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1、智慧公路建設與基礎設施數字化發展思考及建議2021年4月智慧公路發展趨勢及思考國外發展及經驗啟示數字公路技術體系的構建結語報告內容1.智慧公路發展趨勢及思考交通運輸系統人類社會進步的先行官解決人和物的移動汽車增長和交通發展帶來的問題交通事故頻發全國6萬多人死亡（年）交通擁堵嚴重影響GDP1-3%環境影響嚴峻溫室氣體排放10%交通運輸信息化“十三五”發展規劃交通運輸信息化“十三五”發展規劃推進智慧交通行動計劃（推進智慧交通行動計劃（20172017-20202020年）年）關于開展新一代國家交通控制網和智慧公路試點（第一批）工作的通知關于開展新一代國家交通控制網和智慧公路試點（第一批）工作的通知2、2018年2月交通運輸部啟動智慧公路示范工程落實幾點認識及思考1.智慧公路的建設已得到包括建設者、運營者、使用者及社會各界的關注和認可；2.智慧公路的內涵在不斷的試點實踐中得到豐富和升華；3.智慧公路是未來車路協同及自動駕駛的重要支撐，但是不等同于車路協同及自動駕駛；4.智慧公路的發展應結合道路自身的技術等級、路段服務需求等因素因地制宜的發展；5.智慧公路發展應首先從基礎設施數字化著手；十九屆五中全會統籌推進基礎設施建設。系統布局新型基礎設施，加快第五代移動通信、工業互聯網、大數據中心等建設。加快數字化發展：加強數字社會、數字政府建設，提升公共服務、社會治理等數字化智能化水平。車路協同及自動駕3、駛交通運輸發展兩個綱領性文件交通強國建設綱要：九大任務國家立體交通網規劃綱要：三大主攻方向12項任務國家綜合立體交通網規劃2035年，交通基礎設施數字化率90%基礎設施數字化、網聯化；新一代技術的應用；高精度交通地理信息平臺；全方位交通感知系統；智能化載運工具和關鍵專用裝備研發；綜合交通大數據中心體系；加快既有設施智能化科技創新富有活力、智慧引領大力發展智慧交通：推進數據資源賦能交通發展，加速交通基礎設施網、運輸服務網、能源網與信息網絡融合發展，構建泛在先進的交通信息基礎設施。建綜合交通大數據中心體系。交通強國建設綱要什么是數字化？數字化兩個層面內容真實世界的數字化影像泛在感知數字化，即是將許4、多復雜多變的信息轉變為可以度量的數字、數據，再以這些數字、數據建立起適當的數字化模型，把它們轉變為一系列二進制代碼，引入計算機內部，進行統一處理，這就是數字化的基本過程。“科普中國”科學百科詞條編寫與應用工作項目公路基礎設施數字化在公路交通系統中深入運用數字技術，在計算機系統中構建一個全感知、全聯接、全場景、全智能的數字公路世界，進而優化再造公路交通系統的各項業務，對傳統公路交通系統的運營管理模式，服務模式、商業模式進行創新和重塑，實現行業的轉型升級。交通基礎設施與信息技術的深度融合；空間屬性、功能屬性、狀態屬性等復雜多變的信息轉變為可以度量的特征數據；不同的設施層次應建立相適應需求的數字化模5、型；以數字化的形式或載體，讓使用者知道“路上有什么”，讓管理決策者知道“車在干什么”。公路交通基礎設施數字化內涵2.國外發展及經驗啟示（1）國外發展現狀美國 國外交通基礎設施數字化HPMS-Highway Performance Monitoring System Field Manual,2016.公路性能監測系統 實用手冊，2016年MIRE-Model Inventory of Roadway Elements 2.0,2017.道路元素模型清單，第二版，2017年TMG Traffic Monitoring Guide,2016.交通運行監控指南，聯邦公路管理局公路政策信息辦公室，206、16年SHRP 2 RID-Second Strategic Highway Research Program,Naturalistic Driving Study:Development of the Roadway Information Database,2014.第二次戰略性公路研究計劃，自然駕駛研究，道路信息數據庫開發，2014年HMS-Highway Safety Manual,1st Edition,2010.