2022智慧高速公路建设指南(北京版).docx
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1、智慧高速公路建设指南 目次前言31 范围42 规范性引用文件43 术语和定义53.1 术语和定义54 缩略语65 总体思路65.1 建设原则65.2 建设目标75.3 总体架构75.4 建设分类96 智慧化感知156.1 一般规定156.2 建设工程状态感知156.3 基础设施状态感知156.4 重点区域状态感知166.5 交通状态感知166.6 环境感知177 智慧化服务187.1 一般规定187.2 通行收费服务187.3 车道级服务187.4 准全天候通行187.5 精准气象服务197.6 伴随式信息服务197.7 智慧服务区服务207.8 车路协同及自动驾驶服务218 智慧化管理222
2、 8.1 一般规定228.2 智慧建设228.3 智慧运营238.4 智慧养护258.5 智慧决策269 智能中台269.1 一般规定269.2 基础中台269.3 知识中台2710 云平台2910.1 一般规定2910.2 云平台要求2911 支撑及保障2911.1 一般规定2911.2 边缘基础设施2911.3 设施供电3011.4 融合通信3011.5 信息安全30 高速公路建设指南1 范围本指南适用于新建、改(扩)建智慧高速公路建设,以及营运高速公路智慧化提升改造建设。 本指南对智慧高速公路总体架构、建设、管理、养护、运营、服务及支撑体系提供了建设指导与技术建议。 智慧高速公路建设除执
3、行本指南外,尚应执行现行国家、行业和本市的相关法律、规章、规范、标准等规定。 2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 20839-2007 智能运输系统 通用术语 GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护安全设计技术要求GB/T 22240 信息安全技术 网络安全等级保护定级指南 GB/T 28789 视频交通事件检测器 GB/T 29101 道路交通信息服务 数据服务质量规范 GB/T 29102 道路交通信息服务 通过调频数据广播发
4、布的道路交通信息GB/T 29111 道路交通信息服务 通过蜂窝网络发布的交通信息 GB/T 31024.1 合作式智能运输系统 专用短程通信GB/T 32399 信息技术 云计算 参考架构 GB/T 33697 公路交通气象监测设施技术要求GB/T 37378 交通运输信息安全规范 GB/T 37721 信息技术 大数据分析系统功能要求 GB/T 37722 信息技术 大数据存储与处理系统功能要求GB 50982 建筑与桥梁结构监测技术规范 BD 440013 北斗地基增强系统基准站建设技术规范GA/T 994 道路交通信息发布规范 JTG/T 6303.1 收费公路移动支付技术规范 第一册
5、 停车移动支付JTG/T E61 公路路面技术状况自动化检测规程 JTG D80 高速公路交通工程及沿线设施设计通用规范JTG D70-2-14 18567公路隧道设计规范 JT/T 1032 雾天公路行车安全诱导装置 JT/T 1037 公路桥梁结构安全监测系统技术规程 交通运输部 2012 年第 3 号公告 高速公路监控技术要求交通运输部 2012 年第 3 号公告 高速公路通信技术要求 交通运输部关于印发取消高速公路省界收费站工程建设方案的通知(交办公路函2019387号) 国务院办公厅关于印发深化收费公路制度改革 取消高速公路省界收费站实施方案的通知(国办发201923号) 取消高速公
6、路省界收费站总体技术方案(交办公路函2019320号) 高速公路ETC门架系统技术要求(交办公路函2019856号) 高速公路复合通行卡(CPC)技术要求(交通部43号公告) 高速公路通信技术要求 高速公路信息通信系统联网技术要求 公路网运行监测与服务暂行技术要求(交通运输部,2012年) 公路工程适应自动驾驶附属设施技术规范(征求意见稿) 公路信息化技术规范(征求意见稿) 公路网运行监测技术规范(征求意见稿) 高速公路服务区信息化建设工作指南(征求意见稿) 智慧高速公路分级(征求意见稿) 浙江省智慧高速公路建设指南(暂行,ZJ/ZN 2020-01) 江苏省智慧高速公路建设技术指南(JSIT
