XX省交通厅沿江高速智慧化建设方案V1.0

XX省交通厅沿江高速智慧化建设方案V1.011沿江高速改扩建方案简介沿江高速智慧化建设的需求沿江高速智慧化建设的方案23CONTENTS目录第一部分沿江高速改扩建方案简介PART

01√

沿江简介 √

交通量 √

建设方案31.1 沿江简介-路段现状及断面形式4终点常熟张家港

江阴

武进董浜枢纽太仓北枢纽四车道六车道28m路基标准横断面图

上海起点苏沪界～董浜枢纽K0+134.300～

K32+346.681董浜枢纽～常州南互通K32+346.681～K134+919.003四车道断面28m六车道断面35m1.2

沿江交通量2021年1-4月交通量及服务水平三级5四级五级流量pcu/h.lnfhvv/c服务水平太仓主线至太仓东虚拟点822801970.780.620.89四沿江枢纽至沙溪677251603.720.630.73三沙溪至沙溪枢纽654001509.220.460.96五太仓西虚拟点至太仓东虚拟点727941830.210.600.82四太仓新区至太仓西虚拟点797581931.470.620.87四沿江枢纽至太仓新区735741734.760.630.79四沙溪枢纽至董浜枢纽649461494.070.460.95五六车道平均723541724.890.630.78四1.2

沿江交通量2021年1-4月交通量及服务水平三级6五级四级流量pcu/h.lnfhvv/c服务水平董浜枢纽至常熟482841643.290.660.75三常熟至常熟北445851528.420.470.97五凤凰至常熟北488161609.280.680.73三张家港枢纽至凤凰496201623.990.680.74三张家港至张家港枢纽593831870.220.700.86四张家港至杨舍枢纽621991940.970.710.89四杨舍枢纽至江阴新桥572441792.660.710.82四江阴新桥至华西588261823.790.710.84四霞客至华西621421902.100.720.87四霞客至峭岐枢纽637951920.320.730.88四青阳至峭岐枢纽431431311.110.550.79四青阳至横林枢纽459881414.100.540.86四戚墅堰至横林枢纽592971877.060.700.86四戚墅堰至常州南531751691.570.700.78四宁常沿江分界点至常州南529761685.180.700.77四四车道平均539651708.940.700.78四7苏沪交界至太仓北枢纽段董浜枢纽至太仓北枢纽段太仓北枢纽至常州南互通段移位新建2处互通式立交，分别为常熟北互通、长寿互通（原霞客互通）；新增5处互通式立交，分别为支塘互通、大义互通（新204国道改线）、徐霞客互通、芙蓉互通、礼嘉互通。全线原位扩建新桥、芙蓉共2处服务区，利用沙溪服务区1处。1.3

沿江高速改扩建

建设方案PART

02第二部分沿江高速智慧化建设的需求√

事故及流量规律 √

互通及枢纽节点多 √

信息化手段落后√

工可初审意见 √

十车道的特殊要求 √

车路协同的发展趋势82.1

沿江事故及流量规律沿江高速2020年总事故数量为2097起，其中分流点占比为19.12%，合流点占比为21.41%92.1

沿江事故及流量规律由2021年春节、清明、五一三个法定节假日车流量数据可知，节假日前期南京方向车流量明显增大，而节假日后期开往上海方向车流量明显增加。102.1

沿江事故及流量规律根据2021年节假日数据分析，客车占比在0-6时之间为低谷期，2-4时客车占比为一日中最低，随后客车占比在8-10时达到一个高峰，在12时左右为日间的一个小低谷，16-18时再次达到阶段峰值。112.2

互通及枢纽节点多目前，沿江高速主线长度为134.865公里，主线范围内有太仓北枢纽、沙溪枢纽、董浜枢纽、张家港枢纽、杨舍枢纽、峭岐枢纽、横林枢纽，共7处枢纽，互通17处，服务区3处，共27处节点，平均每4.995km就会有一个节点，互通、枢纽节点数量多，间距短，节点车辆转换无序，易造成交通事故，并给管理带来困难。122.3

信息化手段落后信息采集覆盖面不全，车与路没有很好协同信息孤岛现象比较严重，各个子系统各自为政，没有实现业务互通、信息共享异常事件以人工巡检为主，缺乏有效预警缺少多维度的数据，两客一危、绿通车辆、缴费车辆车型数据等等信息不全存在问题132.4-2.5

