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第58期 面向新一代国家交通控制网的智慧公路发展思考

2019-10-29 10:53

52监测网,监测专家报告分享第52期,报告来源,交通运输部公路科学研究院 国家智能交通系统工程技术研究中心 汪林在WTC大会上分享的《面向新一代国家交通控制网的智慧公路发展思考》报告。 ... ...

 

52监测网专家报告分享-第58期

面向新一代国家交通控制网的智慧公路发展思考
交通运输部公路科学研究院 国家智能交通系统工程技术研究中心 汪林
 
目录

一、智慧高速公路发展背景
二、新一代国家交通控制网简介
三、国内外智慧公路的发展
四、智慧公路发展路径及组成
五、智慧公路近期关注的几个关键技术
六、智慧公路和新一代国家交通控制网示范工程介绍
七、公路工程标准体系的修编

一、智慧高速公路发展背景

交通运输系统——人类社会进步的先行官
出行与货物运输是人类社会的永恒需求,社会经济水平决定了人类社会的交通运输场景。


我国高速公路的发展
经过近30年的发展,我国高速公路发展迅速,通车里程和客货周转量增加明显,已成为是支撑国民经济发展、服务百姓生活、保障国家安全的战略性基础设施。

公路发展目前遇到的问题
与自动驾驶等新兴技术的融合发展,已经落后
平台思维、用户思维、数据思维等“互联网+”思维融入有限
车路协同服务体验不足,管理者与出行者互动手段缺乏
公路网运行状态感知控制手段单一,数据融合效果不佳
高速公路与普通公路协同管理水平薄弱
应急信息获取时效性不够,救援保障能力有待提升

未来公路发展具备的必要条件
对运行环境的信息以及与交通相关信息的采集应该是尽量完整的和实时的
扁平化的、分级授权和安全的数据交互系统
应用下一代互联网实现交通参与者、交通管理者、交通工具、道路管理设施之间的信息交换可以做到实时和高效
应用大数据和云计算使得交通管理中心、载运工具及用户终端能够实现在数据支撑下的决策、控制、服务

二、新一代国家交通控制网简介

新一代国家交通控制网
十五位院士《关于建设新一代国家交通控制网的建议》
2013年6月,十五位院士向李克强总理提交了报告《关于建设新一代国家交通控制网的建议》。
该报告建议中央“从国家战略高度出发,建设天地一体,立体化智能化的国家天地控制网‘新一代国家交通控制网’,利用天地网(北斗)、汽车控制网、巨系统、云计算等先进技术,对交通安全、拥堵、污染(雾霾)、能耗、实行全面感知、全面控制(智能控制),破解交通安全、交通拥堵、交通污染等
重大交通民生难题和新型城镇化交通发展难题。建议认为,新一代国家控制网的建设具有重大的意义.
2015年4月,部科技司正式立项同步开展新一代交通控制与运行系统相关的技术特征、仿真评估系统等研究,为新一代交通控制网工程提供基础技术支撑。

控制网是一个复杂的系统工程


特点

(1)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=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

(2)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

(3)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。

未来愿景
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


总体架构


技术体系
三网融合道路设施系统
新一代公路智能和信息化路侧和通信系统
基于大数据的多层级控制系统

场景初步构想


三、国内外智慧公路的发展

法国“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)

荷兰:合作式智能交通系统的部署
在重要设施和走廊布设路侧设施(RSU):道路施工、风险和障碍物预警等
装载新一代车载设备:避撞、交通拥堵提示等
ITS-G5:I2V,V2Vad-hocNetwork
国家交通数据中心(NDW)

荷兰:先进的交通管理系统DYNACATMS
将20个交通管理系统整合统一;
使用路侧可变信息板和车载信息;
虚拟信息板;
区域管控中心协同;
面板统一,业务连续;

荷兰-德国-奥地利合作式ITS走廊示范
2013年6月,荷兰、德国和奥地利成立阿姆斯特丹联合体
在一条联接三国的高速公路上设施合作式智能交通系统(CooperativeITS)
交通安全信息服务
绿色驾驶服务
道路施工区提示服务
出行信息服务

美国:运输部在公路上开展大规模车路协同应用测试
2011年招标选择地点和团队,2012年8月开始测试
测试V2V和V2I在交通安全和改善交通方面的应用
测试数据用于确定V2V和V2I的有效性
确认车载设备的安全性
3000辆参试车辆,包括小汽车、卡车、班车

日本:基于VICS和ETC建设ITSSpots
日本基于VICS和ETC建设ITSSpots(DSRC路侧设备)已覆盖全日本高速公路,并示范验证提高交通安全
ETC2.0所提供的信息可以自动的通过路侧ITS-SPOTS基站发送给车辆。

