任務(wù)五 智慧高速公路

2023智能交通概論目錄任務(wù)五

智慧高速公路我國(guó)智慧高速試點(diǎn)現(xiàn)狀智慧高速公路應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)智慧高速公路的特征及技術(shù)體系認(rèn)知智慧高速公路的發(fā)展背景應(yīng)用案例32145一、認(rèn)知智慧高速公路的發(fā)展背景智慧高速：

大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、北斗等新一代信息技術(shù)與高速公路行業(yè)深度融合，實(shí)現(xiàn)“建管養(yǎng)運(yùn)”全業(yè)務(wù)的智慧化，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)承載力倍增，更加安全、更加高效、更加綠色。一、認(rèn)知智慧高速公路的發(fā)展背景發(fā)展背景：公路是中國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在滿(mǎn)足中短距離貨物和人員的需要方面具有無(wú)可替代的功能。與此同時(shí)，現(xiàn)代物流和快遞行業(yè)的快速發(fā)展也使得公路貨物的數(shù)量逐年增加，因此，我國(guó)公路行業(yè)的下游需求也在不斷擴(kuò)大，高速公路產(chǎn)業(yè)也在穩(wěn)步發(fā)展。建設(shè)智慧高速公路，能夠有效提升高速公路通行能力，滿(mǎn)足我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需求。一、認(rèn)知智慧高速公路的發(fā)展背景高速公路發(fā)展面臨問(wèn)題01030204關(guān)鍵問(wèn)題四：服務(wù)能力手段單一關(guān)鍵問(wèn)題二：感知基礎(chǔ)力量薄弱關(guān)鍵問(wèn)題一：資產(chǎn)管理手段匱乏關(guān)鍵問(wèn)題三：綜合管控手段不足一、認(rèn)知智慧高速公路的發(fā)展背景2019年9月中共中央國(guó)務(wù)院《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》加速新業(yè)態(tài)新模式發(fā)展：深化交通運(yùn)輸與旅游融合發(fā)展，完善高速公路服務(wù)區(qū)等交通設(shè)施旅游服務(wù)功能。大力發(fā)展共享交通，打造基于移動(dòng)智能終端技術(shù)的服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)出行即服務(wù)。強(qiáng)化前沿關(guān)鍵科技研發(fā)：瞄準(zhǔn)新一代信息技術(shù)、人工智能、智能制造、新材料、新能源等世界科技前沿，加強(qiáng)對(duì)可能引發(fā)交通產(chǎn)業(yè)變革的前瞻性、顛覆性技術(shù)研究。大力發(fā)展智慧交通：推動(dòng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級(jí)計(jì)算等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合。推進(jìn)數(shù)據(jù)資源賦能交通發(fā)展。一、認(rèn)知智慧高速公路的發(fā)展背景2020年8月交通部《關(guān)于推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施的指導(dǎo)意見(jiàn)》打造融合高效的智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施：提升公路基礎(chǔ)設(shè)施規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行管理數(shù)字化水平。深化高速公路ETC門(mén)架應(yīng)用，推進(jìn)車(chē)路協(xié)同等設(shè)施建設(shè)。在重點(diǎn)路段實(shí)現(xiàn)全天候、多要素的狀態(tài)感知。鼓勵(lì)應(yīng)用公路智能養(yǎng)護(hù)設(shè)施設(shè)備、建設(shè)智慧服務(wù)區(qū)，促進(jìn)融智能停車(chē)設(shè)施建設(shè)。助力信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)：結(jié)合5G商用部署，推動(dòng)交通基礎(chǔ)設(shè)施與公共信息基礎(chǔ)設(shè)施協(xié)調(diào)建設(shè)。提升交通運(yùn)輸行業(yè)北斗系統(tǒng)高精度導(dǎo)航與位置服務(wù)能力，完善綜合交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)中心，持續(xù)推動(dòng)自動(dòng)駕駛研發(fā)應(yīng)用。一、認(rèn)知智慧高速公路的發(fā)展背景《智慧高速公路建設(shè)總體技術(shù)要求》二、智慧高速公路的特征及技術(shù)體系技術(shù)特點(diǎn)：全面感知：具備對(duì)高速公路及沿線設(shè)施、承載車(chē)輛、運(yùn)行環(huán)境、作業(yè)活動(dòng)等進(jìn)行全面、智能、實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的感知能力，能夠主動(dòng)感知設(shè)施設(shè)備、交通環(huán)境、作業(yè)活動(dòng)、交通流運(yùn)行狀況等，為后續(xù)的自主決策、瞬時(shí)響應(yīng)和精準(zhǔn)管控提供數(shù)據(jù)支撐。智能分析：具備對(duì)各種感知手段獲取的群體信息與個(gè)體信息，歷史信息與實(shí)時(shí)信息等多源信息，在一定準(zhǔn)則下進(jìn)行智能融合分析的能力，能夠有助于識(shí)別異常，并支撐后續(xù)的自主決策。二、智慧高速公路的特征及技術(shù)體系協(xié)同運(yùn)行：具備高速公路路段內(nèi)不同業(yè)務(wù)之間，高速公路路段之間，高速公路與普通道路之間，高速公路與載運(yùn)工具之間，高速公路與交通參與者之間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)與協(xié)同聯(lián)動(dòng)的能力，有助于提升管理效率和服務(wù)水平。自主決策：具備利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)開(kāi)展高速公路異常事件自主學(xué)習(xí)的能力，針對(duì)高速公路運(yùn)行異常進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算，精準(zhǔn)推測(cè)發(fā)展軌跡和結(jié)果，快速提出最有行動(dòng)方案的能力，全面提升高速?zèng)Q策水平。二、智慧高速公路的特征及技術(shù)體系瞬時(shí)響應(yīng)：具備實(shí)時(shí)感知應(yīng)急事件的發(fā)生、迅速判斷應(yīng)急事件的級(jí)別、瞬時(shí)生成詳細(xì)處置方案、快速調(diào)動(dòng)應(yīng)急處置的資源的能力，全面提升高速公路的應(yīng)急處置水平。精準(zhǔn)管控：具有高速公路全面的感知能力和路網(wǎng)異常運(yùn)行的識(shí)別能力，具備主動(dòng)開(kāi)展路段級(jí)、車(chē)道級(jí)、車(chē)輛級(jí)精準(zhǔn)化管控的能力，全面提升高速公路的管控水平，保障高速公路的安全、有序、暢通運(yùn)行。二、智慧高速公路的特征及技術(shù)體系技術(shù)體系：建設(shè)“三網(wǎng)合一”智能基礎(chǔ)設(shè)施和云邊端協(xié)同的云控平臺(tái)?！叭W(wǎng)合一”智能基礎(chǔ)設(shè)施是指高速公路網(wǎng)、感知通信控制網(wǎng)、綠色能源網(wǎng)三個(gè)網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)設(shè)施疊加融合所行車(chē)的高速公路基礎(chǔ)設(shè)施。云邊端協(xié)同是指云（云控平臺(tái)）、邊（邊緣計(jì)算設(shè)施）、端（路側(cè)設(shè)施）三個(gè)層次協(xié)同運(yùn)行。三、智慧高速公路應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)1、全要素感知