公路安全手冊，第一版，2010年HPMS數據集全路段數據典型路段數據統計數據州統計數據車型統計數據城鎮統計數據鄉村統計數據NAAQS 空間區劃統計數據估算數據元數據線性參照7、系統（LRS）地理信息數據GIS定位：部分強制，各個州采集、各個州使用用途：支撐數據驅動的安全決策37個強制采集的數據元素個強制采集的數據元素政府所有制類型出入口控制公路等級路線編號單行道/雙行道政府所有制類型路線/道路名稱車道數量立交標識符聯邦資助類型年平均日交通量匝道起點位置標識符農村/城市名稱年平均日交通量統計年份匝道終點位置標識符路面類型連接處標識符匝道長度路段起點描述符交叉點在第一條道路上的位置匝道起點處道路類型路段終點描述符交叉點在第二條道路上的位置匝道終點處道路類型路段長度交叉口的幾何尺寸立交類型道路方向交叉口的控制方式匝道年平均日交通量功能分類進口道標識符匝道年平均日交通量統計8、年份中間隔離帶類型匝道年平均日交通量統計年份立交點在第一條道路上的位置立交點在第二條道路上的位置美國聯邦公路局道路要素模型清單包括六個部分2013年12月17日德國聯邦交通、建設與城德國聯邦交通、建設與城市發展部市發展部正式更名為：德國聯邦交通與數字化基德國聯邦交通與數字化基礎設施部礎設施部（2）國外現狀與經驗歐洲 按照數字化戰略2025的總體部署，德國加快推進數字化基礎設施建設，穩步推進車路協同通信技術的研究與應用，鼓勵各方聯合積極開展自動駕駛、數字化出行服務和數字化物流服務等方面的創新技術研發。加快推進數字化基礎設施建設單擊此處添加文本具體內容積極部署數字化交通出行單擊此處添加文本具體內容9、引領數字化運載裝備研發 單 擊 此 處 添 加 文 本具體內容大力支持數字化物流服務 單擊此處添加文本具體內容ERTRAC2019路線圖中將數字化基礎設施分為AE五個等級E：傳統基礎設施D：+靜態數字信息C：+支持動態數字信息，提供預警服務B :+協作感知，提供微觀交通信息A：+協作駕駛，提供優化駕駛建議壓力傳感器數據采集設備單點沉降計道路結冰傳感器路肩車道路肩車道中間帶孔隙水壓力計測斜儀雨量計錨索計GPS位移傳感器擋土墻表面變形計土壓計位移傳感器（3）經驗啟示3.公路數字化技術體系的構建截至2019年底，公路網總里程達501.25501.25萬公里萬公里。以高速公路為骨架、普通公路為主體的公10、路網基本形成。二級及以上等級公路里程67.2067.20萬公里萬公里。1996年(5300公里)2006年（4.5萬公里）2010年（7.4萬公里）2017年（13.65萬公里）我國公路基礎設施的發展（1）公路基礎設施數字化需求分析面向自動駕駛、精細化管理服務的特征數據集數據集結構數據集元素列表自動駕駛車輛環境識別需求車路協同基礎設施數據交互需求公路網運行監測與服務暫行技術要求公路基礎設施統計分析需求公路養護及資產管理數據需求 精細化管理與服務業務需求基礎設施向自動駕駛車輛提供的信息信息作用地理信息車輛可借此實現高精度定位、超視距感知、車道級路線規劃，降低自車感知成本，提高感知精度和范圍定位輔11、助提高車輛定位精度，與數字化路線圖信息融合，實現厘米級快速定位交通規則提高車輛對交通工程設施的視認性，降低自車感知成本，提高感知能力，并通過交通信號預判，合理規劃車速，提高交通安全和效率交通環境大多數氣象信息，僅靠車輛自身感知難以實現，特別是無法獲取前方較遠距離的道路環境信息。通過路側感知和信息發布，提前調整駕駛策略，提高交通安全附屬設施提供停車、充電、加油等附屬設施動態信息，為自動駕駛車輛提供停車誘導、自動充電等服務交通狀態車載傳感器無法感知前方較遠距離道路交通狀態，通過路側感知和信息發布，提前優化路線，合理利用道路資源，提高交通效率事件通告車載傳感器無法感知前方較遠距離道路交通事件，也無法12、獲取施工養護、交通管制等信息，通過路側信息發布，提前調整駕駛路線，提高交通安全和效率危險預警通過路側感知，彌補自車感知范圍有限的缺陷，提高駕駛安全協同控制通過路側協同控制，提高交通安全和通行能力，支持車輛以編隊方式行駛，在一定程度上實現交通流的有序、可控運行交互服務提供個性化伴隨式服務，提高服務水平自動駕駛自動駕駛管理管理服務服務規劃規劃設計設計建造建造養護養護全要素全要素全全業業務務運營運營（2）公路交通基礎設施數字化體系設計二維碼、二維碼、RFID、編碼等技術編碼等技術交通氣象環境監交通氣象環境監測技術測技術交通流感知、基交通流感知、基礎設施狀態監測礎設施狀態監測等技術等技術物聯網等技術物13、聯網等技術二維碼、二維碼、RFID、編碼等技術編碼等技術BIM、GIS、三維、三維掃描技術掃描技術L6 