新一代国家交通控制网面向的智慧公路发展思考

新一代国家交通控制网面向的智慧公路发展思考 汇报内容 01新一代交通控制网概述 新一代交通控制网的概念 新一代国家交通控制网总体定义 新一代国家交通控制网是由道路基础设施、车辆和支撑运行与服务系统组成的一个边界开放的复杂系统 各单元、各部分、各子系统间可实时交换数据 系统、子系统和车载系统可以根据实时交通状态、气象条件、客流趋势进行各种调节一如控制策略，限制和诱导措施，运行方式、服务协调等 使交通运输系统处在依据实时数据的动态调整和寻优的过程中，并具有较高的可靠性、应变性和安全性 它可以支撑实现路网承载能力和交通出行需求之间的平衡 实现对整体路网各层级交通流的调度或控制 一最大限度发挥路网使用功能和运输系统的服务功能 新一代交通控制网的特点 信息化和功能专业化的基础设施 土木工程基础设施+无线通信和传感系统-形成新一代道路信息基础设施环境： 在道路设施的交通承载功能和形式上进行创新 智能化与电动化的运载工具 具备互联功能的智能汽车：电动汽车；自主驾驶汽车； 开放，共享、协同的管理与服务系统 支持各种交通服务的人性化和定制化，应变能力和可靠性高：支持具备车载控制功能的车辆实现控制环境下的自主运行：支持具备信息诱导的人驾驶车辆高效运行：支持兼具轨道交通组织化程度高和道路交通灵活性高的双模式公交系统： 支持智能车辆在队列控制和自由行驶功能间自如切换： 支持以及分时租赁和共享汽车的商业化运行。 新一代交通控制网的愿景 在既有土木工程设施基础上，依靠智能化和信息化提升公路安全水平和服务水平 创新基础设施结构和服务方式 形成服务和制造新产业 02公路交通发展面临形势 公路交通安全运行态势依然严峻 高速公路事故及事故严重程度等问题依然突出区域性拥堵，恶劣气象等阻断事件频发突发事件影响时空范围成网络化扩散态势 公路运行面临的压力和挑战剧增 自动驾驶技术：掀起一场交通运输的革命 自动驾驶无人驾驶车的上路势必改变人们出行和运输的方式，重塑交通体系，交通规则和法则。 《欧洲自动驾驶智能系统技术路线报告》2020年，可实现排污降20%、交通伤亡率降50%；2050年，排污降50%、交通伤亡率近零《美国ITS战略计划2015-2019》：实现汽车网联化、加速汽车智能化，&5大战略车辆和道路更安全、增强交通移动性、降低环境影响、促进改革创新、支持交通系统信息共享 基于车路协同的自动驾驶方案 国外智慧公路发展现状 智慧公路逐渐成为国际性热点 日本：构建了面向安全、管理和服务的智慧公路体系，进入Smartway时代。 智慧公路逐渐成为国际性热点 欧洲：开展了Easyway项目和合作式智能交通走廊应用示范。 智慧公路逐渐成为国际性热点 欧洲“第五代公路” 自适应道路（Theadaptableroad） 自动化道路（Theautomatedroad） 气候变化韧性道路（Theclimatechangeresilientroad） 国外智慧公路发展一德国 智慧公路测试平台全长140公里，在纽伦堡和慕尼黑之间的高速公路上。 目前，在ITS走廊各合作伙伴间正在进行实际交通条件下的测试，而数据通信的主要技术解决方案就是标准化。而非技术方面，如组织结构、安全措施等正在起草中。 测试目标： （1）为工业和科学研究提供真实的道路条件实验室，实现驾驶创新： （2）推动科学研究；（3）提升公众的接受度：（4）发展智慧化的未来交通基础设施。 国外智慧公路发展-德国 测试基础条件： 1）满足高通信要求的4G网络全覆盖：2）1Gbit/s的高速LAN连接：3）V2VandtheV2I通信：4）可以危险预警和天气提示，并调节交通流量的动态交通管理系统5）标准化的机动车数据市场（MobilityDataMarketplace,MDM) :6）高精度地图；7）车路协同及自动驾驶测试（ConnetedandAutomateddriving）路侧设施，可获取车辆的准确位置。 