智慧高速公路发展课件讲解

智慧高速公路发展

主讲人：武香林广东交通职业技术学院交通运营管理专业教学资源库TransportationOperationManagement

本章学习内容1、交通强国战略中关于智慧高速的展望；2、目前智慧高速的发展现状；3、智慧高速发展的关键技术应用；4、智慧高速示范工程案例简介。交通强国自十九大以来一直到刚刚结束的十九届五中全会，国家对交通强国战略的重视程度持续加深，创新发展的步伐加快。2021年2月，中共中央、国务院印发了《国家综合立体交通网规划纲要》，并发出通知，要求各地区各部门结合实际认真贯彻落实。为加快建设交通强国，构建现代化高质量国家综合立体交通网，支撑现代化经济体系和社会主义现代化强国建设，编制本规划纲要。规划期为2021至2035年，远景展望到本世纪中叶。新基建2018年12月19日至21日，中央经济工作会议在北京举行，会议重新定义了基础设施建设，把5G、人工智能、工业互联网、物联网定义为“新型基础设施建设”。新基建是智慧经济时代贯彻新发展理念，吸收新科技革命成果，实现国家生态化、数字化、智能化、高速化、新旧动能转换与经济结构对称态，建立现代化经济体系的国家基本建设与基础设施建设，包括绿色环保防灾公共卫生服务效能体系建设、5G—互联网—云计算—区块链—物联网基础设施建设、人工智能大数据中心基础设施建设、以大健康产业为中心的产业网基础设施建设、新型城镇化基础设施建设、新兴技术产业孵化升级基础设施建设等，具有创新性、整体性、综合性、系统性、基础性、动态性的特征。新型基础设施建设（简称：新基建），主要包括5G基站建设、特高压、城际高速铁路和城市轨道交通、新能源汽车充电桩、大数据中心、人工智能、工业互联网七大领域，涉及诸多产业链

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，是以新发展理念为前提，以技术创新为驱动，以信息网络为基础，面向高质量发展需要，提供数字转型、智能升级、融合创新等服务的基础设施体系。

1、交通强国战略中关于智慧高速的展望随着新基建的发展所带来的契机，智慧交通行业成为了智能化时代创新变革的关注焦点。交通强国建设促进了智慧交通的发展和进步,可以更好地满足我国智慧交通的发展需求,如今交通的发展和进步,不再重视速度和规模,变得更加重视质量和效益,交通形式也发生了比较显著的变化,各种交通方式开始朝着融合发展方向转变,开始重视创新驱动的变化形式,对于智慧交通的目标以及关键技术,需要重新进行定位和整理。交通强国-发展目标到2020年，完成决胜全面建成小康社会交通建设任务和“十三五”现代综合交通运输体系发展规划各项任务，为交通强国建设奠定坚实基础。（已完成，2018年提出）从2021年到本世纪中叶，分两个阶段推进交通强国建设。到2035年，基本建成交通强国。现代化综合交通体系基本形成，人民满意度明显提高，支撑国家现代化建设能力显著增强；拥有发达的快速网、完善的干线网、广泛的基础网，城乡区域交通协调发展达到新高度；基本形成“全国123出行交通圈”（都市区1小时通勤、城市群2小时通达、全国主要城市3小时覆盖）和“全球123快货物流圈”（国内1天送达、周边国家2天送达、全球主要城市3天送达），旅客联程运输便捷顺畅，货物多式联运高效经济；智能、平安、绿色、共享交通发展水平明显提高，城市交通拥堵基本缓解，无障碍出行服务体系基本完善；交通科技创新体系基本建成，交通关键装备先进安全，人才队伍精良，市场环境优良；基本实现交通治理体系和治理能力现代化；交通国际竞争力和影响力显著提升。到本世纪中叶，全面建成人民满意、保障有力、世界前列的交通强国。