全要素感知包含公路主體及附屬設(shè)施監(jiān)測(cè)、交通運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和公路氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)，主要是融合應(yīng)用多種監(jiān)測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)人、車(chē)、路、環(huán)境的狀態(tài)感知，為全方位服務(wù)、全業(yè)務(wù)管理、車(chē)路協(xié)同與自動(dòng)駕駛提供數(shù)據(jù)支撐。三、智慧高速公路應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)2、全天候通行

設(shè)置全路段精準(zhǔn)感知系統(tǒng)

實(shí)施夜間行車(chē)誘導(dǎo)；霧天行車(chē)誘導(dǎo)

建設(shè)智能消冰除雪系統(tǒng)。三、智慧高速公路應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)3、全過(guò)程管控

全業(yè)務(wù)管理能面向公路全壽命周期實(shí)現(xiàn)建設(shè)管理、運(yùn)行監(jiān)測(cè)、應(yīng)急指揮、養(yǎng)護(hù)管理、收費(fèi)管理、決策支持等主要功能，相關(guān)功能可集成至云控平臺(tái)。通過(guò)數(shù)字模型實(shí)現(xiàn)道路狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備管理、場(chǎng)景仿真，為道路后續(xù)運(yùn)行、改進(jìn)和維護(hù)提供精準(zhǔn)、實(shí)時(shí)、個(gè)性化的決策，實(shí)現(xiàn)道路系統(tǒng)全生命周期管理。三、智慧高速公路應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)4、全方位服務(wù)