工可审查意见及十车道特殊要求交通部已将智慧高速的建设要求列入工可初审意见太仓北至董浜路段，全长26km，扩建后为双向十车道，路面宽度为53.5m。沿江扩建后的十车道，为左右硬路肩+5个车道的形式，实际上共14个车道。十车道的特殊要求，需要更高等级的交通安全及效率保障，需要更高效率的运营管理，需要更人性化的交通服务。142.6

车路协同的发展趋势152019年7月，交通运输部印发《数字交通发展规划纲要》，明确加快交通运输向数字化、网络化、智能化发展2019年9月，中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》，要求大力发展智慧交通2020年2月，11部委联合下发“关于印发《智能汽车创新发展战略》的通知”，实现“人-车-路-云”系统协同性2020年11月，《江苏省智慧高速建设技术指南》提出江苏省近远期目标、原则、总体思路及总体框架《智能网联汽车技术路线图2.0》的描述：2025

年，PA

(

部分自动驾驶

)

、CA

(

有条件自动驾驶

)

级智能网联汽车渗透率进一步提升，市场份额超过

50%，C-V2X

(

无线传感器系统，先进无线通讯技术

)

终端新车装配率达50%，HA

(

高度自动驾驶)

级智能网联汽车实现限定区域和特定场景商业化应用。到

2030

年，PA、CA

级智能网联汽车市场份额超过

70%，HA

级智能网联汽车市场份额达到20%，并在高速公路广泛应用、在部分城市道路规模化应用。到2035

年，中国方案智能网联汽车技术和产业体系全面建成、产业生态健全完善，整车智能化水平显著提升，HA

级智能网联汽车大规模应用。PART

0316第三部分沿江高速智慧化建设的方案探讨√3.1

全国智慧高速的建设现状√3.2

智慧高速建设存在的问题√3.3

沿江高速智慧化建设的方案探索3.1

智慧高速的建设现状全国智慧高速示范项目进展示意图北京京雄智慧高速公路河北延崇智慧高速公路山东滨莱高速公路四川龙池试验场测河南机西高速公路浙江杭绍甬智慧高速公路江西昌九高速公路广东广乐高速公路广西南宁沙井至吴圩智慧公路海南环岛旅游公路已建成未建成17虽然智慧高速公路可实现对交通运行状态全面感知和监测，实现道路的精细化管控、

为不同智能化等级的车辆提供个性化出行服务，但目前我国智慧高速的建设仍旧存在不同程度的隐患及不足虽然目前有较多针对智慧高速建设的设计方案，但是由于政策限制、技术瓶颈、资金紧缺等方面的原因，多数项目仅停留在方案设计阶段，建成落地的较少。现有部分智慧高速设计方案并未根据当地环境和建设需要，制定较为细致具体并且有针对性的建设方案，无法发挥智慧高速的优势，造成资源浪费。供需之间缺乏协调统一，主要是指基础设施供给在时间上和空间上与需求的不匹配，无法及时有效的针对需求来配建相对应的硬件设施。183.2

智慧高速建设存在的问题3.3

沿江高速智慧化建设的思路对全线8车道的路段加强全域信息感知及主动管控，重点打造10车道路段，使其成为“真正的智慧高速”。异常事件预警道路动态管控车路协同全域信息感知部分信息感知普通高速公路沿江高速全线8车道建设目标10车道示范路段建设目标计算层传输层感知层常规路段应用层示范路段应用层沿江高速智慧化建设系统框架常规路段与示范路段共享感知层、计算层、传输层，应用层相互分离。创新引领

数据赋能勇于探索

试点先行统筹设计

整合资源安全可靠

自主可控193.3

沿江高速智慧化建设的思路传统高速公路系统沿江智慧高速公路系统基于外场设备采集交通信息、气象信息、交通事件信息，通过运监控系统算中心实现数据处理，最终实现监控及收费功能，并对交通流进收费系统行简单控制。基于有线通信技术和无线通信技术为高速公路运营管理及监控、通信系统收费系统实施提供必要的话音业务及数据、图像信息传输通道。全域感知沿江高速

“端-边-云”一体化全域数据感知。动态管控车道级别的精细化协同管控与动态仿真验证。事件预警交通事件实时检测预警与动态协同调度。车路协同设备与系统运行维护，车辆实时通信，保障车路协同。融合升级203.3.1

