智慧高速公路建設標準和指南全掃描(上)
智慧高速公路相關建設標準和指南陸續釋出。建設標準方面,包括交通運輸部發布的智慧高速行業標準,中關村中交國通智慧交通產業聯盟、中國道路交通安全協會、江蘇省交通企業協會、海南省標準化協會、上海市汽車工程學會、山東省自動化學會等釋出的智慧高速團體標準,和川渝區域智慧高速地方標準等。
指南方面,浙江、江蘇、寧夏、山東、北京、雲南等陸續釋出智慧高速公路建設指南。
本篇介紹智慧高速公路相關建設標準,敬請期待下篇介紹相關建設指南。
01 智慧高速公路建設標準和指南全掃描
智慧高速公路相關建設標準和指南如表1所示。
表1 智慧高速公路相關建設標準和指南
02 智慧高速公路建設標準情況
(1)《公路資訊化技術規範(徵求意見稿)》
公路資訊化以路段為單位分為 A、B、C、D 四個等級,如表2所示。
表2 公路資訊化等級適用範圍
公路資訊化宜採用資訊基礎設施、資訊化應用、資料管理及資訊保安等四部分組成的框架,參考框架圖如圖1所示。
圖1 公路資訊化框架圖
標準詳細描述了資訊基礎設施(感知與監測設施、管控與服務設施、通訊與傳輸設施、地理資訊與定位設施、供配電及照明設施)、資訊化應用、資料管理及資訊保安等四部分內容。
感知與監測設施應包括交通執行、視訊影像、氣象與環境、基礎設施等監測設施,宜包括工程過程質量、應急物資監測等設施。
管控與服務設施應包括可變標誌、交通訊號控制、交通誘導與服務資訊釋出、不停車收費、服務區資訊化等功能。
通訊與傳輸設施應按照“公網/專網結合、有線/無線結合、地面/空天結合”的原則建設,優先採用公路光纖通訊專網系統。
地理資訊與定位設施宜統一建設面向公路建設、管理、養護、運營各業務需求的GIS。
資訊化應用應涵蓋公路建設、管理、養護、運營全過程,應充分利用公路資料庫,加強公路建設階段資料向公路管理、養護、運營階段共享和傳遞。
(2)《公路工程適應自動駕駛附屬設施總體技術規範(徵求意見稿)》
自動駕駛附屬設施按照部署位置可分為中心端設施、路端設施兩類。中心端設施主要包括自動駕駛監測與服務中心、高精度地圖、網路安全軟硬體設施;路端設施主要包括定位設施、通訊設施、交通標誌標線、交通控制與誘導設施、交通感知設施、路側計算設施、供能與照明設施、網路安全軟硬體設施。各種附屬設施的主要部署位置與基本功能如表3所示。
表3 公路工程適應自動駕駛附屬設施主要部署位置與基本功能表
(3)《T/ITS 0125—2020智慧高速公路資訊化建設 總體框架》
智慧高速公路應滿足交通出行者、交通管理者、道路運營方三者需求。
面向交通出行者,提供安全、暢通、經濟、全天候的通行條件,及時準確的路況資訊服務,娛樂、餐飲、旅遊等舒適的出行服務。
面向交通管理者,提供實時和週期性交通資料等資訊,用於進行道路交通管制和優化決策、降低安全風險、提高道路執行效率。
面向道路運營方,提供對車、路、環境的智慧感知,自動發現異常及風險,提供科學資料支撐管理者進行分析預判,提供整合化智慧化的處理控制手段及時消除異常情況,保障路網安全、暢通,並提供量化指標分析評價為長期運營提供決策依據。
智慧高速公路資訊化建設應具備四個方面的特徵:
第一:基礎設施數字化,所有道路相關的分類及屬性在全空域、全時域具備完整的數字表達,可以通過計算機系統進行有效的組織和使用,使道路資產的屬性完整,管理過程清晰。
第二:感知智慧化,包括對基礎設施裝置的執行狀態、對環境狀態的感知能力、對交通參與者感知能力。
第三:高效、低延遲的通訊能力,通過通訊系統將基礎設施、各類資產、管理者、使用者高效的整合到一起,保障各方資訊快速整合和實時互通。
第四:海量資料處理及分析能力,能夠對海量資料進行儲存和檢索,支援跨業務平臺的多源資料融合,具備大資料分析挖掘及人工智慧資料特徵提取能力。
智慧高速公路資訊化從物理位置上分為外場、通訊、內場三大部分:
外場系統主要作用是對車輛、道路、環境的感知,包括車輛、基礎設施監測、路網執行狀態監測、北斗地基增強、環境監測、服務區監測、收費站監測系統。
通訊系統是連線智慧高速公路各個子系統的紐帶,為各子系統提供與之要求相符的傳輸頻寬、傳輸安全、傳輸速率保障。通訊系統由光纖專網、乙太網、移動專網、C-V2X 無線通訊網、IOT 物聯網、DSRC短距通訊網、北斗應急通訊網組成等。短距通訊網路系統的構成、功能要求、安全性要求應符合GB/T 31024系列標準的要求。
