高速公路概论课件：智慧高速公路系统

n

智能交通体系框架n

智慧高速公路系统的关键技术n目

录智慧高速公路是为充分发挥高速公路的功能属性

，基于智慧理念

，运用大数据技术、物联网、云计算等先进技术

，通过对高速公路核心系统的各项关键信息的采

集、分析、挖掘

，形成开放共用的基础平台

，多层次可扩展的业务系统；

它以安

全、高效、便捷、绿色为目标

，结合多样、开放的运营管理与服务模式

，为人和货物的快速运输提供可靠的网络化通行服务

，为“人-车-路-云”交互提供自由的通信管道服务

，为应急事件提供全时可响应的应急服务

，为出行者提供精细化、自主化的出行服务

，响应高速公路使用者和管理者的各类需求

，从而实现高速公路的可持续发展。n

8.1

智慧高速公路系统概述智慧高速公路综合利用现代信息技术

，具备智能感知、多源分析、精准预测、主动控制、车路协同等能力并随技术发展不断演进的智能化高速公路。智慧高速公路系统的主要特征如下。(

1)

交通信息的全面感知对公路道路人、车、路、环境四大要素进行全面、实时的采集

，将多源的交通感知信息进行融合分析、汇聚和建模

，形成对公路交通状况的全面感知

，包括交通流量的时空分布、交通事件检测、以及路面状态和环境状况

，预测未来交通流量等

，为智能化出行服务及运营管理提供数据基础与支撑。n

8.1.1

智慧高速公路系统的内涵(2)

多通信技术的相互融合充分利用融合5G、

C-V2X、

DSRC等多种先进通信技术

，构建多网融合的交通信息通信网络

，实现公路交通基础设施、

公路交通参与者、

公路道路、

公路服务与管理平台间的实时高效信息互通

，打通“人-车-路-网-云”五大要素连接

，提供广覆盖、

低时延、高可靠、

大带宽的网络通信服务。(

3)

交通数据的综合共享促进人、

车、路、

网、

云大数据融合

，实现跨层级、

跨地域、

跨系统、

跨部门、

跨业务的数据共享、

协同管理和一体化服务

，挖掘交通大数据的潜在价值

，建立健全大数据辅助科学决策机制

，持续进行综合大数据业务创新

，为数据运营提供基础数据支撑。n

8.1.1

智慧高速公路系统的内涵(4)

智慧多样的业务应用充分利用智能终端、

全面的感知网络、

多元异构的传输网络以及先进的软硬件平台

，升级完善地理信息服务平台、

三维信息处理平台、

建设省级视频整合的云平台、

交运部门人员权限管理平台、

数据应用支撑平台、

数据库软件、

公路数据分析平台、

公路可视化基础设施管理平台、

智能网联平台等

，使得智慧高速的业务应用更加多样、

智能。n

8.1.1

智慧高速公路系统的内涵(

5)

个性多元的服务应用体系针对公路运营、

管理及社会大众的不同需求

，建设多层次智能化应用体系

，包括建设大数据支撑的交通控制、

管理、

决策、

服务一体化的信息共享、

全程可视、

智能可控的智能公路管理系统；

建设交通安全智能分析判别体系

，提升高速公路主动安全水平；

构建交互式公众交通信息服务体系

，包括车路交互平台、

公共服务平台、

智能应用终端、

管理控制平

台等

，提供安全辅助驾驶、

无感支付、

高清娱乐视频以及其他多样化、

个性化的行车服务，

全面提升大众行车安全、

效率与体验。n

8.1.1

智慧高速公路系统的内涵(

1)

国外智慧高速公路系统发展欧美等发达国家早在20年前就已进入“后建设”时代

，近10年随着信息、

通信和传感技术的

发展

，纷纷提出了第五代道路、

合作式智能交通、

互联车辆以及智慧高速等面向高速公路智

能化的发展战略

，并开展了大量的技术研发和示范推广工作。美国的公路智能化发展主要从两大方面展开：

一是面向运营管理

，各州纷纷启动了智慧通道

(Smart

Corridor)的建设；

二是面向车路合作

，开展了互联车辆(Connected

Vehicle)计划。

其中

，智慧通道主要包括区域通道级高速公路的主动交通管理和面向运输车辆的车队管理、

车辆信息服务等。

互联车辆计划通过利用专用短程通信技术(DSRC)