智慧公路逐渐成为国际性热点 美国：开展面向运营管理的智慧通道建设与面向车路合作的互联车辆计划。 04智慧公路发展总体思路 智慧公路顶层设计的思考 概念>不仅仅局限于信息系统 总体框架 整体性、有效性、可持续新建或扩建时，旧系统不废弃；新建部分与原有部分融合工 作部分系统的先行建设与整体的协调；先行建设系统可独立工作部分与整体协调和一致 技术体系 在新技术环境下重新设计技术体系 服务功能的稳定和技术的包容 实现路径 一示范引领、标准支撑、全国实施 未来智慧公路运行、管理与服务的概念 由人、车、路、环境多子系统构成的、多层级、多方式、边界开放的系统，在不同的时代、依靠不断进步的技术、采用不同的控制策略、针对各种服务对象提供水平越来越高的服务。 智慧公路总体框架 智能道路基础设施 智能化基础设施 新建的与既有交通控制系统或高速公路监控系统互操作的控制平台，或既有系统升级改造对交通系统实施本地、通道以及网络级控制，对不同运输方式实施协调控制为智能化运载工具和行人提供安全高效的环境条件。 基础设施无线传感网建设新型专用道路基础设施，满足新代智能道路控制和智能车辆按照控制策略运行在既有基础设施上进行车道分割或改造而形成的专用车道、专用停车场专门的封闭区域新建的专用车道、专用停车场、交通枢纽等。 交通运行控制平台 交通运行云平台 车辆行驶控制子系统 车辆控制与服务系统 大容量基础通信系统交通数据获取设施专用无线通信设施高精度定位系统高精度地理信息系统（地图） 具备通信和智能化功能的车辆（车辆制造商）路侧信息装置、控制装置车辆与路侧装置可互操作，具备一定程度的自动操控功能新一代虚拟现实和现实增强交通信息服务系统 智能和信息化设施 智能和信息化设施 逐渐升级和完善原有的机电系统设计理念 从上世纪90年代发展起来的交通工程机电系统体系已经不适应当前的技术与需求 检测器（稀疏布设）→→传感器及传感器网（全覆盖） 铜缆通信→→光纤通信→→宽带无线通信（无处不在 可变信息板→→车载终端、智能手机（人手一部、多部 技术装备发生革命性变化（上世纪80年代不可想象） 计算机、卫星、互联网、手机、无线互联网智能化运载工具 交易和交流方式发生变化 >网购、网上会议、网上办公>电子商务、物流 与自动驾驶、车路协同相适应 从路侧智能基站建设切入，建立智慧公路体系 路侧智能基站是路侧智能数据与通信平台 =可以每15km（边远地区10km）布设 具备数据采集、通信、供电组合功能 >高速公路具有排他性的设施 一围绕路侧智能基站创新高速公路智能信息网 实现高速公路数据传感网 多种数据来集方式（自前可部署3种以上）创立为公路运行和管理采集数据的新模式车与路、路与通信网的数据枢纽 高速无线数据交互●衔接4G/5G，以及高速局域网>本地小型数据中心 智能基站为核心的技术架构体系 数据采集、预处理、打包、： 数据链系统：基站作为智能互联体系中的基本单元衔接传感器、终端、车辆、数据中心、指挥控制系统、 以高精度地图和定位为扩展应用平台 与国家地理信息局联手打造高速公路高精度地图一搭载和创新公路运行、管理和养护各种应用 公路设施管理公路养护高速公路紧急事件探测与响应高速公路应急救援分车道运行状态评估分车道交通透导与管理 基于AI的路网管理运行平台 联网收费系统 >开放式收费制式：车辆行驶一段路就缴纳一段路的通行费，不再存在庞大的费率表和拆分业务。 无站自由流收费：车辆自由行驶状态下，每经过一个收费点，收费系统自动计费，并从用户自行设定的支付账户中扣取通行费。 通行费票据：全部开具电子发票：用户可通过多种渠道获取电子发票。 >完备的稽查和信用体系 一拓展应用：不仅用于收费业务，还作为全面提升路网运行管理和服务能力、建设“数字化智能公路”的重要载体。 