7、S/T 0001-2020) 山东省智慧高速公路建设指南(试行,SDITS/GL 2021-01) 北京市“十四五”时期智慧交通发展规划(征求意见稿) 3 术语和定义3.1 术语和定义3.1.1 智慧高速公路 smart expressway基于管理者业务需求及用户出行需求,以数据为核心,充分利用新一代技术,实现智慧化感知、智慧化服务、智慧化管理,促进人车路环境的深度融合及协同,最终实现建设、管理、养护、运营、服务全过程数字化和智能化的高速公路。 3.1.2 伴随式信息服务 location based service利用多元交通信息数据,采用多种信息发布渠道,为用户提供基于位置的出行全过程信
8、息服务。 3.1.3 智慧服务区 smart service area为用户提供车辆服务、出行信息服务等智能化服务的高速公路服务区。 3.1.4 车路协同 vehicle-infrastructure cooperation利用无线通信、新一代互联网等技术,通过对高速公路、行驶车辆的智慧感知,实现高速公路的车与车、车与路的信息实时交互,确保行驶车辆的主动安全控制和道路协同管理,提高道路通行能力和安全水平。 高速公路车路协同分为狭义和广义概念,狭义高速公路车路协同特指高速公路车路协同自动驾驶; 广义高速公路车路协同包括高速公路车路协同自动驾驶、车载设备与路侧系统的协同、高速公路沿线设施与驾驶人员
9、协同等。 3.1.5 边缘计算设备 edge computing device部署在道路沿线,完成交通信息汇集、分析与处理的装置。 3.1.6 高精度地图 high precision digital map包含公路路线、附属设施、安全设施、管理设施、服务设施、标志标线等关键交通要素,平面绝对精度优于1米,每100米的平面相对误差不超过10厘米,具备辅助完成高精度定位功能及道路级和车道级规划能力、车道级引导能力的电子地图。 3.1.7 服务水平 level of service驾驶员感受公路交通流运行状况的质量指标,通常用平均行驶速度、行驶时间、驾驶自由度和交通延误等指标表征。 3.1.8 数
10、字交通 digital transportation8 以数据为关键要素和核心驱动,促进物理和虚拟空间的交通运输活动不断融合、交互作用的现代交通运输体系。 3.1.9 自由流收费 free-flow ETC在没有物理隔离设施的收费公路上, 应用电子收费技术自动完成对多条车道上自由行驶车辆的收费处理, 此种方式称为自由流电子收费方式,也称为多车道电子收费方式或全电子收费方式。GB/T 20839-2007,定义 9.4 3.1.10 准全天候通行 almost all-weather running自动收集道路天气数据并使用该数据制定可提供给驾驶者短期警告或建议,提高雾天、冰雪等特定恶劣气象条件
11、下通行安全性。 4 缩略语BIM 建筑信息模型(Building Information Modeling) ETC 电子不停车收费系统(Electronic Toll Collection) DSRC 专用短程通信技术(Dedicated Short-Range Communications) FM 频率调制(Frequency Modulation) GCJ-02 中国国家测绘局制订的地理信息系统的坐标系统GIS 地理信息系统(Geographic Information System) LTE-V我国具有自主知识产权的V2X技术 MSTP 多业务传送平台(Multi-Service Tr
12、ansport Platform) MTC 人工半自动收费(Manual Toll Collection) NB-IoT 窄带物联网(Narrow Band Internet of Things) OBU 车载单元(On-Board Unit) OTN 光传送网(Optical Transport Network) PTN 分组传送网(Packet Transport Network) RFID 射频识别(Radio Frequency Identification) RSU 路侧单元(Road Side Unit) RTK 实时差分定位(Real Time Kinematic) V2X 车载
13、单元与其他设备通讯(Vehicle to Everything) 5 总体思路5.1 建设原则智慧高速公路建设应以高速公路行业管理者、所有者、运营者和使用者的需求为基础,遵循“统筹布局、因路制宜、先进适用、互联互通、分步实施”的原则,覆盖建设、管理、养护、运营、服务全过程。 统筹布局:智慧高速公路建设应统筹全网调控和路段业务需要,进行整体布局,并紧密结合主体工程、交通工程等。 因路制宜:智慧高速公路建设应根据新建、改扩建、运营高速公路工程实际需求,并结合工程建设阶段、工程特征、服务水平、运营特征和交通特性,确定具体路段的建设内容。 先进适用:智慧高速公路建设宜结合技术发展趋势评估投入、产出效益
