智慧公路頂層設計方案(48頁).pptx
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上傳人:Le****97
編號:1305965
2024-12-26
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1、智慧公路頂層設計方案一、智慧公路建一、智慧公路建設設背背景景二、智慧公路建設總體思路三、智慧公路建設內容四、智慧公路下的車路協同目 錄1、發展政策2、智慧公路發展情況3、智能網聯汽車發展4、智慧公路案例1、發展政策2018年2月,交通運輸部辦公廳發布關于加快推進新一代國家交通 控制網和智慧公路試點的通知,覆蓋北京、河北、吉林、江蘇、浙 江、福建、江西、河南、廣東。2020年2月國家發改委印發智能汽車創新發展戰略,在戰略愿景 里提出,展望2035到2050年,中國標準智能汽車體系全面建成、更 加完善。安全、高效、綠色、文明的智能汽車強國愿景逐步實現,智 能汽車充分滿足人民日益增長的美好生活需要。2、2020年12月交通部發布了交通運輸部關于促進道路交通自動駕駛 技術發展和應用的指導意見,到2025年,自動駕駛基礎理論研究取 得積極進展,道路基礎設施智能化、車路協同等關鍵技術及產品研發 和測試驗證取得重要突破;出臺一批自動駕駛方面的基礎性、關鍵性 標準;建成一批國家級自動駕駛測試基地和先導應用示范工程,在部 分場景實現規模化應用,推動自動駕駛技術產業化落地。2、智慧公路發展情況高速公路車路協同方面,全國有超6000公里高速公路已經和即將開展智慧高速和車路協同創新示范工作。車路協同建設內容分布在車端、路端和云端,主要實現“感知、通信、計算”三大功能。用于提供面 向C/B端的主動安全類、提升效3、率類、信息服務類業務,和面向G端的監管控制類業務等。車城網(城市車聯網)方面,建設呈現由點到面的趨勢,逐步覆蓋全 國50余個城市。建設內容主要包括“仿真實驗+封閉測試場+半開 放道路+開放道路”四級架構。建設路徑一般是“小規模試點示范 規模試點示范 局部區域全覆蓋 全城覆蓋”四個階段。智能網聯封閉測試場方面,全國目前約有50個封閉測試場(已建成和 待建設),其中30個具備智能網聯汽車測試能力。3、智能網聯汽車(CAV)發展據預測,2021年全球無人駕駛汽車市場規模將達70億美元;到2035 年,預計全球無人駕駛汽車銷量將達2100萬輛。產業鏈方面,參加“新四跨”企業共有37家國內外整車企業、14、2家 芯片模組企業、52家終端企業、21家CA平臺和安全企業、4家圖商及 5家定位服務提供商共同參與,參與車聯網產業鏈企業數量大幅增長。我國自動駕駛相關企業的創新能力也在不斷提高。天眼查專業版專利 數據顯示,據不完全統計,我國共有超過1.2萬件與“自動駕駛”或“無人駕駛”相關的專利,其中于2019年新申請的專利超過3千余件。4、智慧公路案例深圳外環高速公路深圳段一期工程沿線布設135根多功能智能桿,掛載基站實現全線5G全覆蓋,可使司乘充分感受 智慧交通帶來的便利。通過綜合應用5G、邊緣機算、人工智能、大數據等新技術,可搭載智慧照明、交通監控、應急廣播、氣象監測等智能硬件,多維融合道路交通數據,5、可以實現智能路網監測、智慧應急指揮、實時交通在線仿真、無人駕駛 輔助等功能。杭紹臺智慧高速公路該智慧高速打造智慧隧道、智慧服務區、準全天候通行、車路協同為核心的四大 特色場景。