构建适应自动驾驶的智慧公路的发展体系 05 智慧公路相关工作部署 智慧公路工作部署 智慧公路试点工程 交通运输部规划司“新一代国家交通控制网与智慧公路”试点 2017年7月正式启动 >2017年底，开展督导工作 >2018年2月，确定试点主题 中华人民共和国交通运输部办公厅 中华人民共和国交通运输事办公厅 中华人民共和国安通运物部 2017年2月，交通运输部正式启动“新一代国家交通控制网与智慧公路示范工程”，选定8个省市作为承担单位，2018年2月增加为9个省。 智慧公路试点工程 试点主题与布局 关键基础支撑·基础设施数字化北京、河北、河南、浙江前瞻性技术落地应用·路运一体化北京、河北、广东战略性技术推广应用·北斗高精度定位综合应用江西、河北、广东·基于大数据的路网综合管理服务面向管理方服务福建、河南、浙江江西面向公众服务"互联网+”路网综合服务吉林、广东城市交通、测试区域·新一代国家交通控制网江苏、浙江 试点主题 基础设施数字化 ·应用三维可测实景技术、高精度地图等，实现公路设施的数字化采集、管理与应用，构建公路设施资产动态管理系统：选取桥梁、隧道、边坡等，建设基础设施智能监测传感网，实现交通基础设施安全状态综合感知和安全状态态势分析及预警功能 北斗高精度定位综合应用 ·建设北斗高精度基础设施，实现北斗信号在示范路段（含隧道）的全覆盖，在灾害频发路段实施长期、可靠的监测与预警服务：探索开展基于北斗高精度定位的高速公路通行费收费应用研究，强化技术储备： “互联网+”路网综合服务 ·利用“互联网+”技术，探索基于车辆特征识别的不停车移动支付技术。开展基丁移动互联网的服务区停车位和充电设施引导、预约以及费用支付等增值服务 探索开展高速公路动态充电示范，实现新能源汽车动/静态充电。开展低温条件下精准气象感知及预测，以及车路协同安全辅助服务等 试点主题 基础设施数字化 ·应用三维可测实景技术、高精度地图等，实现公路设施的数字化采集、管理与应用，构建公路设施资产动态管理系统：选取桥梁、隧道、边坡等，建设基础设施智能监测传感网，实现交通基础设施安全状态综合感知和安全状态态势分析及预警功能 北斗高精度定位综合应用 ·建设北斗高精度基础设施，实现北斗信号在示范路段（含隧道）的全覆盖，在灾害频发路段实施长期、可靠的监测与预警服务：探索开展基于北斗高精度定位的高速公路通行费收费应用研究，强化技术储备： “互联网+”路网综合服务 ·利用“互联网+”技术，探索基于车辆特征识别的不停车移动支付技术。开展基丁移动互联网的服务区停车位和充电设施引导、预约以及费用支付等增值服务 探索开展高速公路动态充电示范，实现新能源汽车动/静态充电。开展低温条件下精准气象感知及预测，以及车路协同安全辅助服务等 试点工程实施进度 智慧公路试点特色 北京、河北依托京礼、京雄高速探索自动驾驶和车路协同服务 智慧公路试点特色 江西省积极探索北斗高精度技术在自由流收费方面创新应用，建设了8条验证车道，实现车辆高速通过试验车道并完成无感支付自前正结合取消省界高速公路收费站工作，优化北斗+TC应用方案， 智慧公路试点特色 浙江省依托杭州绕城西复线、杭绍甬高速开展试点，实现基础设施的数字化管理，开展车路协同和自动驾驶试点 智慧公路试点特色 江苏省围绕打造新一代国家交通控制网原型系统，已初步建成半开放测试区和智能商用车检基地，并获得国家市场监督总局“国家智能商用车质量监督检验中心”等相关资质 智慧公路试点特色 吉林省围绕北方季冻、冰雪气候条件，开展了特殊气象条件下的基础设施运行监测、养护和应急指挥调度等应用。 季冻区能源互联网 精雅气象颈测衣颈防性差护 新能源分布式并网充电桩性能试验分布式智慧供电能耗监测及预防性养护 综合展示 应急养护 伴随服务 应急联动 隧道应急广播无人机巡查精准气象预警手持车载终端 智慧公路试点特色 河南省以构建物流通道交通运行要素快速、准