基础设施规模质量、技术装备、科技创新能力、智能化与绿色化水平位居世界前列，交通安全水平、治理能力、文明程度、国际竞争力及影响力达到国际先进水平，全面服务和保障社会主义现代化强国建设，人民享有美好交通服务。人为辅，系统为主。高度智能化、“零死亡”，世界领先水平。智慧高速智慧高速公路是一个技术引领的领域，人工智能、云计算、大数据等都是智能交通发展所需技术。往前追溯，早在2012年的时候，智慧高速就随智慧城市的概念一并提出。智慧高速、智慧交通的核心目的、初心，是为实现更安全、更快速高效、更加绿色便捷的出行和货物运输。交通运输的根本目的就是让人和物完成位移，因此，自动驾驶不是智慧高速的目标，自动驾驶汽车的出现，是有利条件，是发展智慧高速公路更好更快发展的有利条件。建设智慧高速公路的目的，是为有效提升现有路网的通行能力，因为大城市即便有足够的财力，高速公路建设也越来越难，因为有土地供给，环境保护以及大通道的线位资源等等限制。因此，建设智慧高速，有效提升公路通行能力，是当前和今后一定阶段我国高速公路建设的必然选择和重要方向。2、目前智慧高速的发展现状2014年，交通部发了“四个交通”：综合、绿色、智慧、平安。2016年，《交通运输信息化“十三五”规划》：智慧公路示范。2016年，《推荐互联网+便捷交通，促进智能交通发展的实施方案》：智慧公路示范。2017年，《推进智慧交通发展行动计划》：服务、决策、应急、管理。2017年，《智慧交通让出行更便捷行动方案》：ETC应用、智慧出行。2018年，交通部《加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点》：基础设施数字化、路运一体化车路协同、北斗高精度定位综合应用、基于大数据的路网综合管理、互联网+路网综合服务、新一代国家交通控制。2019年2020年2021年（1）政府重视，行业迫切（2）省份示范效果显著浙江省在全国率先启动探索智慧高速。到2014年基本完成，总投资约4亿。2014，云南省启动智慧高速建设，到2017年，已完成二期投资，三期正在进行，约4亿。2014，湖南启动高速信息化建设，已完成一期，投资3亿。包括现在江苏、河北、青海、甘肃、河南等等，每个省都在进行自己理解的智慧高速公路，当然这个效果在很多方面进行了一些推动。（3）技术引领，智慧突破

互联网+、物联网、大数据、云计算、移动网络等新技术、新理念应用，通过技术引领发展。比如在浙江智慧高速公路做的时候没有互联网+的概念，但是浙江智慧高速公路运用了很多互联网+的技术，当时并不叫互联网+，只是联系互联网的这种资源，包括云计算。当然也是用了一些虚拟的技术，现在来看应该也是云的一种技术，所以这种新技术推动之后，给我们智慧高速公路带来了很大的推动力，并且在智能监测、智能传输、智慧服务、应急处置、智能收费(ETC等)等领域取得重大突破。在路网运行安全、行驶畅通舒适、公众服务水平、道路管理水平等进入一个新时代。（4）跨界融合，模式创新

与气象、高德、移动、交警、媒体等跨界，行业数据共享与交互，实现路网监测、公众服务、应急处置等更加高效。PPP、购买服务、股份制等新模式，加快智慧建设速度。跨行业的施工单位、产品商、方案解决商的加入，提高智慧建设水平。（5）经验积累，起步探索

智慧高速公路建设总体处于初级阶段，先行省份主要在探索前行，虽然取得了一定成绩，但行业建设、管理经验仍然缺乏。智慧高速公路标准规范刚起步。在公众服务、路网监测、应急处置以及大数据分析等取得较大进步，但还需继续提高。运营和维护等也需要加强探索。建设模式仍需大胆突破。经验积累，起步探索

智慧高速公路体系基于特征识别、通信、移动、北斗等构建智能收费体系。发展目标:建设收费准确、快速通过的智能收费系统,最终实现自由流收费。无人化、无够化、自动化、准确化、快速化、便捷化。(评判指标:通过率、通过时间、现金使用率)精建强大、高效、智能的综合管理平台体系。发展目标:建立全省统一智慧管理平台:功能善、运行智能、管理高效。实现业务、应急等可视化、移动化智能化、全过程精准管理。评判指标:响应时间、高效性、智能性基于新一代传檐技术,构建大带宽、高稳定的泛在传着体系。发展目标:以稳定、大带的高速公路通信专网为核心,无线网、移动网、公网为辅助的传输体系,并实现网络管理智能化。评判指标:1故障率、稳定性、网管度基于物联网、互联网+等新技术构建全面路网状态感知体系。发展目标:准确、实时、透彻、全面掌裂高速公路运行状态。掌提每段路、每辆车、每个结构物状况.(评判指标:准确率、实时性)基于“互联网:”、移动网络等构建全媒体炬阵的公众信息服务体系。发展目标:建设准确、及时、易获取、易识别的公众服务体系:随需而动、随需而获。(评判指标:及时性、易获推)智慧感知智能收费智能传输智慧管理智慧服务要形成智慧高速公路体系还有一个很重要的工作就是我们要有保障机制，包括标准规范、安全保障、运营维护和考核保障。

