智慧高速公路发展与设计（一）

guoxiongxin 2022-07-12 发布于广西

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近日，在《中国交通信息化》主办的“智慧高速·规划设计”网络直播课中，交通运输部公路科学研究院、北京交科公路勘察设计研究院副总经理/教授级高工/博士盛刚作题为《智慧高速公路发展与设计》的报告。

在此次网络直播课中，盛刚对智慧高速现状、理解、发展及公路设计与公路热点等方面进行了介绍。以下仅梳理了对智慧高速的理解、发展重点及设计技术等部分内容，《中国交通信息化》作了不改变原意的编辑及整理。

智慧高速的理解

智慧高速公路是贯彻新发展理念，综合运用云、大数据、物联网、人工智能、互联网+、北斗等信息技术，构建“安全、便捷、高效、绿色、经济”的透彻全面精准实时的智慧感知、协同共享精细高效的智慧管理、跨界融合及时准确的智慧服务、准确无感快速便捷的智能收费等智慧体系，逐步实现高速公路数字化、网络化、协同化、智慧化，持续提升高速公路通行效率、安全保障、服务能力和管理水平，最终实现通行能力最大化、安全事故最低化、信息服务精准化、运营管理精细化的现代化高速公路。

随着高速公路智慧化发展，智慧高速公路已扩展到设计智慧、建造智慧、监理智慧、运营智慧、养护智慧等建管养运全过程，贯穿高速公路各阶段和业务领域。

智慧高速的发展

从政策看智慧高速公路发展重点

主要目标包括：

安全、便捷、高效、绿色、经济；
基础设施网、运输服务网、信息网、能源网融合发展；
精准感知、精确分析、精细管理和精心服务能力全面提升；
运行效率、安全水平、服务质量和管理能力；
数字化、网络化、智能化；
推动大数据、人工智能、区块链、物联网、云技术、新一代无线通信、北斗导航等技术与交通深度融合；
打造一流设施、一流技术、一流管理、一流服务，建成人民满意、保障有力、世界前列的交通强国。

推动重点包括：

基础设施数字化
智能化感知网：运行状况、设施监测与预警、ETC门架智慧应用；推动公路感知网络建设，在重点路段实现全天候、多要素的状态感知
高速公路大数据中心：大数据AI分析、视频智能分析
智慧综合管控平台：集监测、调度、管控、应急、服务一体；治超管理与大件运输管理、拥堵路段及收费站治理。构建高精度交通地理信息平台，加快各领域建筑信息模型技术自主创新应用
信息服务：突发事件信息精准推送和伴随式服务；雾天行车诱导、消冰除雪应用
智慧服务区：完善感知、充换电设施、运营管理、安全应急、信息服务
北斗卫星导航系统应用：探索推动北斗系统与车路协同、ETC等技术融合应用;研究北斗自由流收费技术。推动行业北斗终端规模化应用
推进ETC系统应用：深化（ETC）门架应用，推进车路协同等设施建设
传输网络：5G协同应用、高速公路通信专网
网络与数据安全体系：等级保护制度；态势感知能力；数据安全保护制度；数据容灾备份；商用密码技术
自动驾驶与车路协同：支持开展自动驾驶载货运输服务；出台一批自动驾驶方面的基础性、关键性标准；建成一批国家级自动驾驶测试基地和先导应用示范工程，在部分场景实现规模化应用，推动自动驾驶技术产业化落地。
人工智能应用

智慧高速公路发展趋势

推动阶段：至2025年

到2025年，示范工程推动，推进智慧高速标准规范编制，推进发展计划；

基础设施数字化能力大幅提高，实现路网监测、应急处置、信息服务等应用智慧化提升，实现信息互联互通、大数据挖掘效果初显、管理可视化、信息服务多元化等；

全国联网收费高效运营，车路协同初步应用。

发展阶段：2026年～到2035年

建立完善的智慧高速技术体系，制订智慧高速成套标准，形成成熟智慧高速产业；

基础设施数字化程度较高，路网运行状态精准掌控、应急处置高效、公众服务精准个性化；

全面实现自由流收费；

实现全天候通行、车路协同广泛应用，自动驾驶技术成熟应用；

交通拥堵和事故水平、服务水平、管理水平处于国际领先。

引领阶段：2036年～到本世纪中(2050)

建立高度智慧化的高速公路，“无人化”管理模式形成，自动驾驶广泛应用；高度智慧化收费(税)模式；

实现“零”拥堵、“零”死亡、“零”管制、“零”排放；

“四个一流”；

人民满意、保障有力、国际领先。

近期智慧高速公路发展重点

智能收费：现有收费系统完善升级(围绕准确率、稳定性、服务能力等)；收费站效率提升技术；ETC门架扩展应用；ETC扩展应用；稽核系统建设与完善；信用系统建设与完善；收费数据分析和应用；自由流收费技术研究及示范。

基础支撑系统：

传输网：通信传输系统；
能源网：沿线设施供电；
安全网：安全体系建设。

智慧高速公路设计

智慧高速公路技术框架

智慧高速公路技术框架如下图所示。

智慧高速公路设计关键技术

智慧感知：

感知内容：交通运行、气象环境、突发(阻断)事件、基础设施状态、设备和动环状态等。
评价指标：准确率、精细化、实时性。
技术手段：物联网、北斗(两客一危、定位)、互联网+、传感器、雷达、雷视融合、视频智能分析、人工智能、边缘计算、信息共享、多源数据融合、无人机技术、高分遥感、车路协同一体化感知等技术。

智慧传输：

设计内容：传输网(接入网、干线网)、支撑网(时钟、信令、网管)、业务网(会议电视、紧急电话、有线广播、隧道调频广播、交通广播、无线通信)等，为智慧业务提供传输支撑。
评价指标：故障率、稳定性、网管度。
技术手段：大带宽、高稳定的光纤传输技术；短程通信技术；无线通信技术；物联网技术；卫星通信技术；多媒体视真会议技术；语音交换技术；智慧网管技术；语音(全媒体)融合调度技术等。

智慧管控：

设计内容：监测、调度、管控、应急、服务一体的智慧管理平台，数字地图、数据平台等支撑系统等。
评价指标：响应性、高效性、智能性。
技术手段：软件架构和开发、云、大数据、云边协同计算、数据智能分析、AI大脑、BIM、数字孪生、数字平行、高精度地图、拟景高真显示、移动一体化平台管理、智能管控(车道级、主动、匝道、路网等)、除冰融雪、雾区诱导、智能道钉等技术。

智慧服务：