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1、基于數字孿生+A I 技術的智慧公路應用目錄一、研究數字交通，找準智慧公路發展定位二、推動北斗應用，筑牢智慧公路發展基礎三、構建數字孿生，應用A I 賦能數字公路2一、研究數字交通，找準智慧公路發展定位“數字技術正以新理念、新業態、新模式全面融入人類經濟、政治、文化、社會、生態文明建設各領域和全過程，給人類生產生活帶來廣泛而深刻的影響。”要大力發展智慧交通和智慧物流，推動大數據、互聯網、人工智能、區塊鏈等新技術與交通行業深度融合，使人享其行、物暢其流。”數字經濟下的交通運輸需求 客運空間分布：數字經濟階段人口空間分布兩極化超級城市化和宜居小鎮化服務要求：交通強國發展目標2 0 3 5 年“人便2、其行”,本世紀中葉“人享其行”出行需求：超級城市內高密度優質短途出行，實現超級城市間干線優質長途出行，實現小鎮低密度低成本高效優質中長途出行等待擁堵不便事故數字化預約暢通舒適安全5數字經濟下的交通運輸需求 貨運空間分布：數字經濟階段生產制造集中化，生產與消費強聯動服務要求：交通強國發展目標2 0 3 5 年“物暢其流”,本世紀中葉“物優其流”貨運需求：實現原料產地與制造中心間的低成本干線物流，實現制造中心與裝配中心的高性價比支線物流，實現裝配中心與消費地間的高時效性末端物流不確定不銜接不經濟數字化合方式最優6交通運輸數字化發展脈絡傳統工業交通運輸信息交通運輸智能交通運輸智慧交通運輸數字交通運輸3、基礎設施+運載工具+人基礎設施+運載工具+人+電子化輔助工具基礎設施+運載工具+人+電子化輔助工具+要素級數字化系統基礎設施+運載工具+人+電子化輔助工具+要素級數字化系統+局部數字化業務服務平臺數字空間基礎設施+物理空間基礎設施+數字交通運營商7數字交通運輸定義以物理空間的通道網絡、能源網絡、數字傳感傳輸控制網絡和智能運載工具為基礎，以數字空間的交通控制網絡和運輸服務網絡為核心，形成各環節深度融合、高度協同的出行服務網絡和貨物運輸服務網絡，兩類網絡及基于兩類網絡的所有活動總稱為數字交通運輸8數字交通運輸體系架構服務領域：出行服務網絡、貨物運輸網絡組織領域：政府監管組織、公共服務組織、交通控制4、組織、出行或物流服務組織規則領域：運行機制、服務規則、監督法則和各類的標準要求數字空間基礎設施：數據體系，身份體系、算法體系、數字平臺體系物理空間基礎設施：交通運載體系、能源體系、感知傳輸體系和數字化基礎體系9數字交通運輸的核心特征 工業交通運輸的特點由于各類基礎設施、各運載工具和交通控制等部分之間不能及時、全面的傳輸信息，眾多環節相對獨立運行。從而產生道路擁堵或空置，交通事故頻發，運輸時間不能準確預測等問題 數字交通運輸的核心特征通過數字空間對物理空間的規劃、調度、控制和服務，將傳統物理空間的各環節和各類設施組合起來，使之成為一個有機的整體，降低甚至消除不確定性和不匹配性，從而提升人員出行安5、全舒適性，和貨物運輸效率實現了交通運輸各部分的緊密連接，從開環系統變成了可感知、可控制、可優化的閉環控制系統1 0智慧公路定義數字公路是指經交通運輸主管部門驗收認定的，在城間、城鄉間、鄉間能行駛機動車輛，并能夠提供必要的數字服務的公共道路，該類道路的建設、養護、運營過程采用數字化技術，能夠實時感知并發布道路設施狀態、環境狀態和運行狀態，可根據需要實時調節運行狀態。智慧公路是傳統公路向數字公路發展的中間狀態1 1智慧公路特點特點一：需要提供必要的數字服務在數字交通運輸體系下，在公路上通行的車輛、人員和貨物除了需要公路提供可供物理的通行條件外，都需要數字服務，包括信息交換、實時定位、獲得周邊狀態信6、息、發送自身狀態信息等公路不僅需要提供機動車輛空間位移的條件，還需要提供實時接入數字空間的條件在不同的時期，數字服務的內容也不盡相同。數字服務的建設運營模式也有很多種選擇。但是這些不妨礙公路需要提供數字服務的要求。