，实现车车、

车路的交

互与协同

，确保车辆在高速公路上的自组织、

高效、

安全行驶。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况日本在整合高速公路ETC系统、

VICS系统基础上

，提出了ETC2.0战略

，该战略以基于DSRC的车路交互技术为核心

，整合车内智能终端

，通过在高速公路上设置路侧热点(ITS

SPOT)实

现了收费、

信息服务和车车、

车路交互等功能

，建立面向安全、

管理和服务的开放平台。韩国于2008年提出并实施了Smart

Highway项目

，该项目共提出了安全驾驶辅助、

车路高

速通信服务、

面向用户的便捷服务

，综合考虑了道路设施的智能化和多种通信模式下的车车、

车路交互等服务

，还包括了6项信息化基础设施和9项关键技术的战略计划。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况发达国家的智慧高速公路系统主要特点有：1)

信息获取和发布商业化。

以互联网企业为主的私营机构逐渐占据了信息采集和服务领域的主导地位。

INRIX、

TomTom等企业利用互联网数据开展了大量分析工作

，并以此推出了覆盖几十个国家的个性化

信息发布业务。

近期

，结合智能穿戴技术的发展

，信息发布服务已具备了融合车载导航、

智能手机甚至可

穿戴设备的能力

，基于智能终端的智慧交通服务体系已经具备一定的发展规模。2)

重视高速公路车路交互技术。

日本依托广泛的ETC系统平台

，开发了兼容ETC系统和VICS信息服务功

能的ITS

SPOT系统

，实现了车车/车路的高效、

安全通信。

欧美国家在ETC应用方面并无规模化应用

，但

DSRC通信协议、

安全机制的标准化以及车车/车路合作一体化测试验证等方面开展了大量工作。

结合未来

自动驾驶、

无人驾驶车辆的发展

，无线交互平台将成为智慧高速为公众提供更加安全和便捷服务的基础。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况发达国家的智慧高速公路系统主要特点有：3)

空基技术对交通运行的支撑作用日渐显现。

随着地基高精度定位技术和地图技术的发展

，

其对运输服务和交通运行管理的支撑功能越来越强大

，

同时无人机等装备在线型设计、

养护检

测、

日常巡查监测和应急处置方面显示了明显的优势。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况(2)

国内智慧高速公路发展为推动新一代国家交通控制网及智慧高速试点有序开展

，

防止试点同质化、

碎片化。

2018年2月

，交

通运输部发布《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧高速试点的通知》

，划定了北京、

河北、

吉林、

江苏、

浙江、

福建、

江西、

河南以及广东九个智慧高速试点地区；

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网六个试点主题

，各地智慧高速发展情况如下：1)

北京：

2019年7月

，北京大兴新机场高速、

大兴机场北线高速正式通车运营

，新机场高速公路成

为国内首条具备“防冰融雪”功能的高速公路

，并通过智慧高速新收费系统、

仿真推演与电子沙盘

打造智慧管理体系等手段打造成京津冀首条“6+1”智慧高速公路。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况(2)

国内智慧高速公路发展2)

河北：

延崇高速是国家加快推进智慧高速试点的重点示范项目

，沿线配有摄像头、

路侧雷达、

气

象传感器等智能设备。

奥迪中国研发团队进行了

L4

自动驾驶以及基于

C-V2X

(基于蜂窝网络的

V2X)

的车路协同演示

，无需驾驶员干预

，车辆便可自动识别交通标识

，并进行相应的车速调整。

此外

，演示车辆还完成了变道超车、

自动减速以及紧急停车等动作

，使用场景包括限速提示、

事故

预警、

变道辅助以及紧急制动预警等十余个。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况(2)

国内智慧高速公路发展3)

吉林：

“吉林省高速公路智能化示范工程”是交通运输部为贯彻落实“交通强国”和“数字中国”

战略目标

，加快推进新一代国家交通控制网和智慧高速建设试点项目

，确定的“互联网+路网综合服

务”方向试点示范工程

，

旨在提升高速公路管理、

指挥调度、

运营安全、

车路协同、

出行服务等智

能化水平

，提高公路基础设施和运输效率及服务水平。

2019年吉林省依托珲乌高速吉林省全线试点

工程和长春龙嘉机场连接线

，建设完成新一代国家交通控制网和智慧高速示范项目

，

2020年在全省高速公路推广。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况(2)

