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V2X 设施规范 (Specification of Vehicle-2-X Facilities)

AUTOSAR CP Release 4.4.0 文档 ID 795: AUTOSAR_SWS_V2XFacilities

元信息

项目 内容
文档标题 V2X 设施规范 (Specification of Vehicle-2-X Facilities)
文档所有者 AUTOSAR
文档责任方 AUTOSAR
文档标识号 795
文档状态 Final
所属 AUTOSAR 标准 Classic Platform
所属标准版本 4.4.0

文档变更历史

日期 版本 变更方 变更说明
2018-10-31 4.4.0 AUTOSAR Release Management 添加 IVI、RLT、TLM 服务;细微更正
2017-12-08 4.3.1 AUTOSAR Release Management DENM 增强
2016-11-30 4.3.0 AUTOSAR Release Management 初版 V2X Facilities

目录

1. 介绍与功能概述

V2X 设施(V2xFac)是 AUTOSAR Classic Platform 中实现 V2X 通信 ETSI ITS 协议栈设施层的模块。

1.1 V2X 协议栈架构

V2X 协议栈基于 ETSI ITS 架构,包含:

  • 接入层 (Access):802.11p (ITS-G5) 物理/链路层
  • 网络与传输层:GeoNetworking + BTP
  • 设施层 (Facilities):V2xFac 模块,处理 CAM、DENM、IVIM、MAPEM、SPATEM
  • 应用层:V2X 应用

1.2 V2xFac 子服务

V2xFac 包含多个子服务:

1.2.1 协同感知 (CA) 基础服务

  • 发送和接收 CAM(Cooperative Awareness Message)
  • 编码/解码 CAM
  • CAM 发送/接收管理

1.2.2 分散环境通知 (DEN) 基础服务

  • 发送和接收 DENM(Decentralized Environmental Notification Message)
  • 编码/解码 DENM
  • DEN 发送/接收管理
  • Keep-Alive 转发(KAF)

1.2.3 位置与时间管理 (POTI)

POTI 在 AUTOSAR 中作为 V2X 应用层实体,非 V2xFac 一部分。

1.2.4 本地动态地图 (LDM)

LDM 在 AUTOSAR 中作为 V2X 应用层实体,非 V2xFac 一部分。

1.2.5 基础设施到车辆信息 (IVI) 服务

  • 接收 IVIM(Infrastructure-to-Vehicle Information Message)
  • 解码 IVIM
  • IVIM 接收管理

1.2.6 道路和车道拓扑 (RLT) 服务

  • 接收 MAPEM(MAP Extended Message)
  • 解码 MAPEM
  • MAPEM 接收管理

1.2.7 交通灯控制 (TLM) 服务

  • 接收 SPATEM(Signal Phase And Timing Extended Message)
  • 解码 SPATEM
  • SPATEM 接收管理

1.2.8 车辆数据提供者 (VDP)

VDP 在 AUTOSAR 中作为 V2X 应用层实体,非 V2xFac 一部分。

2. 缩略语

缩略语 描述
DEM Diagnostic Event Manager
DET Default Error Tracer
API Application Programming Interface
BS Basic Service
BSW Basic Software
BTP Basic Transport Protocol
CA Cooperative Awareness
CAM Cooperative Awareness Message
DCC Decentralized Congestion Control
DE Data Element
DEN Decentralized Environmental Notification
DENM Decentralized Environmental Notification Message
DF Data Frame
EcuM ECU Manager
ETSI European Telecommunications Standards Institute
IF Interface
ITS Intelligent Transport System
ITS-S ITS Station
IVI Infrastructure to Vehicle Information
IVIM IVI Message
KAF DENM Keep Alive Forwarding
LDM Local Dynamic Map
MAPEM MAP Extended Message
POTI Position and Time management
RLT Road and Lane Topology
RSU Road Side Unit
SPATEM Signal Phase and Timing Extended Message
TLM Traffic Light Maneuver
VDP Vehicle Data Provider
VOD Verification on Demand
V2X Vehicle-to-everything (V2V/V2I/I2V)

3. 相关文档

3.1 输入文档

  • [1] List of Basic Software Modules
  • [2] Layered Software Architecture
  • [3] General Specification of Basic Software Modules
  • [4] Specification of Standard Types
  • [5] Specification of Default Error Tracer
  • [6] Requirements on V2X
  • [7] Specification of ECU Configuration
  • [8] Basic Software Module Description Template