項目立足于“新”,在采集整合原有信息資源基礎上,通過建設智慧 高速云平臺,搭建智慧基礎設施,協同建設5G基礎設施,構建道路信息交互平臺 等方式,打通不同平臺間的信息瓶頸。河南5G賦能的智慧高速國內首次測試將5G網聯自動駕駛車輛應用于高速公路道路清掃,配合車上的5G攝 像機、北斗定位和激光雷達等裝備,使其按照既定路線自動行駛,精準清掃垃圾,未來有望替代人工清掃和其他人工養護作業。一、智慧公路建設背景二、智慧公路建設總體思路6、三、智慧公路建設內容四、智慧公路下的車路協同目 錄1、建設原則2、建設目標3、總體架構4、主要應用系統功能5、主要建設內容1、建設原則頂層設計、分步實施著眼于交通運輸部、交通委“十四五”發展規劃,全面、系統地規 劃設計“智慧公路”建設總體框架,提出總體思路和建設目標,落地建 設項目,明確路線圖和時間表。需求導向、注重實效統籌解決當前道路管理中反映強烈的熱點、難點問題;提高政府及部門 間協同管理水平;提升公路運行效率,嘗試創新體制機制。資源整合、信息共享科學規劃和整合公路現有資源,打破信息孤島和資源分割,統籌為各業 務部門及廣大駕乘人員提供服務,最大限度地提高資源利用效率,減少 重復建設。統一標7、準、業務協同同步規范技術標準和業務流程,使“智慧公路”具有良好的復制性和可 拓展性,并與其他業務主管部門形成信息互聯互通渠道。2、建設目標實現“互聯網+”模式路政管理充分發揮“互聯網+”在公路運行管理中的優化和集成作用,將“互聯網+”的創新成果深度融合于公路運營管理、安全管理及路產路權管理等工 作中,提升路政管理水平。提升交通運行水平推進“智慧公路”建設,以“改善交通、方便出行”為核心理念,堅持 交通基礎設施先行,以綠色交通為導向,構建與城市定位相匹配的現代 化綜合交通運輸體系。提高公眾出行服務水平始終貫徹“以人為本”的理念,通過與服務商實現公路交通數據共享、通過提高外場信息化設備布設密度,增8、強數據發布能力,滿足公眾出行 的多樣化、個性化、動態化的交通服務需求,提升公眾出行服務水平。提供智能網聯車路側支撐建立車路協同示范道路,為智能網聯車提供路端的技術支撐。應用服務(SaaS)數據采集傳感器數據視頻數據GNSS數據事件報警氣象數據智 慧應用支撐服務智公 路應用支撐消息服務通用中間件GIS服務開發服務慧 公標 準(PaaS)數據服務(DaaS)路 安規 范數據采集數據交換數據管理數據共享全 體體 系基礎設施智慧交通云系(IaaS)計算資源存儲資源網絡資源信息安全運行監測智慧管控應急處置公路管養公路資產 系統系統系統系統管理系統信息服務決策支持 系統系統3、總體架構總體架構分數據采集、9、基礎設施、應用支撐、和應用服務等四層。4、主要應用系統功能應用系統包括運行監測系統、智慧管控系統、應急處置系統、公路管 養系統、公路資產管理系統、信息服務系統和決策支持系統等七個。運行監測系統環境檢測路面病害監測視頻監控 事件監測 運行狀態監控化危車GNSS監測智慧管控應急處置系統公路管養系統公路資產 管理系統信息服務決策系統交通管理政策輔助瓶頸點智慧識別 區域公路智慧養護區域公路網優化 交通氣象信息道路運行信息交通出行信息 信息化設施 道路附屬設施道路基礎設施備品備件管理運維人員管理設施養護管理設備臺賬管理設備故障監測資源管理 預案演練管理預案管理 應急處置 應急事件監測交通行政執法超限車輛10、管控可變標志控制車道信號燈控制主要建設內容包括一個大數據中心、N個智慧公路應用系統和一套支 撐。