国内智慧高速公路发展4)

江苏：

世界首条“三合一”无线充电智慧高速亮相苏州同里

，在国际上首创里面光伏发电、

动态

无线充电、

无人驾驶三种先进技术的融合应用

，并设有LED智能引导标识、

电子斑马线、

多功能路

灯等智慧交通设备。《江苏“智慧高速”信息化支撑关键技术研究》科技项目结合江苏智慧高速建

设的总体要求

，对其中支撑层所涵盖的公路云、

公路大数据、

公路数据管理、

公路移动应用和公路

外场监测设备管控等关键技术开展了深入研究

，研究成果对于支撑江苏“智慧高速”信息化建设具

有重要指导意义。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况(2)

国内智慧高速公路发展5)

浙江：

2018年3月

，浙江省交通运输厅在杭州组织召开了《杭州绕城西复线智慧高速试点项目实

施方案》评审会。

2018年7月

，杭州板块智慧高速试点示范项目杭州绕城西复线实施方案成功获省

交通运输厅批复。

2019年4月

，杭绍甬智慧高速工程跨曹娥江大桥绍兴滨海侧栈桥先行工程获批

，

工程系杭绍甬智慧高速关键性节点工程

，标志着杭绍甬智慧高速先行工程全面启动。

杭绍甬智慧高

速设计时速预计将突破120公里/小时

，支持自动驾驶、

边通车边无线充电等“未来科技”。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况(2)

国内智慧高速公路发展6)

山西：

2017年12月

，江西省首条智慧高速公路——宁定高速公路建成并试运营。

在高速公路沿

线枢纽分布着交调站

，可对车流情况进行实时监测。

在重点路段的隧道、

高边坡等处布设了监测系

统

，能够准确监测安全运行情况。

此外

，这条高速公路上还运用北斗卫星技术

，整合报警手机定位、

路况预判等功能

，实现对交通事故的快速处置。

2019年5月

，依托昌九高速公路改扩建工程

，江西

省新一代国家交通控制网和智慧高速示范工程—新祺周到永修收费站近10公里段

，成为国内首条面

向国家交通控制网的智慧高速

，形成终端产品及标准、

云平台和运营管理等成套技术体系。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况(2)

国内智慧高速公路发展7)

河南：

2019年6月

，关于河南省新一代国家交通控制网和智慧高速试点工程

(普通干线公路)

工

程设计文件的批复

，主要建设内容为省级完善路网运行监测及应急处置设施、

建设网络和信息安全

系统、

公路感知服务网、

完善应用平台支撑及综合信息管理系统。

2019年7月

，河南省新一代国家

交通控制网和智慧高速试点工程

(机西高速公路)

详细设计批复

，建设以基础设施数字化和基于大

数据的路网综合管理为重点的“231”

(

2套数字化体系

，

3套应用系统

，

1个云数据中心)

智慧高速

公路。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况(2)

国内智慧高速公路发展8)

广东：

2018年6月

，深圳市交委将侨香路作为深圳首条智慧道路

，采用了物联网、

大数据以及人

工智能等新技术

，完善了道路的感知、

管控与服务设施

，构建智能化的设施管养和交通治理体系。

目前

，广东省已建成省交通数据中心并实现了信息资源整合

，在省公路交通数据中心的基础上

，建

成了统一的省交通数据中心和省交通系统

(云浮)