14、,指导建设过程中新技术、新产品的选型。 互联互通:智慧高速公路能够在人、车、路之间实现数据的互联互通,在区域内及京津冀之间实现数据互联互通。 分步实施:智慧高速公路建设应统筹应用场景、建设内容和建设时序, 实现技术研发、测试验证、试点示范、推广应用迭代演进的正向闭环,稳步推进项目实施。 5.2 建设目标智慧高速公路应充分发挥高速公路的功能属性,集成先进的感知技术、传输技术、信息处理技术、控制技术等,形成开放共用的基础平台,最终实现“协同、便捷、快速、绿色、安全”的目标,具体如下: 协同:包含人、车、路之间数据的互联互通、信息协同;高速公路相关业务单位之间数据及业务的协同;以及京津冀地区路网交通
15、数据及业务的协同。 便捷:全方位、多渠道(互联网、广播、智慧情报板等)、伴随式、不间断、全流程的信息服务; 提供ETC、多种方式的移动支付以及无感支付的收费服务;服务区提供对加油、充电、购物等业务的自助服务。 快速:面向业务单位的各类状态信息、事件信息的快速获取,以及面向出行者的信息伴随式、多渠道快速信息发布;业务单位快速有效地执行管理、养护工作,能够快速地进行应急响应;能够提高通行速度,降低拥堵时长。 绿色: 提高新能源在高速公路的使用率,节省传统能源;通过水、电、气、热等智能化管控,建设相应的节能配电设施,降低能源消耗;设施建设使用新材料,减少对环境的影响。 安全:提高极端天气下的安全保障
16、,提高关键地点、特定时间段的安全保障能力,最大限度减少事故数量,降低事故严重程度,实现高速公路准全天候通行。 5.3 总体架构北京市智慧高速公路总体架构可分为智慧化感知、智慧化服务、智慧化管理、智能中台、云平台、支撑及保障六部分内容。各部分内容的组成关系如下图。 图1 智慧高速公路建设总体架构智慧化感知包含高速公路建设工程过程中的状态感知、重点区域等基础设施感知、交通状态监测和环境感知,主要是融合应用多种监测设备实现人、车、路、环境的状态感知,为智慧化服务和智慧化管理提供数据支撑。 支撑保障包含融合通信、设施供电以及边缘基础设施,为智慧化管理和智慧化服务提供基础保障。设施供电确保感知层监测设备
17、设施、边缘基础设施以及云平台供配电。融合通信确保物理层的互联互通。边缘基础设施确保靠近用户侧的服务保障。 云平台提供云基础计算资源、存储资源、云安全资源以及数据资源层。平台具备大规模和扁平化接入能力,具有快速动态、安全可靠的计算、存储、网络资源分配。数据资源层为感知层的数据接入提供数据通用的治理以及管理,为智慧化管理和智慧化服务提供信息基础设施资源支撑。 智能中台包含知识中台和基础中台。基础中台包括算法及模型管理中台、数据服务中台和空间地理信息中台。基础中台为知识中台智慧化管理、智慧化服务提供通用的、智能的IT服务能力。数据服务中台封装的数据服务,打通跨系统的壁垒。交通业务中台包括交通流算法等
18、为交通业务提供智能业务服务, 为智慧化管理和智慧化服务提供高效的AI及大数据支撑。 智慧化管理包含建设阶段的管理、运营阶段的管理和养护运维阶段的管理以及决策支持,主要面向高速公路行业管理者、运营者及所有者人员。 智慧服务包含通行收费服务、车道级服务、准全天候通行、精准气象服务、伴随式信息服务和智慧服务区服务,主要面向高速公路驾乘人员等使用者。 5.4 建设分类感感知方式: 人工自动知感知手段丰富度: 单一技术手段多样技术手段能感知对象广度: 重点部位全路段力感知设备智慧化程度: 简单智慧深度智慧处理能力数据来源: 单一处理方式: 人工处理协同程度: 简单协同处理智慧化程度: 简单智慧多源自动高
19、效协同深度智慧服务 能和 力管理服务渠道丰富性: 单一多源融合服务便利性: 方便不方便服务内容丰富程度: 群体通用服务个体个性化服务服务智慧化程度: 协同智慧深度智慧低智慧化程度高依据国家综合立体交通网规划纲要,结合北京市“十四五”时期智慧交通发展规划(征求意见稿) 从感知能力、处理能力以及服务和管理能力支持三个能力方面衡量智慧高速公路的智慧等级。每个方面的能力指标从多个维度进行分解。 图2智慧化程度分类1) 感知能力方面从感知方式(人工/自动),感知手段丰富程度(单一技术手段/多样技术手段) 、感知对象广度(重点部位/全路段)和感知设备智慧化(简单智慧/深度智慧)程度四个维度表达感知能力;
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