任務(wù)五 智慧高速公路

2023智能交通概論目錄任務(wù)五

智慧高速公路我國智慧高速試點(diǎn)現(xiàn)狀智慧高速公路應(yīng)用場景及關(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：公路是中國交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在滿足中短距離貨物和人員的需要方面具有無可替代的功能。與此同時，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，滿足我國經(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)展面臨問題01030204關(guān)鍵問題四：服務(wù)能力手段單一關(guān)鍵問題二：感知基礎(chǔ)力量薄弱關(guān)鍵問題一：資產(chǎn)管理手段匱乏關(guān)鍵問題三：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月中共中央國務(wù)院《交通強(qiáng)國建設(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：推動大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級計算等新技術(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)于推動交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施的指導(dǎo)意見》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、建造、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)行管理數(shù)字化水平。深化高速公路ETC門架應(yīng)用，推進(jìn)車路協(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)推動自動駕駛研發(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：具備對高速公路及沿線設(shè)施、承載車輛、運(yùn)行環(huán)境、作業(yè)活動等進(jìn)行全面、智能、實(shí)時、準(zhǔn)確的感知能力，能夠主動感知設(shè)施設(shè)備、交通環(huán)境、作業(yè)活動、交通流運(yùn)行狀況等，為后續(xù)的自主決策、瞬時響應(yīng)和精準(zhǔn)管控提供數(shù)據(jù)支撐。智能分析：具備對各種感知手段獲取的群體信息與個體信息，歷史信息與實(shí)時信息等多源信息，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)開展高速公路異常事件自主學(xué)習(xí)的能力，針對高速公路運(yùn)行異常進(jìn)行實(shí)時運(yùn)算，精準(zhǔn)推測發(fā)展軌跡和結(jié)果，快速提出最有行動方案的能力，全面提升高速決策水平。二、智慧高速公路的特征及技術(shù)體系瞬時響應(yīng)：具備實(shí)時感知應(yīng)急事件的發(fā)生、迅速判斷應(yīng)急事件的級別、瞬時生成詳細(xì)處置方案、快速調(diào)動應(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)行的識別能力，具備主動開展路段級、車道級、車輛級精準(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?！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)三個網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)設(shè)施疊加融合所行車的高速公路基礎(chǔ)設(shè)施。云邊端協(xié)同是指云（云控平臺）、邊（邊緣計算設(shè)施）、端（路側(cè)設(shè)施）三個層次協(xié)同運(yùn)行。三、智慧高速公路應(yīng)用場景及關(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、交通運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和公路氣象環(huán)境監(jiān)測，主要是融合應(yīng)用多種監(jiān)測設(shè)備實(shí)現(xiàn)人、車、路、環(huán)境的狀態(tài)感知，為全方位服務(wù)、全業(yè)務(wù)管理、車路協(xié)同與自動駕駛提供數(shù)據(jù)支撐。三、智慧高速公路應(yīng)用場景及關(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)施夜間行車誘導(dǎo)；霧天行車誘導(dǎo)

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

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、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。通過數(shù)字模型實(shí)現(xiàn)道路狀態(tài)監(jiān)控、設(shè)備管理、場景仿真，為道路后續(xù)運(yùn)行、改進(jìn)和維護(hù)提供精準(zhǔn)、實(shí)時、個性化的決策，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)用場景及關(guān)鍵技術(shù)4、全方位服務(wù)

車道級服務(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)用場景及關(guān)鍵技術(shù)5、車路協(xié)同與自動駕駛“聰明的車”+“智慧的路”，即車路協(xié)同式自動駕駛是高速公路實(shí)現(xiàn)自動駕駛的可行路徑。三、智慧高速公路應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)：1、毫米級微波雷達(dá)

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

車路協(xié)同系統(tǒng)采用５Ｇ、云計算、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)車路、車車之間的實(shí)時動態(tài)信息交互，目標(biāo)是通過協(xié)同人、車、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，是未來智慧高速的重要發(fā)展方向。三、智慧高速公路應(yīng)用場景及關(guān)鍵技術(shù)3、數(shù)宇孿生技術(shù)

數(shù)字孿生技術(shù)通過前端海量感知設(shè)備對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，對源數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，以GIS地理信息圖像為基礎(chǔ)，通過高分辨率大屏顯示環(huán)境，整合高速公路外場設(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“一張圖”的方式呈現(xiàn)，為建設(shè)、運(yùn)營、服務(wù)全生命周期的場景應(yīng)用提供統(tǒng)一服務(wù)。4、邊緣計算

邊緣計算的出現(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。還能通過中心云對邊緣設(shè)備進(jìn)行配置、部署和運(yùn)維，并能夠根據(jù)設(shè)備類型和場景分配智能的能力，從而讓智能在云和邊緣之間合理分配和流動，促進(jìn)資源的有效利用。四、我國智慧高速試點(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)動態(tài)管理系統(tǒng)；基礎(chǔ)設(shè)施智能監(jiān)測傳感網(wǎng)；路運(yùn)一體化車路協(xié)同北京、河北、廣東延崇高速(北京)、京雄高速(河北)、廣樂高速(廣東)路側(cè)系統(tǒng)智能化升級；5G/5.8G無線通信技術(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；運(yùn)行監(jiān)測和應(yīng)急反應(yīng)能力；互動式現(xiàn)場信息采集；路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測系統(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)、廣樂高速(廣東)不停車移動支付技術(shù)；服務(wù)區(qū)增值服務(wù)；高速公路動態(tài)充電示范；精準(zhǔn)氣象感知及預(yù)測；新一代國家交通控制網(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、車路協(xié)同；封閉測認(rèn)區(qū)和開放測試區(qū)四、我國智慧高速試點(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》主要開展八大專題研究：

開展“江蘇省智慧高速公路建設(shè)規(guī)劃”專題研究，明確江蘇省智慧高速公路的分級標(biāo)準(zhǔn)和分階段建設(shè)目標(biāo)，提出和自動駕駛車輛L0-L5級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，同時考慮面向未來車路協(xié)同自動駕駛的智能路側(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、車輛及道路管理提供數(shù)據(jù)服務(wù)支撐，五、應(yīng)用案例

開展“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)?，研究基于移動互?lián)網(wǎng)和車載ETC終端的公眾信息精準(zhǔn)發(fā)布單元，為用戶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。

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

開展“基于動態(tài)收費(fèi)智慧高速通行保障關(guān)鍵技術(shù)”專題研究，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)對于價格敏感性高的車輛的行駛路徑，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)流量均衡的效果。

開展“貨車專用道及貨車自動駕駛關(guān)鍵技術(shù)”專題研究，設(shè)置自動駕駛車輛專用車道，探索貨車自動駕駛