5、主要建設內容一個智慧公路大數據中心綜合交通大數據中心N個智慧公路應用系統運行監測系統 智慧管控系統 應急處置系統 公路管養系統公路資產管理系統 信息服務系統 決策支持系統一套支撐支撐軟件系統計算、存儲支撐 網絡支撐大數據安全支撐 指揮公路指揮大廳一、智慧公路建設背景二、智慧公路建設總體思路三、智慧公路建三、智慧公路建設設內內容容四、智慧公路下的車路協同目 錄1、智慧基礎設施2、運行監測系統3、智慧管控系統4、應急處置系統5、公路管養系統6、公路資產管理系統7、信息服務系統8、決策支持系統1、智慧11、基礎設施為適應高標準,高精度建設要求,建立基于“GISBIM”的二維、三維全覆蓋路網模型,采用基礎設施“一張圖”管理,實現基礎設施 建設有序化,管理規范化,維護及時化。建設內容1GIS+BIM路網數字化2感知設備網絡化3交通安全設施智能化4道路基礎設施建設一體化1、智慧基礎設施GIS路網數字化建立全覆蓋GIS基礎路網及BIM三維模型1、智慧基礎設施感知設備網絡化增加外場設備的規劃,檢測設備的 規劃、布局、設備類型、數量、密 度視頻、毫米波雷達、極光雷達、交 調設備傳感器:濕度、溫度傳感器設備等1、智慧基礎設施交通安全設施智能化在現有基礎上完善感知體系建設,為“智慧公路”數據獲取提供支撐,實 現12、示范路、核心區視頻監控全覆蓋、流量檢測全覆蓋,達到交通安全設施 傳感協同及智能化。路口排隊長度檢測交調檢測氣象檢測排隊長度檢測1、智慧基礎設施道路基礎設施建設一體化道路電力、通訊、管道、充電設 施等同步建設;推進隨路光纖網絡建設,降低通 訊成本,為智慧公路建設提供基 礎;與交管局、通訊運營商共同推進 微型基站公共wifi建設,為區域內 公眾提供網絡服務。同時,應急 處突時,也向公眾發布應急服務 信息。道道 路路 巡巡 查查設設 施施 通通 訊訊免免 費費 網網 絡絡信信息息.發發布布2、運行監測系統運行狀態監控事件監測視頻監控路面病害監測環境檢測化危車GNSS監測監控平臺3、智慧管控系統車道信13、號燈控制可變標志控制超限車輛管控交通行政執法車道信號控制交通管控設備3、智慧管控系統交通誘導條狀屏視頻屏交通數據檢測數據校驗融合分析預測誘導方案生成審核發布3、智慧管控系統超限超載車輛智能監管不停車稱重自動車牌識別自動報警提示自動違章通知3、智慧管控系統化危車輛智能管控化危車輛實時定位監控歷史軌跡回放查詢設定電子圍欄區域報警車輛實時定位監控歷史軌跡回放查詢區域報警3、智慧管控系統車路協同控制系統交通信息采集和交通管理基于車載感知的安全報警和控制車車/車路通訊和信息共享智能路側系統一體化集成車路協同框架4、應急處置系統應急處置應急值守應急處置預案管理預案演練資源管理應急事件監測緊急事件監測應急情14、況初判信息報送應急處置啟動預案預案勤務指揮調度應急狀態跟蹤處置結果反饋應應急急處處置系置系統統預案管理預案建立預案效果評價預案更新預案演練演練計劃管理 演練過程管理 演練過程記錄 演練評估資源管理人力管理物資裝備管理應急信息管理4、應急處置系統突發事件應急處置操作員人接 到報警信息運行監測系 統自動監測報警顯示操作員查看 和確認報警 信息啟動預案,同時發布消 息對現場進行 監控,直至 事件處理結 束應急處置系 統返回事件 處理結果指令管控系 統恢復日常 交通管控狀 態對事件處理 進行總結,更新預案5、公路管養系統系統描述依靠智能分析引擎,以流程驅動的工作方式實現機電運維管理工作由“被動維護”到15、“主動維護”、由“計劃維護”到“狀態維護”的提前 