3、智慧高速发展的关键技术应用智慧高速公路技术体系构建智慧高速公路技术集用户新需求及服务创新需求分析（1）三网融合的基础设施

三网合一的基础设施是由高速公路网、感知通行控制网、绿色能源网三个网络设施融合叠加形成的高速公路基础设施。与传统的高速公路系统比，除了有通信、监控、收费系统外，还涉及感知、高精地图、高精定位、边缘计算等支撑技术。高速公路沿途会有功能综合型节点，可以面向安全沿途做本地的决策控制服务。三网合一的基础设施构建时要注意考虑好三个核心问题。一是，设施布设优化问题。一方面要考虑它们的覆盖度、复用性，另一方面要考虑经济性，而且必须结合实际道路结构、线性、服务目标等才能具体提出优化方案；二是，能源供给网与传感通信控制网的匹配问题。原来的高速公路对能源供给需求并不是突出，但如果要建立传感通信控制网，加上电动车要上路，则能源供给要求就高了。能源分布网络要和基础设施网络匹配。传感通信控制网和能源供给网络匹配问题也是要在具体工程中根据优化后的设备布局情况去设计；三是，交通基础设施的全新设计的问题。因为高速公路服务用户群体构成变了，人开的车和自动驾驶的车，或者机器开的车，在路上的行驶特征是不一样的，他们混行在一起时对交通流的平稳性、交通运行的安全和效率都会有影响，我们要考虑对不同特征的运载工具做道路资源分配，让特质一样的运载工具到同一个车道上去行驶，这也是提高混行交通安全和高效的基本方法，那么就面临车道功能重新定义的问题。这个问题也是要根据具体道路结构线型、交通流特征、混行交通构成比例、交通交织区及关键节点分布模型、引导控制策略等去设计。（2）“云边端”协同的云控平台云边端协同的云控平台是一个分布式控制架构支撑的管控平台，跟原来的高速公路数据逐级上传数据的服务管理平台相比，它可以实施边缘安全控制服务，也可以对路网实施点线面相结合的协同联动控制。（3）广域全息感知智慧高速的要求来讲，有感知、通信联接、计算和控制四大关键能力。感知是指具备全天候、全息、全域感知；通信联接，是指低时延、全域联接，也包括融合通信即多种通讯方式的合作沟通，实现跨道路、地域的信息共享，还涉及对网络信息安全的控制；计算能力则是体现智慧高速“智慧”的功能，要有多样性算力满足不同边云不同场景，传统的公路信息化更为重视外场设备建设应用，在未来，平台、软件会在智慧高速发挥越来越重要的作用，边侧实时性大算力以及边缘计算会有更多需求；控制能力，具体是说边侧实时控制策略，云端最优控制策略，从端云协同的角度出发要求整体优化，为交通参与者和管理者提供全局最优的协同控制。通过“感-联-算-控”一体的应用，来实现交通安全、交通效率和绿色出行的提升。这三者都是效率提升的体现，但智慧高速在商业应用还有一点缺失的，更多在于公益性。4、智慧高速示范工程案例简介2020年5月19日，交通运输部副部长刘小明在国务院新闻办公室举办的新闻发布会上表示，将围绕基础设施的智能化、陆运一体化、车路协同等前沿的技术方向，推动5G通信和北斗导航等技术的应用。结合2022年冬奥会和2022年将要在苏州召开的第29届世界智能交通大会，会同北京、上海、河北等一些地方在京礼高速、东海大桥、雄安新区等推进一批自动驾驶和车路协同试点项目，以此开展新一代国家交通控制网和智慧公路的试点工作。对于适应自动驾驶的道路智能化改造而言，综合考虑多方面因素，高速公路和一级公路的智能化改造最具先行优势。是指选取有代表性的高速公路开展车路信息交互、风险监测及预警、交通流监测分析等技术应用测试。

路运一体化车路协同据不完全统计，目前全国的高速公路车路协同示范主要有北京、河北、吉林、江苏、浙江、福建、江西、河南、广东、湖南、山东、海南等12个省市。全国有超4000公里高速公路已经和即将开展车路协同创新示范工作。建设内容分布在车端、路端和云端，主要实现“感知、通信、计算”三大功能。用于提供面向C/B端的主动安全类、提升效率类、信息服务类业务，和面向G端