韩国:SmartHighway
在韩国建设和交通部的领导下,韩国从2007年起开始推动智慧高速公路项目,希望通过先进的信息通信技术,以安全、便捷、可靠和环境友好为核心理念,打造一条车、路高度智能化的高速公路。

四、智慧公路发展路径及组成


特征:先进的结构和材料、传感器、数据处理、通信网络和能源网络;
目标:延长使用寿命、提升性能、提高安全性和服务水平。



能源互联网:综合运用电力电子技术、信息技术和智能管理技术,将分布式的能源和能源负荷节点互联起来,以实现能量双向流动的能量对等交换与共享网络。


五、智慧公路近期关注的几个关键技术

(1)通信网络

多种网络融合是必然趋势
DSRC、LTE-V2X、5G、WIFI……

不同场景—不同需求—不同网络
紧急避撞:车车间PC5
出行增值服务:5G

信息安全保障
建立以密码技术为核心的自我防护体系
打造自主可控、安全可信的交通信息安全装备体系
构建纵深防御的信息安全保障体系

(2)高精度地图
不可或缺:自动驾驶+公路网精细化管理+资产管理
精度达到分米级vs国家安全

(3)车路协同
车路协同的载体
路侧智能基站(小型数据中心、边缘云)
车载设备(前装设备、智能终端、手机)

车路协同的方式
通信方式:pc5+Uu+DSRC+……
通信内容:安全预警+信息服务

六、智慧公路和新一代国家交通控制网示范工程介绍

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

试点主题与布局


(1)基础设施数字化
试点区域:北京、河北、河南、浙江

具体内容:
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。

(2)路运一体化
试点区域:北京、河北、广东

具体内容:
基于高速公路路侧系统智能化升级和营运车辆路运一体化系统;
利用5G或者拓展应用5.8GHz专用短程通信技术,提供极低延时宽带无线通信;
探索路侧智能基站系统应用;
选取有代表性的高速公路,以及北京冬奥会、雄安新区项目,开展车路信息交互、风险监测及预警、交通流监测分析等。

(3)北斗高精度定位综合应用
试点区域:江西、河北、广东

具体内容:
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;
构建基于北斗的高速公路应急救援一体化管理系统,实现车辆人员的迅速定位与救援力量的动态调度和区域协同。

(4)基于大数据的路网综合管理服务
试点区域:福建、河南、浙江、江西

具体内容:
构建基于大数据的高速公路运营与服务智能化
管理决策平台,应用在区域路网综合信息采集、运营调度、收费、资产运维养护、公众信息服务、应急指挥。
利用无人机等移动手段,提高应急反应能力。
利用新媒体、公众信息报告等渠道,实现互动式现场信息采集。
开展智能养护、路政和路网事件巡查智能终端示范,融合互联网数据和行业相关数据开展路网运行监测系统建设。

(5)“互联网+”路网综合服务
试点区域:吉林、广东

具体内容:
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。
开展基于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。

(6)新一代国家交通控制网
试点区域:江苏、浙江

具体内容:
建设面向城市公共交通及复杂交通环境的安全辅助驾驶、车路协同等技术应用的封闭测试区和开放测试区,形成新一代国家交通控制网实体原型系统和应用示范基地。

七、基础设施升级助力智能驾驶应用

统一、规范、易于识别的交通标志标线,易于雷达探测与分辨的护栏与安全岛、专用道路等道路环境,动态高精度电子地图的广泛应用等,都将降低自动驾驶车辆的技术复杂度和制造成本;

将传统的交通灯信号、可变限速等交通控制命令,通过准确和及时的车路通信方式,转变成车辆的预警和执行动作,可以提高交通系统的整体控制能力和运行效率。
智慧高速公路是一个开放平台。双向交互功能的(DSRC路侧设备,北斗地面增强基站、高精度三维地理信息系统,可为“十三五”发展规划中“智慧公路”、“新一代交通控制网”等工程提供基础支撑。)

无线通信交互平台以及信息化基础设施,将包括更丰富内涵,如基于802.11p的DSRC双向通信平台,高速WIFI无线通信系统;LTE-V。
基于OTT的信息服务体系以及一体化通信平台等未来将更多地发挥市场资源优势,主动拥抱“互联网+”。
大数据不是数据大,利用大数据的思想和工具,创造更大的直接和间接价值。


交通运输部公路科学研究院 国家智能交通系统工程技术研究中心 汪林


鲜花

握手

雷人

路过

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