数据备份中心

，并提供主题分析和决策支持服务，

搭建了省交通GIS公共服务平台。

基本建成了覆盖高速公路、

国省干线公路重点路段、

两客一危车辆

等动态运行监测体系。

公路、

道路运输、

综合执法等管理部门开展了大量的信息化建设工作。

建设高速公路不停车收费、

公交一卡通、

客运联网售票、

交通服务热线、

交通综合信息发布APP等系统并进行推广应用

，全省面向社会公众、

企业的公共信息服务水平显著提升。n

8.1.2

智慧高速公路系统发展情况n目

录n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术n

8.2

智能高速公路系统体系框架8.2.1

智能高速公路系统总体架构图8-1

总体逻辑架构图8.2.2

智能高速公路系统系统构成智慧高速公路系统系依托5G、

车路协同、

北斗高精定位技术及AICDE能力

，打造“车-路-边-管-云”一体化5G智慧高速系统。

基于视频监控设备、

毫米波雷达、

激光雷达、

气象传感器及智能信息情报板组成的全面交通信息感知交互网络

，基于5G、

C-V2X、

北斗等多信息技术融合的传输网络

，利用高精度定位平台、

人车路协同平台、

视频联网云平台、

地理信息服务平台、

基础设施管理平台五大能力平台

，为用户及管理者提供多层次、

智能化、可扩展的应用体系

，满足公路“运-管-养-用”多层次需求

，并为智能网联汽车及车路协同自动驾驶提供路侧感知辅助及决策支撑。

系统构成图

，如图8-2所示。n

8.2

智能高速公路系统体系框架n

8.2

智能高速公路系统体系框架8.2.2

智能高速公路系统系统构成图8-2

系统构成图n目

录n

智能交通体系框架8.3.1

智能交通视频云技术在不改变原有高速公路视频管理系统架构的基础上

，以云计算技术为支撑

，采用扁平化的架构思

想

，利用互联网成熟的分布式技术架构、

服务动态扩容、

视频海量分发、

数据高速缓存等技术

，

实现省级公路视频云联网平台的云端应用

，达到视频资源的秒级调看与高并发访问。高速交通视频云平台的应用架构充分采用云计算技术

，底层使用IaaS基础设施相关技术

，利用云

上服务器、

存储及网络设施

，形成可伸缩、

高安全性、

低维护量的存储资源池和计算资源池；

中

间层采用PaaS基础平台相关应用

，使用MySQL开源数据库、

负载均衡器、

消息中间件等平台应

用来构建信息系统；

上层结合业务需求调用各项SaaS服务

，实现更加灵活丰富的监控视频联网应

用模式。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.1

智能交通视频云技术在视频汇聚点开通互联网专线宽带

，部署视频上云网关和防火墙设备

，打通视频汇聚点与省级云平台间以及省部级云平台间的上云网络

，开通安全加密传输通道

，云平台和汇聚点的交互信息走隧道

，保证数据的安全。

省级云平台部署在云端的VPC里

，构建出一个隔离的、

自行管理配置策略的虚拟网络环境

，保证数据资源的安全性

，在VPC环境中管理私有的子网结构、

IP地址范围和分配方式、

网络的路由策略等

，形成可控的私有的云计算环境。

省级云平台的ELB服务采用高性能集群

，能够支撑高并发用户访问

，

网络服务支持跨区域容灾

，

当某区域内发生故障

，可迅速切换至另一个区域。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.1

智能交通视频云技术为了应对大量视频监测资源的同时接入与庞大的用户访问

，省级云平台分别部署在云端同城的不同可用区内

，应用层程序与数据库部署在多个异地可用区。

通过DNS

解析到弹性公网的EIP上，并将EIP绑定到多可用区部署的负载均衡集群

，

当业务需要从一个可用区迁移到其他可用区时

，无需做DNS切换

，公网IP

地址保持不变

，负载均衡集群将业务自动分配给正常的可用区里的应用服务器。

数据库自动进行主从切换

，将正常可用区里的库作为主库

，保证整个业务系统的正常运行。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.2

智能交通人车路协同人车路协同以提高驾驶安全性、

交通效率以及提升用户体验为目标

，形成车、

基础设施以及人互联

，提供以汽车行驶安全、

交通效率提升和信息服务为主要应用场景。

路侧传感设备感知到的道路状况、

决策信息可以通过5G网络、

车路协同网络及有线网络实时传输至人车路协同平台

，再由车路协同平台通过5G网络或车路协同网络实时下发至用户终端

，结合智能终端应用程序

，实现辅助驾驶应用场景业务通讯侧端到端的连通

，提供动态道路危险状况预警、

异常天气预警、

5G超视

距透视、

匝道合流辅助等5G+车路协同辅助驾驶应用

，全面提升高速公路车辆交通安全和路网通

行效率。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.2

智能交通人车路协同人车路协同平台以C-V2X为核心

，融通“人车路网”四要素

，具有设备监控与管理

，数据采集、清洗、

分析

，信息上传与下达

，智慧交通应用支撑等功能

，提供安全高效的信息服务。

人车路协同平台综合利用路侧全息感知网络设备

，将采集的交通信息进行融合分析

，形成对交通状况的全

面感知

，包括交通流量的时空分布、

交通事件检测、

以及路面状态和环境状况。

再将感知数据分

析计算结果通过5G网络或C-V2X网络下发给车辆

，提供车路协同安全预警服务

，并为自动驾驶提

供感知及决策支撑。

在安全防护技术方面

，车路协同平台重点支持车联网通信

(包含车-车、车-

路、车-云等)