3.2 相关标准

  • [9] ETSI EN 302 637-2 (V1.4.0):CAM 规范
  • [10] ETSI TR 101 612 (V1.1.1):CA 基础服务设计与测试
  • [11] ETSI EN 302 637-3 (V1.3.1):DENM 规范
  • [12] ETSI TS 102 894-1:设施层 CDD
  • [13] ETSI TS 102 894-2:数据字典
  • [14] ETSI TS 102 890-3:POTI 服务
  • [15] ETSI TR 102 863:LDM
  • [16] ETSI EN 302 663:接入层(ITS-G5)
  • [17] ETSI EN 302 636-3:GeoNetworking
  • [18] ETSI EN 302 636-5-1:BTP
  • [19] ETSI TS 102 731:安全
  • [20] ETSI TS 103 301:IVI/SPATEM/MAPEM
  • [21] ISO 19091:基础设施和车辆信号传输

4. 约束与假设

4.1 限制

  • 仅实现 ETSI ITS Release 1 协议
  • 不实现物理层

4.2 适用车域

V2X 模块适用于汽车和交通系统应用。

5. 与其他模块的依赖

模块 依赖关系
V2xM 上层 V2X Management
BTP/GeoNetworking 下层网络/传输层
Det 错误上报
EcuM 模块状态

6. 需求可追溯性

需求 ID 描述 满足者
SRS_V2X_00001 CAM 发送支持 SWS_V2xFac_00010
SRS_V2X_00002 DENM 发送支持 SWS_V2xFac_00020
SRS_V2X_00003 IVIM 接收支持 SWS_V2xFac_00030
SRS_V2X_00004 MAPEM 接收支持 SWS_V2xFac_00040
SRS_V2X_00005 SPATEM 接收支持 SWS_V2xFac_00050
SRS_BSW_00101 初始化 SWS_V2xFac_00001

[摘要] 完整需求追溯表见原文 PDF 第 30-40 页。

7. 功能规范

7.1 CAM 服务

7.1.1 CAM 发送

  • 周期发送 CAM(100ms ~ 1000ms)
  • 触发条件:位置变化、航向变化、速度变化
  • DCC(分散拥塞控制)调整发送频率

7.1.2 CAM 接收

  • 接收来自远程 ITS-S 的 CAM
  • 解码 CAM
  • 通过 V2xApplRxIndicationCam 通知应用层

7.2 DENM 服务

7.2.1 DENM 类型

  • New DENM:新事件
  • Update DENM:事件更新
  • Termination DENM:事件结束
  • Negation DENM:取消事件

7.2.2 DENM 发送

  • 应用层调用 V2xFac_DenAppTrigger 触发
  • DENM 表(Origination Message Table, OMT)管理
  • Keep-Alive 周期发送

7.2.3 DENM 接收

  • 接收远程 ITS-S 的 DENM
  • 解码 DENM
  • 维护 Reception Message Table (RMT)
  • 通过 V2xApplRxIndicationDenm 通知应用

7.3 IVI 服务

7.3.1 IVIM 接收

  • 接收 IVIM
  • 解码 IVIM
  • 通过 V2xApplRxIndicationIvim 通知应用

7.4 RLT 服务

7.4.1 MAPEM 接收

  • 接收 MAPEM
  • 解码 MAPEM
  • 通过 V2xApplRxIndicationMapem 通知应用

7.5 TLM 服务

7.5.1 SPATEM 接收

  • 接收 SPATEM
  • 解码 SPATEM
  • 通过 V2xApplRxIndicationSpatem 通知应用

7.6 错误分类

7.6.1 开发错误

错误名 错误码 含义
V2XFAC_E_UNINIT 0x01 未初始化
V2XFAC_E_PARAM_POINTER 0x02 NULL 指针
V2XFAC_E_INVALID_PARAMETER 0x03 无效参数

8. API 规范

8.1 导入类型

模块 头文件 导入类型
ComStack_Types ComStack_Types.h PduIdType, PduInfoType, BufReq_ReturnType
Std_Types Std_Types.h Std_ReturnType, Std_VersionInfoType