內場系統採用分級部署方式,包含負責路段級或區域級管理的區域分中心部署,以及負責全路網管理的總中心部署。總中心承載全路網完整業務管理,需要構建資料中心及應用支撐相關係統,為業務應用開展提供基礎。區域分中心應部署本地視訊和業務資料儲存、視訊監控管理系統,以及支撐本地路網監測預警、養護管理、安全應急、收費管理業務開展的應用系統。
智慧高速公路資訊化建設總體架構如圖2所示。
圖2 系統架構圖
(4)《T/ITS 0140—2020智慧高速公路 車路協同系統框架及要求》
車路協同系統架構示例如圖3所示,應包括車載終端、路側裝置、通訊網路、應用平臺4個層級。
圖3 車路協同系統架構
應用平臺應採集所屬路段的車載終端和路側裝置的上傳資料,並可接收第三方提供的資料,主要資料型別應包括但不限於表4的內容。
表4 應用平臺的主要資料型別
(5)《DB50T 10001.1-2021 DB51T 10001.1-2021智慧高速公路第1部分:總體技術要求》
建設內容應包括路側設施、雲控平臺、基礎設施數字化支撐環境、應用服務、資訊保安,宜符合圖4要求。
路側設施應包括感知設施、通訊設施、定位設施、邊緣計算設施、管控設施和配套設施。
雲控平臺符合以下要求:應預留與外部平臺對接的介面;宜實現資料採集、資料分析、資料處理等功能;宜建立資料融合、資料更新、資料共享等機制。
基礎設施數字化支撐環境宜支援高速公路建設、管理、養護、運營各階段應用需求。高速公路建設、管理、養護、運營等各類智慧化應用,應共同建設、使用和維護統一的高速公路資料庫。
應用服務宜包括準全天候通行服務、管控服務、執行排程服務、資料共享服務、建管養運支撐服務等。
資訊保安系統應符合國家、行業現行相關標準的規定。
圖4 智慧高速公路建設內容
(6)《DB50T10001.2-2021 DB51T10001.2-2021智慧高速公路第2部分:智慧化分級》
智慧高速公路等級以服務能力和系統條件進行劃分,由低到高分為D1到D4級,高等級的智慧內容涵蓋低等級的智慧內容,具體劃分及定義如表5所示。
D1級,建設傳統的收費、通訊、監控三大系統,以及執行控制中心,滿足高速公路使用者基本需求,提供視訊監控、執行排程、資訊查詢等基本服務。
D2級,基礎設施逐步實現數字化和資訊化,為下一步的智慧化發展提供基礎條件,實現重大基礎設施等全方位數字化監測和管理、惡劣氣象條件下的安全引導服務等服務。
D3級,建設車路協同系統、執行控制中心,實現網聯協同的智慧化管控環境,具有支援高階別自動駕駛、貨車編隊行駛等新技術的能力,提供車路協同安全管控、車道級、伴隨式的高精準資訊服務。
D4級,提供自動/人工駕駛混合交通流管控、準全天候通行、基礎設施自我診斷能力和修復能力、新能源供給等服務,智慧高速公路具有可持續、低排放、資源節約、支撐抵禦惡劣氣象和自然災害的能力。
表5 高速公路智慧化分級
(7)《T/SDZDH 001—2022 高速公路車聯網通訊系統應用總體技術要求》
結合高速公路實際建設情況,高速測試道路宜選擇建設以下型別的高速道路:
a)高速直道,可選擇單向兩車道、單向三車道、雙向四車道、雙向六車道等,同時可選擇有坡度和無坡度兩種情況;
b)高速彎道,可選擇單向兩車道、單向三車道、雙向四車道、雙向六車道等,同時可選擇有坡度和無坡度兩種情況;
c)高速上下匝道,可選擇單向單車道、單向兩車道;
高速測試道路建設選擇的原則為:儘可能豐富高速測試道路型別,通過不同高速測試道路型別的選擇,提供豐富的高速公路測試場景。高速測試道路設計與施工應滿足JTG B01和JTG D80等相關標準。
高速公路測試道路宜部署C-V2X網聯通訊方式,且部署的C-V2X網聯通訊裝置應支援蜂窩通訊(Uu)和直連通訊(PC5)兩種工作模式。高速公路測試道路應能夠提供高精度定位差分訊號。高速公路測試道路應設有路側單元、資料中心、雲控平臺等用於保障車聯網通訊系統應用的基本服務。
標準給出了前向碰撞預警(FCW)、盲區預警/變道預警(BSW/LCW)、緊急制動預警(EBW)、限速預警(SLW)、前方擁堵提醒(TJW)、道路危險狀況預警(HLW)、協作式變道(CLC)、協作式車輛匯入(CVM)、協作式車輛編隊管理(CPM)、道路收費服務(RTS)等車聯網應用場景。
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