式、預防式的智慧化綜合運維管理;公路管養系統設備故障監測路況監測設備臺賬管理設施養護管理運維人員管理備品備件管理5、公路管養系統智慧隧道管養移動應用APP三維GIS平臺手機APP故障報告設備運行狀態故障信息自動報警維護人員巡查計劃備品備件查詢公路管養手機APP6、公路資產管理系統智慧路產管理采用基于GIS的“一張圖”管理模式,通過BIM三維建模,實 現區域內路產管理高精度、全可視。管理對象主要包括:內部普通公路、重點橋隧涵進出高速公路、普通公路、重點橋隧涵內部道路附屬設施、信息化采集與發布設備內部道路井蓋設施具體包括:智能路產管理智能設備管理交16、安設施管理路政管理6、公路資產管理系統路產設施三維可視化管理平臺高精度GIS地圖BIM三維模型路產資源臺賬6、公路資產管理系統信息化設施監控運維平臺外場設備、傳感器臺賬設備狀態在線管理現場攝像頭視頻調取故障設備報警6、公路資產管理系統交安設施管理井蓋標志護欄路面點點擊查擊查看看長壽命RFID電子標簽(10年左右)6、公路資產管理系統路政管理治超紅外入侵檢測破壞公路安全檢測圖像視頻檢測7、信息服務系統為落實高標準服務要求,做好全方位信息服務保障,擬在以下幾方面 開展數據采集、共享相關工作。交通出行信息道路運行信息交通氣象信息交通信息服務平臺交通出行信息擁堵指數停車場信息充電、加油站信息公共交通到17、站信息公交站位置信息重要地點信息道路運行信 息道路施工信息交通管制信息盲區車輛檢測信息交通氣象信息道路團霧情況道路積水情況道路冰雪情況道路環境信息8、決策支持系統以智慧基礎設施為支撐,深入收集各類交通數據和信息。通過交通數 據建模、大數據挖掘等技術,全面把握區域交通運行時空規律,為城 市規劃、交通管理等工作提供決策依據。具體應用包括:區域公路網優化區域公路智慧養護瓶頸點智慧識別及改造交通管理政策輔助決策8、決策支持系統區域公路網優化優化調整區域公路網布局規劃,以協調及引導城市土地開發。8、決策支持系統瓶頸點智慧識別及改造瓶頸點1瓶頸點212利用智慧公路基礎設施,全 感知道路運行狀態,準確識 別18、出潛在瓶頸路段并進行優 化改造。8、決策支持系統區域公路智慧養護養護資金的爭取與統籌安排,進一步提高養護決策的科學性 與透明度,提高養護資金的使 用效率。路段(項目)時序方案(措施)效果/目標/投資效益8、決策支持系統交通管理政策輔助決策流量分析路段負荷度分析過境交通及費用分析制定收費原則,如對境內、過境車輛差別化收費。措施前措施實施后總費用總費用小客大貨小客大貨區域外33011303301130區域內29010003701190一、智慧公路建設背景二、智慧公路建設總體思路三、智慧公路建設內容四、智慧公路下的車路協同目 錄1、車路協同感知2、車路協同通信V2X3、高精度地圖4、實時邊緣計算5、19、公路車路協同服務6、車路協同架構7、車路協同數據處理流 程1、車路協同感知車路協同感知在結合現有的智能交通感知設備的基礎上,增加了更加 精密的路路側側感知感知設備設備、車載車載感知感知設備設備和5G移移動動大數據大數據。路側感知設備:激光雷達、毫米波雷達激光雷達、毫米波雷達和帶目標識別功能的視頻攝視頻攝像像 機機;車載感知設備:則是包括自動駕駛車輛能夠感知到的數據,需要通過 路側單元RSU實時上傳到邊緣計算節點。