车联网服务的安全

，并在各个环节都贯穿数据安全和隐私保护

，采用证书、

密码技

术和可信计算

，构建可信的车路/车车通信。

基于PKI证书系统实现

，构建CA证书管理系统

，确认

用户身份

，保护用户隐私

，为设备实现提供基础安全保障

，

防范假冒车辆终端、

假冒基础设施

，

或通过阻断、

伪造、

篡改、

重放通信消息等破坏消息的真实性的行为

，避免影响车辆驾驶安全

，

确保正常车路协同系统运行。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.2

智能交通人车路协同图8-3

智能人车路协同8.3.2

智能交通人车路协同(

1)

V2X车路协同技术V2X

(Vehicle

to

Everything)

是车与外界进行信息交换的一种通信方式

，包括：车与车之间的直接通信

(V2V)

；汽车与行人通信

(V2P)

；汽车与道路基础设施通信

(V2I)

；以及车辆通过移动网络与云端进

行通信

(V2N)

。C-V2X是基于3GPP全球统一标准的通信技术

，包含LTE-V2X、

5G-V2X及后续演进。C-

V2X技术基于蜂窝网络

，提供Uu接口

(蜂窝通信接口)

和PC5接口

(直连通信接口)

，可复用蜂窝网的基

础设施

，部署成本更低、网络覆盖更广

，在更密集的环境中

，C-V2X支持更远的通信距离、更佳的非视距通

信性能、增强的可靠性

(更低的误包率)

更高的容量和更佳的拥塞控制

，拥有清晰地、具有前向兼容性的

5G演进路线

，利用5G技术的低延时、高可靠性、高速率、大容量等特点

，不仅可以帮助车辆之间进行位置、

速度、驾驶方向和驾驶意图的交流

，而且可以用在道路环境感知、远程驾驶、编队驾驶等方面。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.2

智能交通人车路协同(

2)

5G车路协同技术

5G车路协同是5G、C-V2X先进无线通信和全面交通感知、人工智能等技术的结合

，实现车车、车路、车云动态实时信息交互

，全时空动态交通信息采集与融合。

5G车路协同的应用能够突破当前公路行业在交通数据采集实时性全面性、车与路协同互通的难点。一方面通过广覆盖、低时延、高可靠、大带宽的网络通信，提供危险预警、路网状态等车路协同辅助驾驶服务

，提升高速公路交通安全、路网效率及大众出行体验。另一方面

，以网络能力及数据能力

，实现信息共享、全程可视、智能可控的智慧高速管理

，提升公路交通管控与运营效率

，加快推进新一代国家交通控制网建设。另外

，智能化的路侧设施、高速安全的多元通信网络能够为自动驾驶提供有力支撑。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.3

高速公路高精度定位智能高速公路的高精度定位以北斗卫星导航系统为主

，GPS、

GLONASS及

Galileo系统为辅，

依托完善的运营服务机制、

可靠的信息安全体系

，将高精度位置服务

，大用户量并发访问服务

相结合

，提供可信位置服务

，为范围内用户提供全天候、

全天时、

高精度的定位、

导航和授时服务

，

同时可在区域范围内提供实时亚米级、

厘米级和后处理毫米级高精度定位服务。

依托5G

传输优势、

边缘计算技术

，将

RTK

高精度定位实现方式从终端升级到边缘云

，以降低终端功耗及成本

，提高定位精度。

如图8-4所示。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.3

高速公路高精度定位图8-4

高速公路高精度定位8.3.3

高速公路高精度定位(

1)

北斗高精度定位北斗卫星导航系统是中国着眼于国家安全和经济社会发展需要

，

自主建设、

独立运行的卫星导航系统

，是为全球用户提供全天候、

全天时、

高精度的定位、

导航和授时服务的国家重要空间基础设施。

随着北斗系统建设和服务能力的发展

，相关产品已广泛应用于交通运输、

海洋渔业、

水文监测、

气象预报、

测绘地理信息、

森林防火、

通信时统、

电力调度、

救灾减灾、

应急搜救等领域，逐步渗透到人类社会生产和人们生活的方方面面

，为全球经济和社会发展注入新的活力。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.3

高速公路高精度定位1)