1 2智慧公路特點特點二：需要實時感知并發布道路設施狀態、環境狀態和運行狀態由于數字交通運輸體系是一個準閉環的反饋性控制系統。所以作為系統中重要的組成部分，公路需要實時感知各方面的狀態，并能夠發布給系統內相關部分。對于運行狀態的感知方式，可以是公路路側主動探測，也可以是公路的使用方主動發送信息。一個準閉環的反饋性控制系統的原因，公路需要具備實時控制能力，一方面控制公路通行能力本身，一7、方面控制所承載的機動車輛。例如可以根據基礎設施狀態實時開放或關閉車道，可以根據天氣情況隨時調節或控制機動車車速。1 3智慧公路特點特點三：根據需要對運行狀態進行實時調節控制。同樣基于數字交通運輸體系是一個準閉環的反饋性控制系統的原因，公路需要具備實時控制能力，一方面控制公路通行能力本身，一方面控制所承載的機動車輛。例如可以根據基礎設施狀態實時開放或關閉車道，可以根據天氣情況隨時調節或控制機動車車速。除了以上三項能力外，服務公路規設建養過程的技術也需要實現數字化，從而提高質量，降低各方面的成本，更好的實現智慧公路的服務功能，更加精準的滿足社會需求。1 4二、推動北斗應用，筑牢智慧公路發展基礎北斗8、系統是國家重要時空基礎設施北斗衛星導航系統是中國著眼于國家安全和經濟社會發展需要，自主建設運行的全球衛星導航系統，是為全球用戶提供全天候、全天時、高精度的定位、導航和授時服務的國家重要時空基礎設施。全天侯全天時高精度國家安全生命保障信息化建設經濟發展北斗系統采用“三步走”策略按照“三步走”的發展路線，“先區域、后全球，先有源、后無源”的發展思路分步實施，形成突出區域、面向全球、富有特色的北斗系統發展道路。第一步：1 9 9 4 2 0 0 0 年，形成區域有源服務能力第二步：2 0 0 4 2 0 1 2 年，形成區域無源服務能力第三步：2 0 2 0 年，形成全球無源服務能力北斗一號北斗二號9、北斗三號“北斗三號”:全球定位導航授時服務北斗系統基本服務性能指標北斗系統可用性(5 截止高度角，P D O P 6)定位精度(9 5?全球)水平優于2.5 m高程優于5.0 m測速精度(9 5?全球)優于0.2 m/s授時精度(9 5?全球)優于2 0 n s系統連續性9 9.9 9 6%可用性9 9%6 0 W 3 0 W 0 3 0 E 6 0 E 9 0 E 1 2 0 E 1 5 0 E 1 8 0 1 5 0 W 1 2 0 W 9 0 W 6 0 W8 0 N6 0 N4 0 W2 0 N0 2 0 54 0 56 0 58 0 sW8 0 N6 0 N4 0 N2 0 N0 210、 0 s4 0 56 0 S8 0 S6 0 W 3 0 W 0 3 0 E 6 0 E 9 0 E 1 2 0 E 1 5 0 1 8 0 1 5 0 W 1 2 0 W 9 0 W 6 0 W1 0 00.9 50.9 00.8 50.8 0基于北斗的智慧公路時空信息感知納秒級公路信息系統授時服務器終端基于北斗的智慧公路時空信息感知毫米級公路基礎設施狀態感知北斗高精度監測站北斗高精度監測站過斗高精度監測站北斗高精度監測站精度監測站基于北斗的智慧公路時空信息感知厘米級公路施工控制公路工程數字施工技術路面智能壓實3 D 攤鋪控制系統挖機引導系統路基智能壓實平地機引導系統推土機引導系統基于北斗的智慧公路時空信息感知米級公路運行態勢感知三、構建數字孿生，應用A I 賦能數字公路數字空間公路收費收費稽核問題車輛布控行程蓿核非法上高速綠通車、集裝箱稽查81 3:2 5:2 1車輛異常停留數字空間公路收費精準差異化收費開E n 同行練*二分悟2.大戶輛行8a結a化結康四t 于52.大產原3 s大電行的2 究a tn 區成內W i 車2.s大戶大大戶小平模的行量數字空間基礎設施監測基于北斗的重大交通基礎設施健康監測系統數字空間+A I 智慧公路發展數技路側感知數據感知技術車輛感知數據A I 處理技術公共數報業務技術公路管理應用運輸組織應用