車載單元OBU路側單元RSU2、車路協同通信V2XV2X車路協同通信技術是對D2D(Device to Device)技術的應用過 程。它指的是車車輛輛之之間間,或者汽汽車車與與行行人20、人、騎騎行行者者以以及及基基礎礎設設施施之之間間 的通信系統。可基于5G技術和LTE-V技術。5g通訊優點:通信距離長傳輸速率高高速移動性5G車聯網5G車聯網5G車聯網V2V通信的為V2X通信支持速度更最大距離大提供高速的快的車輛通約為下行和上行信,其中,1000m。鏈路數據速支持車輛最率(最大傳大的行駛速輸速率為度約為1Gbit/s)350km/h。3、高精度地圖高精度地圖是指電子地圖的絕對坐標精度更高且所含道路交通元素更豐富和 細致的電子地圖,其中絕對坐標精度是指地圖上某個目標和真實的外部世界 的事物之間的精度。局部動態地圖是統一描述道路動態環境的高精地圖,是判斷車輛是否處于危 險狀態的重21、要參照。高精度地圖局部動態地圖的四層架構4、實時邊緣計算邊緣計算是以云云計計算算為核心,以現代通信網絡為途徑,以海量終端為 感知前端,通過優化資源配置,使得計算、存儲、傳輸、應用等服務 更智能,具備優勢互補、深度協同的資源調度能力。傳統云邊緣云高速公路車路協同服務政府監管服務交通管理(高速交警)交通狀態監管車道匝道控制特種車輛優先實時安全狀態檢 測安全應急處置警力指揮調度交通運輸管理(交 通運輸局)高速公路運行狀 態監管高速公路治超監 管客運車輛監管危險品貨運監管公路應急管理環保(環保局)高排放車輛排放 監測超標車輛駛入監 控企業營運服務長途客運服務車輛運營管理車輛安全警告車輛失控處置車內安全22、服務物流運輸服務車輛運營監控車輛安全警告車輛遠程調度貨車車隊服務高速公路運營(車 路協同中心)車道級服務全天候通行自由流收費出行信息服務智慧服務區智能建養管理網聯車輛服務車路協同評價車輛服務網聯車行駛遙控 服務(C-V2X)車隊行駛自動跟馳變道超車躲避障礙物緊急剎車網聯車安全警告 服務(C-V2X)超視距視覺盲區預警緊急制預警異常車輛預警車輛失控預警道路危險提示限速預警無人駕駛輔助效率提升服務 (4G/5G)車內標牌緊急車輛提醒路徑導航交通信號提醒前方擁堵提醒其他服務(4G/5G)停車、充電提示車輛救援近場支付多媒體娛樂5、公路車路協同服務6、車路協同架構云,車路協同運營中心。負責區域協調、整23、體 指揮調度、信息發布。邊,邊緣計算。路段、路口的實施信息采集、處理、安全警告信息發布、網聯車遙控。路,道路交通全域感知。車,分普通車、智能車、網聯車和智能網聯車。智能車,智能車也叫作無人駕駛車輛。通過自 身攜帶的傳感器。感知道路環境并通過自身的 車載計算優化控制路徑和控制車輛行駛。網聯車,網聯車本身無智能。網聯車通過通過 OBU接收RSU傳來的控制指令遙控車輛。因此,網聯車的智能水平,取決于智能道路的智能水 平。智能網聯車,智能網聯車具備智能駕駛功能。同時安裝OBU。可接收RUS傳來的實時道路環 境信息和控制指令,通過車載計算最終控制車 輛行駛。車路協同數據處理流程各類路側感知終端及 車載終端在空間和時 間上的互補與冗余,形成交通全要素感知。依據優化算法和局部 動態地圖形成對交通 狀況的一致性解釋和 描述。中心云端可以分析計 算道路交通狀態,大 規模車輛誘導策略和 進行智能交通調度等。路側邊端實時處理安 全相關信息,向網聯 車發布安全警告,甚 至直接遙控車輛駕駛。車路協同數據處理流程邊緣實時計邊緣實時計算算(數據融合、LDM、安全警告、指令)謝謝聆聽