高速公路概论课件：智慧高速公路系统概述

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