人員、車輛及物資人員、車輛及物資L5 交通環境狀態交通環境狀態L4 交通運行狀態交通運行狀態L3 交通智能化設施交通智能化設施L2 交通附屬設施交通附屬設施L1 交通基礎設施交通基礎設施（3）基礎設施數字化的實施勘察設計數字化勘察設計數字化以以勘察設計數字化交付勘察設計數字化交付為核心，為核心，提升地質勘察和各專業設計的提升地質勘察和各專業設計的自動化水平，打通不同設計軟自動化水平，打通不同設計軟件之間的數據壁壘，實現各專件之間的數據壁壘，實現各專業協同設計，從單一圖紙交付業協同設計，從單一14、圖紙交付方式向“圖紙、模型和數據”方式向“圖紙、模型和數據”融合交付轉變，推動設計建造融合交付轉變，推動設計建造一體化。一體化。工程地質勘察“上云”公路工程設計集成平臺勘察設計成果數字化交付與在線審查平臺建設管理一體化平臺施工建造施工建造數字化數字化以以施工建造自動化、智能化施工建造自動化、智能化為核心，為核心，推動新一代信息技術與現代工程管推動新一代信息技術與現代工程管理融合，將數字化技術滲透至施工理融合，將數字化技術滲透至施工生產和管理各個環節，提升施工資生產和管理各個環節，提升施工資源優化配置能力，提升行業數字化源優化配置能力，提升行業數字化監管能力，優化建設市場信用評價監管能力，優化建15、設市場信用評價體系，推動交竣工資料數字化體系，推動交竣工資料數字化。養護管理養護管理數字化數字化以以數據驅動的養護管理數據驅動的養護管理為核心，基為核心，基于勘察設計、施工建造期間沉淀的于勘察設計、施工建造期間沉淀的數據，與運營養護期的數據融合，數據，與運營養護期的數據融合，實現自動化、數字化的基礎設施巡實現自動化、數字化的基礎設施巡檢；病害檢測、質量溯源、跟蹤、檢；病害檢測、質量溯源、跟蹤、處置全過程管理；技術狀況全程監處置全過程管理；技術狀況全程監控掌握；病害與評價結果對比跟蹤；控掌握；病害與評價結果對比跟蹤；科學管理養護維修科學管理養護維修。運營管理運營管理數字化數字化以以全息感知、精準16、研判、伴隨全息感知、精準研判、伴隨服務服務為核心，基于建管養全生為核心，基于建管養全生命周期數據的高精度感知、實命周期數據的高精度感知、實時可靠交互和深度挖掘分析，時可靠交互和深度挖掘分析，實現運營安全的數字化、應急實現運營安全的數字化、應急調度的智能化，支持交通運輸調度的智能化，支持交通運輸組織形態和服務模式式創新。組織形態和服務模式式創新。智能云控平臺智能云控平臺人工智能人工智能、大數據分析大數據分析傳感器傳感器調查監測調查監測移動應用移動應用視頻網關視頻網關IOTIOT網關網關物聯網物聯網政務網政務網政務管理政務管理采集交換采集交換移動互聯網移動互聯網云端云端經驗決策經驗決策 數據決策數17、據決策云計算云計算感知管理感知管理基于用戶位置的伴隨式服務基于用戶位置的伴隨式服務基于用戶身份的全域管理基于用戶身份的全域管理互聯網數據互聯網數據態勢感知態勢感知安全管控安全管控數據治理與挖掘數據治理與挖掘CCTVCCTV更智慧的輔助決策更智慧的輔助決策IaaSIaaSPaaSPaaSC CaaSaaSC CaaSaaS4.結語（1 1）公路基礎設施數字化是一個巨大復雜的工程，是未來智慧公路）公路基礎設施數字化是一個巨大復雜的工程，是未來智慧公路發展的方向及基礎；需分公路等級、數據需求強度分類推進公路基發展的方向及基礎；需分公路等級、數據需求強度分類推進公路基礎設施的數字化；礎設施的數字化；（2 2）可由部分重點工程、關鍵基礎設施，以及新建工程先行試點開）可由部分重點工程、關鍵基礎設施，以及新建工程先行試點開始。始。（3 3）關注數據標準、自主平臺軟件的開發及應用；）關注數據標準、自主平臺軟件的開發及應用；（4 4）關注各種不同通訊方式的融合應用；）關注各種不同通訊方式的融合應用；正在開展的正在開展的公路智能化數字技術規范公路智能化數字技術規范（20212021-20222022）是這項工作）是這項工作的重要基礎；的重要基礎；