全域信息感知——概述沿江高速江苏段全长104公里，与沪蓉高速、京沪高速、靖张高速、通锡高速、沈海高速、常台高速、太仓港北疏港高速、沪宜高速相交接，通过感知设备和通讯设备能够实时获取本高速以及相邻高速的信息（图中灰色箭头所示）。213.3.1

全域信息感知——概述01020301

交通流检测设备高清广角摄像头、微波雷达红外摄像头、固态激光雷达02

交通事件检测设备超高超载车辆检测器、雷视事件检测一体机03

气象监测设备多功能气象检测器223.3.1

全域信息感知——基本要求沿江智慧高速事件检测出行服务车道管控信息流全域感知全域感知为沿江智慧高速实现道路管控、事件检测和车路协同三大功能提供信息输入，是沿江智慧高速各个功能实现的数据支撑

。数据预测数据融合处理数据分析挖掘信息感知交通流检测设备交通事件检测设备气象监测设备车牌识别检测设备…233.3.1

全域信息感知——基本要求道路管控事件检测车路协同沿江智慧高速功能普通车道自动驾驶专用道交通流量、分车道车型、车速车流量、速度、车头时距、间距、区域停车数、停车时长、停车次数、排队长度、平均延误、空间占有率、气象信息（雨量、风速风向、能见度、温湿度）等车流量、车速、拥堵信息、气象信息等本车及周围车辆速度、位置、加速度、车流量、平均速度、车道占用情况、气象信息、平均密度、车道占用率、拥堵等级、预计通行时间、匝道车辆检测、车辆异常轨迹、交通管制等信息实现功能实现功能实现功能实现功能高清广角摄像头固态激光雷达雷视事件检测一体机多功能气象检测器超高超载车辆检测器高清广角摄像头雷视事件检测一体机超高超载车辆检测器多功能气象检测器固态激光雷达微波雷达高清广角摄像头红外摄像头雷视事件检测一体机多功能气象检测器检测信息检测信息检测信息检测信息150m200m200m200m300m150m100m200m检测距离150m200m243.3.1

全域信息感知——设备布设交通事件检测设备(间距1km)RSU(间距500m)RSU(间距200m)气象监测设备(间距10km)5D=200

mD=200

mD=200

mD=200

m沙溪入口

匝道沪武高速交通信息采集设备雷视事件检测一体机(间距200m)253.3.1

全域信息感知——设备布设中云500m200m杆件RSU雷视事件检测一体机交通事件检测设备RSU微云气象监测设备交通信息采集设备沪武高速26沙溪出口匝道3.3.1

全域信息感知——信息融合沿江高速全域信息感知沿江高速常规交通数据采集与交通运行状态分析（已实现）沿江高速“端-边-云”一体化全域“车”“路”“交通”数据动态感知（需调整设备布设，技术可行）相邻路段融合数据汇聚相邻道路全时段车辆流量/流向的动态统计分析（已实现）相邻道路车辆车型、车速等相关信息动态统计分析（待实现）相邻道路车流运行态势分析与交通事件检测预警（待实现）273.3.1

全域信息感知——功能应用以江阴大桥交通流运行状况为例，进行全域感知后能够及时检测拥堵缓行状态并根据缓行长度、参与缓行的车辆数执行不同级别的预案，及时采取交通管制措施疏散拥堵车流，避免因拥堵过重导致局部路段瘫痪。及时通过全域感知发现缓行车辆并执行相应预案，能有效缓解拥堵缓行，提高行车效率。基于全域感知功能执行拥堵缓行预案——以江阴大桥为例12512011511010510095901

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101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960速度时变图不采取预案 一级预案 二级预案 三、四级预案28速度：km/h时间：min3.3.2

道路动态管控——车道动态管控的概述在高速公路上，客车和货车在不同时间段的交通量相差较大，客货车道动态管控能实现交通流在时间上的合理分配，降低延误、提高通行能力。降低道路延误客车和货车行驶速度不同，通常相差10-20km/h，客货车道动态管控能够实现交通流在空间上的合理分配，使行驶速度相似的车辆处于稳定的跟随状态，提高出行者满意度。提升出行者满意度提高运输 保证运输货物的大货车快速稳定的通行，从而提高整效率 条道路和区域路网的交通运输能力。动态管控优势小客车在白天早晚高峰交通量较大，而货车交通量在晚上较大。高速公路客货车比例时变图293.3.2

