该研究成果于近日在国际通信领域权威期刊《IEEE Communications Surveys and Tutorials》上发表。

“智慧交通和车联网正处于快速迭代阶段,其核心目标是通过车辆、道路和云端的实时互联,提升交通安全、运行效率与能源利用率。”团队负责人、南通大学信息科学技术学院教授章国安表示,全球主要国家正加快建设以第五代和第六代移动通信为支撑的车路协同基础设施,积极推进自动驾驶商业化示范与交通大数据平台建设。高精度定位、毫米波和太赫兹通信、可重构智能超表面、人工智能感知与决策算法等前沿技术,不仅能有效解决复杂交通环境下感知不全面、通信链路不稳定等难题,也为城市拥堵治理、碳排放削减和智慧城市精细化管理带来现实价值。

团队对近五年全球智慧交通领域的两百余项代表性研究成果进行了深度分析,指出跨域协同感知与实时车路通信状态同步是保障自动驾驶安全协作的前提,边缘计算与云端协同可实现毫秒级快速响应与场景重建能力,仿真验证与现实应用迁移技术有望解决自动驾驶算法在极端环境下验证不足的问题,安全与隐私保护标准化更是智慧交通技术大规模应用不可或缺的前提条件。论文第一作者、南通大学信息科学技术学院青年教师谷晓会进一步指出,智慧交通正加速向多技术融合演进,表现出三个显著趋势:时间敏感网络与第五代移动通信支撑的车联网系统深度融合、高精度地图与车路协同技术有机集成、数字孪生能力在交通感知与管控中的深度嵌入,这些融合将推动交通管理从“被动响应”走向“主动预防”。

“数字孪生通过在虚拟空间创建与物理实体实时同步的高保真‘数字镜像’,为交通系统提供从单车到全局路网的可视化和前瞻预测能力。”论文通讯作者、南通大学信息科学技术学院教授段玮表示,随着智慧交通技术的不断交叉融合与成熟,数字孪生将成为连接虚实世界的“交通中枢神经”。团队的研究聚焦数字孪生技术在智慧交通领域的应用,搭建了场景驱动的验证框架与可扩展数字孪生平台。基于交通语义本体与时序逻辑,团队设计出“元场景—虚拟场景—验证场景”逐级派生体系,可自动生成涵盖极端天气、突发危险和稀有冲突的多尺度虚拟场景库。同时,依托车路协同通信系统以及高带宽天线技术,实现车辆、路侧单元与云端模型的实时状态同步,支持不同精度与时延等级的多级数字孪生体协作。此外,团队在路侧边缘节点部署了轻量化深度学习模型与异构计算加速设备,实现近实时的风险评估与控制策略下发。该平台还将开放标准化的应用程序接口与数据模型,可与交通仿真软件、云端大数据平台及城市数字底座对接,为科研机构、产业伙伴和管理部门提供统一的场景测试、策略评估与安全更新服务。

作为交通运输部与江苏省人民政府共建高校,南通大学主动聚焦加快建设交通强国战略,坚持教育、科技、人才一体推进,围绕“四个面向”,积聚力量强化基础性、原创性、引领性科技攻关,加速科技成果转化,使高校智慧成为服务社会发展的创新引擎。学校智慧车联网移动通信团队在智慧城市交通通信架构设计、数字孪生驱动的车联网安全保障、无人机边缘计算优化、第六代移动通信多址技术设计、新型近场通信天线技术、空天地协同通信网络构建等方面取得突破,累计发表 SCI 收录论文百余篇、获授权发明专利25项,并主持完成国家自然科学基金等科研项目5项。未来,团队将进一步聚焦新一代多址接入与可重构智能超表面融合的数字孪生通信架构及车—路—云一体化可信安全技术,推动数字孪生在大规模车路协同与空天地一体化网络中的应用落地,为我国智慧交通与先进通信技术的深度融合贡献力量。

原标题:南通大学团队研发智慧交通技术场景验证框架 来源:中国交通报

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