基本导航服务。为全球用户提供服务

，空间信号精度将优于0.5米；全球定位精度将优于10米

，测速精

度优于0.2米/秒

，授时精度优于20纳秒；亚太地区定位精度将优于5米

，测速精度优于0.1米/秒

，授时精度

优于10纳秒

，整体性能大幅提升。2)

短报文通信服务。中国及周边地区短报文通信服务

，服务容量提高10倍

，用户机发射功率降低到原来的

1/10

，单次通信能力1000汉字

(

14000比特)

；全球短报文通信服务

，单次通信能力40汉字

(

560比特)

。3)

星基增强服务。按照国际民航组织标准

，服务中国及周边地区用户

，支持单频及双频多星座两种增强服

务模式

，满足国际民航组织相关性能要求。4)

精密单点定位服务。服务中国及周边地区用户

，具备动态分米级、静态厘米级的精密定位服务能力。5)

高精度定位在智慧高速的应用。一方面能够为道路上行驶车辆、辅助驾驶、

自动驾驶车辆提供精准定位

导航服务

，加强车路协同应用服务的精准性。另一方面能够运用在智慧停车场、车辆管理、物流货运及桥隧

边坡监测。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.3

高速公路高精度定位(

2)

高精度交通GIS地图GIS

(地理信息系统)

，指的是用于采集、

存储、

处理、

分析、

检索和显示交通元素相关的空间数据的

计算机系统。

与普通地图相比

，GIS具备的先天优势是将数据的存储与数据的表达进行分离

，

因此基于

相同的基础数据能够产生出各种不同的产品。

精确到厘米的高精度交通GIS地图

，基于云服务架构

，结

合物联网等技术

，全面整合高速公路基础设施、

外场设备采集数据、

车辆定位数据、

收费流水数据等

，

对道路监控、

车辆动态管理、

事件应急处置的综合集成化呈现

，通过对海量数据的整合处理、

挖掘分析

与知识发现

，为应急指挥、

领导决策、

公众参与提供服务。

提供数据加载、

数据转换、

类型转换、

数据

浏览和编辑、

地图制作、

场景操作、

布局排版等功能。

提供空间数据库引擎SDX+

，提供地图服务、

空

间数据访问与管理、

智能缓存技术

，还提供集群服务。

提供在线实现高级网络分析功能

，

当发生交通突

发事件时

，实现事件地点最新视频监控画面自动调取

，

匹配最近应急资源

(人员、

车辆、

物资等)

，对

事件全程监控并提供快速有效的处理辅助手段。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.4

高速公路安全辅助驾驶在高速公路交通安全问题日渐凸显的情况下

，交通事故严重危害人民群众生命财产安全。

根据交通事故发生前车辆行驶状态

，运用高速公路交通事故调查和研究的数据

，通过分析分析高速公路交通事故发生前车辆制动状态、

偏移状态和偏转状态

，确定车辆异常行驶预警参数阈值

，动态评价车辆异常行驶风险。

高速公安全辅助驾驶

，主要对高速公路出口异常车辆行驶车辆进行预警，对高速公路合流区异常车辆行驶车辆进行预警

，对高速公路车道级事故事件预警进行预警以及高速公路数字化车道控制等。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.4

高速公路安全辅助驾驶图8-5

高速公路安全辅助驾驶8.3.5

高速公路智慧服务区智慧服务区主要功能有：服务区车辆流量监测和统计

，可根据车辆识别数据统计出任意时间段内服务区出入口

车流量

，精确统计出客1~4

，货1~5的9种车辆类型的数量

，以及每一辆车或每一类车辆在服务区的滞留时间。

两客一危车辆识别：利用智能摄像机自动分析识别两客一危车辆

，通过诱导屏对车辆进行重点停车引导和车辆

监控

，确保安全运行。逃费车辆监控和识别：根据车辆识别数据对服务区出入口车辆特征比对

，对换牌、甩挂、

使用假轴等逃费行为进行识别取证

，并将可疑车辆加入联网收费系统黑名单进行布控

，当车辆再次进入或者驶

离收费车道时

，由高速公路运营管理单位进行逃费稽查处理等。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.5

高速公路智慧服务区高速公路智慧服务区典型应用举例。高速公路智慧服务区系统主要由服务区出入口系统、服务区广场全景监控系统、服务区客流监测系统等构成。

服务区出入口系统对进出服务区的车辆进行车型分析指引两客一危车辆进入指定区域

，重点对货车出入口特征

进行比对和分析并上报到平台；服务区广场全景监控系统通过超广角监控和低感光夜视效果对整体服务区进行

事件监测和预警上报；客流监测系统对人流密集区域进行客流量统计和人脸抓拍识别

，对客流量进行预警监测

和可疑人员预警；智慧服务区管理平台进行各个部分信息的收集整理并对信息通过平台或者手机进行预警发布，n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术图8-6所示。8.3.6