道路动态管控——枢纽节点动态管控的概述交通状态估计算法匝道控制算法驾驶员行为分析无控制匝道关闭结合交通流诱导交通状况(较)畅通交通状况较为拥堵交通状况拥堵交通严重拥堵单匝道控制情报板信息控制匝机控制交通流诱导策略高速公路主路匝道管控策略智慧高速通过对主线车流的实时感知，并结合汇入高速及地面流量情况智能调控匝道智能控制信号灯，做到间歇性、拉链式交替通行，有效减少无序交织带来的拥堵和安全隐患，实现“高地联动”和“高高联动”。303.3.2

道路动态管控——系统构成流量感知模块：实时检测交通流信息数据处理与决策模块：对道路管控模型进行最优化求解及仿真验证显示模块：显示道路管控信息通信模块：实现各模块之间的信息交互道路动态管控流程开始交通流信息采集（车型识别、流量检测）方案合理可行寻求次优解向车载OBU和手机APP发布最佳方案信息否按照最佳方案更改路侧车道标识按照最佳方案确定枢纽节点的信号控制方案是仿真验证最优解方案道路动态管控模型最优化求解动态管控系统架构流量感知数据处理与决策显示数据通信车道动态管控枢纽节点动态管控313.3.2

道路动态管控——流量感知模块恶劣环境下交通流信息采集分车道交通信息感知流量、车型、速度信息检测流量感知模块由智能感知设备组成，通过先进的智能感知技术对各条车道的交通流量、车型及车速进行采集，具备在恶劣天气（如大雾、雨雪天气）正常采集交通流信息的能力，为道路管控功能提供基础信息。采集到的信息实时传输给数据处理与决策模块，作为管控模型的基础数据辅助探索适用于当前交通运行状态的最佳道路管控方案。323.3.2

道路动态管控——数据处理与决策模块数据处理与决策模块内嵌算法库、参数存储库、地图存储库、仿真平台、评估体系，算法库包含道路管控模型，可基于车型、流量，数据进行最优化求解，并基于沿江高速地图进行仿真，验证最优管控方案的合理性，并及时传输给显示模块。流量感知模块分车道车型数据分车道流量数据道路管控模型求解输入地图实时仿真及效果评估最佳道路管控方案输出基于动态交通流数据的实时仿真道路管控模型求解算法库流量最佳管控方案场景进行实时仿真最佳道路管控方案实时仿真交通流、地图信息车型流量感知模块输入数据实时交通运行状态数据、地图数据333.3.2

道路动态管控——通信模块无线通信基于5G-V2X/I2X技术实现流量感知模块与数据处理与决策模块、数据处理与决策模块与显示模块、以及OBU和手机APP与流量感知模块间的数据交互。有线通信通过在各路侧通信单元、路侧通信单元与路侧感知设备之间建立光纤连接，实现高速率、大容量的有线通信。路侧通信单元路侧通信单元路侧通信单元…………交换机路侧感知设备

OBU：车载通信单元流量感知模块手机APPOBU数据处理与决策模块显示模块通信模块包含有线通信子模块和无线通信子模块343.3.2

道路动态管控——信息发布模块路侧LED显示屏：显示车道划分、车道限速等信息路侧显示设备希迪智驾OBU2.0CIDI车路协同APP千寻位置+华为+高德地图APP车道级别导航星云互联智能辅助驾驶助理APP车载显示设备车载OBU应用示例：大唐移动ICDC5002 星云互联V-Box手机APP应用示例：353.3.2

道路动态管控——车道动态管控功能应用示例通信模块信息检测模块数据处理与决策模块将内侧货车道转货车数量少变为混合车道客车数量多货车道客车道客车道混货合车车道道1.货车多，客车少2.货车减少，一条货车道转变为混合车道3.按照新的车道分布规则行车显示模块通信模块流量感知模块货车数量多，两条车道为货车专用道363.3.2

道路动态管控——枢纽节点动态管控功能应用示例云平台信息采集

RSU子系统欢迎进入沿江智能网联示范道路信息发布子系统前方严重拥堵！前方拥堵消散前方高速主路拥堵，匝道管控智能通讯系统1.

主路严重拥堵2.