車(chē)道級(jí)服務(wù)自由流收費(fèi)出行信息發(fā)布智慧服務(wù)區(qū)……三、智慧高速公路應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)5、車(chē)路協(xié)同與自動(dòng)駕駛“聰明的車(chē)”+“智慧的路”，即車(chē)路協(xié)同式自動(dòng)駕駛是高速公路實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的可行路徑。三、智慧高速公路應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：1、毫米級(jí)微波雷達(dá)

在高速公路、公路隧道、高速收費(fèi)站、城市路口等多個(gè)業(yè)務(wù)場(chǎng)景中，特別是在雨雪霧霾等惡劣天氣條件下，通過(guò)毫米波雷達(dá)波束獲取道路交通車(chē)流、人員等目標(biāo)的相對(duì)距離、速度、角度及運(yùn)動(dòng)方向等物理信息，對(duì)目標(biāo)進(jìn)行分類(lèi)和跟進(jìn)。具有穿透雨雪煙霧、不受光線和光照影響、測(cè)量精度高、探測(cè)距離遠(yuǎn)的特點(diǎn)，具備全天候全域探測(cè)和多目標(biāo)連續(xù)跟蹤能力。2、車(chē)路協(xié)同

車(chē)路協(xié)同系統(tǒng)采用５Ｇ、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等先進(jìn)信息技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)車(chē)路、車(chē)車(chē)之間的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息交互，目標(biāo)是通過(guò)協(xié)同人、車(chē)、路與環(huán)境，保障交通安全，提高交通效率，構(gòu)建高效、環(huán)保、安全的道路交通體系。車(chē)路協(xié)同技術(shù)是智慧高速系統(tǒng)的有機(jī)組成部分，是未來(lái)智慧高速的重要發(fā)展方向。三、智慧高速公路應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)3、數(shù)宇孿生技術(shù)

數(shù)字孿生技術(shù)通過(guò)前端海量感知設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對(duì)源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，以GIS地理信息圖像為基礎(chǔ)，通過(guò)高分辨率大屏顯示環(huán)境，整合高速公路外場(chǎng)設(shè)備、道路信息、數(shù)據(jù)等資源，以可視化的方式將高速公路交通運(yùn)行狀況、突發(fā)事件、設(shè)備運(yùn)行情況等通過(guò)“一張圖”的方式呈現(xiàn)，為建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)全生命周期的場(chǎng)景應(yīng)用提供統(tǒng)一服務(wù)。4、邊緣計(jì)算

邊緣計(jì)算的出現(xiàn)使得在邊緣可以進(jìn)行更多的數(shù)據(jù)處理，從而減少向云側(cè)傳輸信息，既能大大減少傳輸?shù)皆苽?cè)的網(wǎng)絡(luò)流量和相關(guān)成本，也能保證數(shù)據(jù)傳輸效率。還能通過(guò)中心云對(duì)邊緣設(shè)備進(jìn)行配置、部署和運(yùn)維，并能夠根據(jù)設(shè)備類(lèi)型和場(chǎng)景分配智能的能力，從而讓智能在云和邊緣之間合理分配和流動(dòng)，促進(jìn)資源的有效利用。四、我國(guó)智慧高速試點(diǎn)現(xiàn)狀試點(diǎn)方向試點(diǎn)省份試點(diǎn)路段建設(shè)思路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化北京、河北、河南、浙江延崇高速(北京)、京雄高速(河北)、機(jī)西高速(河南)、杭州繞城西復(fù)線(浙江)公路設(shè)施資產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)；基礎(chǔ)設(shè)施智能監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)；路運(yùn)一體化車(chē)路協(xié)同北京、河北、廣東延崇高速(北京)、京雄高速(河北)、廣樂(lè)高速(廣東)路側(cè)系統(tǒng)智能化升級(jí)；5G/5.8G無(wú)線通信技術(shù)；探索路側(cè)智能基站應(yīng)用；北斗高精度定位綜合應(yīng)用江西、河北、廣東昌九高速(江西)、京雄高速(河北)、廣樂(lè)高速(廣東)建設(shè)北斗高精度基礎(chǔ)設(shè)施；高速公路收費(fèi)應(yīng)用研究；應(yīng)急救援一體化管理系統(tǒng)：基于大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)綜合管理福建、河南、浙江、江西大數(shù)據(jù)中心(福建)、機(jī)西高速(河南)、杭州繞城西復(fù)線(浙江)、昌九高速(江西)智能化管理決策平臺(tái)；運(yùn)行監(jiān)測(cè)和應(yīng)急反應(yīng)能力；互動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)信息采集；路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)；互聯(lián)網(wǎng)+路網(wǎng)綜合服務(wù)吉林、廣東琿烏高速(吉林)、廣樂(lè)高速(廣東)不停車(chē)移動(dòng)支付技術(shù)；服務(wù)區(qū)增值服務(wù)；高速公路動(dòng)態(tài)充電示范；精準(zhǔn)氣象感知及預(yù)測(cè)；新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)江蘇、浙江常州城市路(江蘇)、杭州繞城西復(fù)線(浙江)城市公共交通及復(fù)雜交通；安全輔助駕駛、車(chē)路協(xié)同；封閉測(cè)認(rèn)區(qū)和開(kāi)放測(cè)試區(qū)四、我國(guó)智慧高速試點(diǎn)現(xiàn)狀主要涉及的智慧亮點(diǎn)：基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化車(chē)路協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)區(qū)智慧管理與服務(wù)基于大數(shù)據(jù)路網(wǎng)綜合管理與服務(wù)便捷精準(zhǔn)的信息發(fā)布北斗高精度定位應(yīng)用新能源及無(wú)線充電五、應(yīng)用案例江蘇省智慧高速建設(shè)試點(diǎn)工程五、應(yīng)用案例《江蘇智慧高速公路應(yīng)用技術(shù)研究與工程示范》主要開(kāi)展八大專(zhuān)題研究：