8.2 类型定义

8.2.1 V2xFac_ConfigType

typedef struct V2xFac_ConfigType V2xFac_ConfigType;

8.2.2 V2xFac_CamData

CAM 数据结构(包含位置、速度、航向、车辆维度等)。

8.2.3 V2xFac_DenData

DENM 数据结构(事件位置、事件类型、严重程度等)。

8.3 函数定义

8.3.1 V2xFac_Init

void V2xFac_Init(const V2xFac_ConfigType* configPtr)
Service ID 0x01

8.3.2 V2xFac_GetVersionInfo

void V2xFac_GetVersionInfo(Std_VersionInfoType* versionInfo)

8.3.3 V2xFac_DenAppTrigger

Std_ReturnType V2xFac_DenAppTrigger(
    V2xFac_DenAppTriggerType type,
    const V2xFac_DenData* data
)

应用触发 DENM 发送。

8.3.4 V2xFac_CamSetVdp

设置 VDP 提供的车辆数据。

8.4 回调通知

8.4.1 V2xFac_RxIndication

BTP 通知 V2xFac 收到消息。

8.4.2 V2xFac_TxConfirmation

BTP 确认消息已发送。

8.5 调度函数

8.5.1 V2xFac_MainFunction

void V2xFac_MainFunction(void)

8.6 期望接口

8.6.1 强制接口

  • BTP_Transmit
  • Det_ReportError
  • V2xApplRxIndicationCam
  • V2xApplRxIndicationDenm
  • V2xApplRxIndicationIvim
  • V2xApplRxIndicationMapem
  • V2xApplRxIndicationSpatem

8.6.2 可选接口

  • Det_ReportRuntimeError

8.7 服务接口

8.7.1 V2X 应用接口

  • V2xApplRxIndicationCam:CAM 接收
  • V2xApplRxIndicationDenm:DENM 接收
  • V2xApplRxIndicationIvim:IVIM 接收
  • V2xApplRxIndicationMapem:MAPEM 接收
  • V2xApplRxIndicationSpatem:SPATEM 接收

8.7.2 VDP 接口

  • V2xVdpGetVehicleStaticData
  • V2xVdpGetVehicleDynamicData

9. 时序图

[摘要] 详细时序图见原文 PDF 第 100-150 页:CAM/DENM 发送/接收、IVIM/MAPEM/SPATEM 接收、错误处理等。

主要场景:

  • CAM 周期发送
  • DENM 新事件触发与发送
  • DENM 接收和 RMT 维护
  • IVIM/MAPEM/SPATEM 接收

10. 配置规范

10.1 容器与配置参数

10.1.1 V2xFac

根容器。

10.1.2 V2xFacGeneral

参数 类型 说明
V2xFacDevErrorDetect bool DET 启用
V2xFacVersionInfoApi bool 版本信息 API
V2xFacMainFunctionPeriod float main 周期

10.1.3 V2xFacCamConfig

CAM 配置:

参数 类型 说明
V2xFacCamMinInterval float 最小发送间隔(100ms)
V2xFacCamMaxInterval float 最大发送间隔(1000ms)
V2xFacCamStationType enum 站点类型

10.1.4 V2xFacDenConfig

DENM 配置:

参数 类型 说明
V2xFacDenmKafEnabled bool 启用 KAF
V2xFacDenmKafInterval float KAF 转发间隔

10.1.5 V2xFacIviConfig

IVI 配置。

10.1.6 V2xFacRltConfig

RLT 配置。

10.1.7 V2xFacTlmConfig

TLM 配置。

[摘要] 完整配置详见原文 PDF 第 200-280 页(配置参数极多,包括各服务的详细参数)。

10.2 已发布信息

按 BSW General。

11. 不适用需求

详见原文 PDF 第 282 页。

翻译说明

  • 本译本基于 AUTOSAR CP 4.4.0 的 V2X 设施规范 (Document ID 795,共 282 页 — 最大文档之一)
  • 内容涵盖 CAM、DENM、IVI、RLT、TLM 多个服务
  • 摘要标记位置:
    • 第 6 章需求追溯
    • 第 9 章时序图(大量场景)
    • 第 10 章配置参数(覆盖所有服务,内容繁多)
    • 第 11 章不适用需求
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