匝道流量限制3.主路拥堵消散4.取消匝道限流智能路侧系统检测到前方主路严重拥堵！匝道管控373.3.3

异常事件的全天候预警——概述路障检测施工检测抛洒物检测拥堵检测逆行检测…异常事件检测场景货物遗撒压线检测变道检测违停检测蛇形行驶检测大车占道检测…1信息采集 事件分类 事件上报 统一管理 事件发布动态监测：实况信息传递 2 精准预判：科学预防事故3智能响应：安全快速消除事故影响538主动预警：有效避免事故 4数据存档：决策支持和事故预案393.3.3

异常事件的全天候预警——信息采集雷达视频一体机采集道路视频图像，通过数据深度融合与目标分类等技术，输出数据类型（包括车流量、速度、状态、队列、时距、间距、区域停车数、停车时长、停车次数、排队长度、平均延误、空间占有率等），传送给路口边缘计算服务器。布设方位全天候采集界面403.3.3

异常事件的全天候预警——事件分类检测器间距事件严重程度分类非重要事件次重要事件重要事件严重事件事件检测性能检测率误报率平均检测时间直接检测算法间接检测算法事件分类主要负责对信息采集的数据初步进行融合处理、分析和判断（模式识别、图像处理、计算机视觉等技术），进而分析交通流实时数据，判断路段是否有事件发生以及事件严重程度分类。事发前交通状态事件检测算法计算中心动态目标深度神经网络检测算法视频图像交通事件事件分类413.3.3

异常事件的全天候预警——事件上报事件上报通过无线通信技术将信息采集到的原始视频信息及事件分类处理后的各类严重事件信息发送至云平台的异常事件模块进行统一处理或保存，该环节是事件管理和数据信息采集的中介。信息感知采集事件侦测分类事件上报模块事件统一管理模块原始视频信息事件严重判别服务器防火墙上报平台Internet5G基站5G网关综合交换机VPN路由器MEC服务器NVR服务器边缘计算单元路口新增机柜路口挂杆交换机雷视一体机云平台3.3.3

异常事件的全天候预警——统一管理统一管理主要是指对上报后的严重程度事故信息进行统一管理，并生成解决方案。事件种类匹配严重程度事件持续时间事件影响范围423.3.3

异常事件的全天候预警——事件发布事件发布主要是指将事故预警信息通过各大媒介发布给道路使用者及管理者。

用于信息发布的技术具体如下：商业广播、交通信息台、可变信息板、互联网/在线服务、车载设备、手持终端/APP等所提供的各种信息发布方法。433.3.3

异常事件的全天候预警——抛洒物场景应用高清摄像机雷视一体机信息采集事件上报云平台统一管理事件发布解决备案应急处理指令位置信息路况信息可变情报板前方道路有抛洒物请减速绕行前方1.5公里处有道路抛洒物，请减速慢行，选择内侧车道行驶1.出现货物遗撒现象2.

将该路况信息传至后方车辆3.后方车辆及时换道行驶4.启动应急处理方案5.恢复正常行驶货物遗撒预警44网络互联化通过先进的车、路感知设备以及I2X和V2X的信息交互对交通环境进行实时高精度感知车辆智能化涵盖不同程度的车辆自动化驾驶阶段，考虑车辆与道路供需间不同程度的分配协同优化系统集成化通过系统（车、路）高效和协同执行感知、预测、决策和控制功能，形成以车路协同自动驾驶为核心的新一代智能交通系统3.3.4

车路协同——概述453.3.4

车路协同——广义的车路协同单车智能无人驾驶车智能网联无人驾驶车前装OBU的智能网联车后装OBU的智能网联车下载APP的普通车普通车463.3.4

车路协同——服务对象提供周围环境信息代替驾驶人的感知交通检测和数据采集模块提供数据支撑分析预判驾驶行为车载计算模块实时反馈车辆与道路交通等信息，提高驾驶安全车载显示模块

高可靠性和低时延的实时通信与自组网防撞预警实时信息交互智能终端多屏映射智慧高速示范道路可以同时面向自动驾驶汽车、前装或后装车载OBU的智能网联车辆以及普通车辆，根据不同的信息服务要求制定多维度和多样化的信息发布机制，实现不同等级的车路协同服务自身不具备通信功能，无法实现车车交互或车路交互47路侧感知终端+车辆感知