高速公路地理信息服务高速公路地理信息服务提供高速公路精准导航、AR导航服务。基础地理数据包括行政区划分、道路、

POI、水

系、绿地、房屋、铁路等数据图层

，含有空间位置地理坐标信息。导航数据产品是在在基础地理数据的基础上

增加路网、

POI

(兴趣点)

、交通规则等数据

，为用户提供目的地查询、路线选择、规划和导向等地图应用服

务。公众用户可实时在线查询、定位、推送高速公路沿线的交通服务设施和兴趣点。AR实景导航

，基于已经

采集制作的高精度实景地图

，通过车载或手机等移动终端

，能快速的实现增强现实的导航服务体验。有别于三

维虚拟影像导航

，AR

(增强现实)

导航能够随时随地进行定向定位

，辅助驾驶和行驶。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.7

高速公路大数据管理信息时代

，将大数据技术与高速公路管理工作深度融合

，是我国公路事业发展的必然趋势。基于大数据、物联

网、人工智能等技术,构建智慧高速公路交通运营管理系统

，既能进一步减轻公路管理人员的压力

，同时也能为

驾乘人员提供更好的出行服务。大数据数据管理在高速公路领域的应用主要体现在：(

1)

通行费征收：收费额度排名

，收费构成分析

，ETC/MTC分析

，通行量/通行费统计分析

，偷逃费行为识

别和预防；(2)

出行服务分析：路况与施工发布

，特殊天气提醒

，辐射资源提示

，交通旅游

，人口流动与出行预测；

(

3)

运营提升：道路与设备的养护

，成本效益评估分析

，服务区评估

，高速公路经营分析、高速公路工程建

设与投融资；(4)

高速公路公共属性：堵点评估

，疏导路径

，高速公路应急救援

(交通疏导、人员救治、危化品应急处

理)

，现场实时视频

，事故多发地关联分析与事故预防。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.7

高速公路大数据管理大数据数据管理在高速公路领域的主要应用方向：(

1)

关键指标统计分析与展示：客货运量、周转量及其时间和空间的分布

，统计排名；通行规费收入

，及其

时间和空间分布、统计排名；各路段拥堵系数；交通事故发生率及其时间空间分布

，统计排名；(2)

具体车辆和事件分析：拥堵分析

，包括拥堵疏导和拥堵根因；事故分析

，指导路径规划和警示标志设置；

车辆通行异常

，包括速度时间不匹配、入口出口车牌不符、以及高速路违法行为

，整治秩序

，追捕逃费；(

3)

挖掘高速公路通行宏观规律：总结交通事故规律

，探索提升安全管理途径；通过高速公路出行数据

，分

析人群流动方向和规律

，出行规律与支付习惯；分析高速机电设备故障损耗规律

，提升养护效率

，节约成本；

(4)

探寻高速公路数据的经济价值：高速公路客运/货运指数

，探索高速公路客货物流与相关经济要素的关系，

对比高速公路通行与其他交通方式的关联关系

，经营分析

，工程建设与道路养护等成本投入

，经济效益关联分

析

，高速公路建设企业信用评估。n

8.3

智慧高速公路系统的关键技术8.3.7

高速公路大数据管理大数据数据管理在高速公路领域的主要应用方向：(

1)

关键指标统计分析与展示：客货运量、周转量及其时间和空间的分布

，统计排名；通行规费收入

，及其

时间和空间分布、统计排名；各路段拥堵系数；交通事故发生率及其时间空间分布

，统计排名；(2)

具体车辆和事件分析：拥堵分析

，包括拥堵疏导和拥堵根因；事故分析

，指导路径规划和警示标志设置；

车辆通行异常

，包括速度时间不匹配、入口出口车牌不符、以及高速路违法行为

，整治秩序

，追