開(kāi)展“江蘇省智慧高速公路建設(shè)規(guī)劃”專(zhuān)題研究，明確江蘇省智慧高速公路的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)和分階段建設(shè)目標(biāo)，提出和自動(dòng)駕駛車(chē)輛L0-L5級(jí)相匹配的智慧公路基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展階段體系，從頂層謀劃江蘇省智慧高速發(fā)展路徑及發(fā)展方向。

開(kāi)展“智慧高速細(xì)顆粒度全景感知體系與基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化關(guān)鍵技術(shù)”專(zhuān)題研究，提出智慧高速公路路側(cè)設(shè)施設(shè)備布設(shè)原則，同時(shí)考慮面向未來(lái)車(chē)路協(xié)同自動(dòng)駕駛的智能路側(cè)設(shè)備一體化布設(shè)方法，以全面地將高速公路運(yùn)行狀態(tài)、道路環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)數(shù)據(jù)相融合，為駕駛?cè)藛T、車(chē)輛及道路管理提供數(shù)據(jù)服務(wù)支撐，五、應(yīng)用案例

開(kāi)展“基于新一代通信技術(shù)智慧高速出行服務(wù)關(guān)鍵技術(shù)”專(zhuān)題研究，明確5G基站布設(shè)方案，探索5G技術(shù)在智慧高速中的應(yīng)用如保障路側(cè)設(shè)施設(shè)備數(shù)據(jù)高效傳輸?shù)龋芯炕谝苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)和車(chē)載ETC終端的公眾信息精準(zhǔn)發(fā)布單元，為用戶(hù)不間斷提供交通基礎(chǔ)設(shè)施狀況、交通誘導(dǎo)、安全預(yù)警等信息。

開(kāi)展“智慧高速車(chē)道級(jí)飽和流量管控關(guān)鍵技術(shù)”專(zhuān)題研究，提出基于路段通行能力最優(yōu)的動(dòng)態(tài)車(chē)道低偏離度限速控制方法，通過(guò)匝道流量控制、動(dòng)態(tài)可變車(chē)道級(jí)限速控制、應(yīng)急車(chē)道控制等措施，在保證道路行車(chē)安全的前提下，有效提高部分路段通行能力和通行效率。五、應(yīng)用案例

開(kāi)展“基于動(dòng)態(tài)收費(fèi)智慧高速通行保障關(guān)鍵技術(shù)”專(zhuān)題研究，基于ETC收費(fèi)體系構(gòu)建差異化收費(fèi)體系，在流量大飽和度高的區(qū)段實(shí)施高峰通行高費(fèi)率，流量小飽和度低的區(qū)段實(shí)施平峰通行低費(fèi)率的效果，誘導(dǎo)對(duì)于價(jià)格敏感性高的車(chē)輛的行駛路徑，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)流量均衡的效果。

開(kāi)展“貨車(chē)專(zhuān)用道及貨車(chē)自動(dòng)駕駛關(guān)鍵技術(shù)”專(zhuān)題研究，設(shè)置自動(dòng)駕駛車(chē)輛專(zhuān)用車(chē)道，探索貨車(chē)自動(dòng)駕駛