智能交通在重庆高速公路建设中的理念与实践.ppt

构建区域管理，抓实安全节能，建设和谐交通 智能交通在重庆高速公路建设中的理念与实践 重庆市高速公路网规划(20032020年) 2010年前建设“二环八射”约2000KM的高 速公路 重庆主城区至所有县（区、市）由现在的 8小时到达提高到5小时 形成规模适当、层次清晰、布局合理、功 能明确、设施完善的高速公路网络 2020年实现“三环十射三联线”，达到 “4小时重庆”的目标。 我们的目标 重庆市的这一规划已被列入 了2005年国家高速公路网 “7918”的规划 其中近1200公里19个高速公 路建设项目已经在2005年底 全部开工，2010年将全部建 成投运 一、机遇与挑战 19个项目中，大小桥梁有793座、隧道146座（其中1.5 公里以上90座），桥隧里程比例超过50%，有的项目 超过70% 重庆新建高速公路的投资已达到70008000万元/公 里，个别项目突破了9000万元/公里 一、机遇与挑战 3000米以上的特长隧道32座， 5000米及以上的超长隧道13座。 4194.5 施家梁隧道32 6663.5 吕家梁隧道16 3691.5 玉峰山隧道31 6558.5 明月山隧道15 6192.5 葡萄隧道30 4868.2 谭家寨隧道14 3407.5 平阳盖隧道29 5077.0 分界梁隧道13 3317.5 鹰嘴岩隧道28 4714.0 凤凰梁隧道12 3267.5 正阳隧道27 4914.5 财神隧道11 6092.0 中兴隧道26 6782.5 摩天岭隧道10 4769.0 共和隧道25 4985.0 大风口隧道9 3245.5 长滩隧道24 4578.1 骡坪隧道8 7108.9 白云隧道23 4740.7 火烧庵隧道7 3059.0 白马隧道22 4913.0 庙梁隧道6 6707.3 羊角隧道21 3104.5 沙包梁隧道5 3230.0 黄草岭隧道20 3582.5 云雾山隧道4 4897.3 武隆隧道19 3877.5 梨树湾隧道3 3440.0 石龙隧道18 6021.5 铁峰山2号隧道2 7581.0 方斗山隧道17 4850.5 南山隧道1 隧道长度隧道长度隧道名称隧道名称序号序号隧道长度隧道长度隧道名称隧道名称序号 反映了国家加快西部地区交通基 础设施建设的决心和力度 加快重庆乃至整个西部地区经济 发展的需要 重庆今后几十年甚至上百年内经 济和社会发展的重要战略机遇 一、机遇与挑战 重庆交通建设历史上绝无仅有的挑战： 1.建设资金投入的密度之强 2.桥隧构造物之多 3.建设难度之大 4.建设周期之短 5.还本付息的压力之重 一、机遇与挑战 今后的运营状态分析： 1.庞大的桥梁、隧道群潜伏着安全隐患 2.大量的隧道运营照明、通风、监控、通信、消防 、空调、供配电、各级监控机构运行的巨大成本 3.通车后相当一段时期内交通量较小 4.通行费收入难以维持整个路网的正常运行 一、机遇与挑战 创新是一个民族的灵魂 江泽明 要发扬“敢于创新，敢为人 先，敢冒风险”的精神 胡锦涛主席在2006年6月5日中国科学院 和中国工程院院士大会上讲话 现行的交通工程设计规范 、标准、方案基本是按照一 条路一个管理项目，一个长 大隧道或一个隧道群为一个 控制单元进行设计的 二、用创新的思想创新理念， 用创新的理念创新设计 二、用创新的思想创新理念，二、用创新的思想创新理念， 用创新的理念创新设计用创新的理念创新设计 成渝高速公路重庆段，有成渝高速公路重庆段，有 二个分别为二个分别为3.13.1公里和公里和2.52.5公里公里 的隧道的隧道, ,建有建有二个监控室二个监控室, ,其监其监 控值班、通风照明的运行维控值班、通风照明的运行维 护、供配电维护、消防系统护、供配电维护、消防系统 由配备了由配备了139139人人的隧道机电处的隧道机电处 负责负责 二、用创新的思想创新理念，二、用创新的思想创新理念， 用创新的理念创新设计用创新的理念创新设计 如果延续这样的管理式，到如果延续这样的管理式，到 20102010年重庆新建的年重庆新建的146146座隧道投座隧道投 入使用时，运行维护人员将达入使用时，运行维护人员将达 到到20002000人人以上，仅此一项，其以上，仅此一项，其 年运行成本将达到年运行成本将达到1 1亿元亿元以上！以上！ 二、用创新的思想创新理念，二、用创新的思想创新理念， 用创新的理念创新设计用创新的理念创新设计 现行设计规范不能解决路网内不同路段之间、不同现行设计规范不能解决路网内不同路段之间、不同 隧道群之间交通信息的共享隧道群之间交通信息的共享 无法实现跨路段交通信息采集、处理、发布和交通无法实现跨路段交通信息采集、处理、发布和交通 指挥、调度指挥、调度 而这正是高速公路网络形成后必须要解决的重要管而这正是高速公路网络形成后必须要解决的重要管 理需求。理需求。 二、用创新的思想创新理念，二、用创新的思想创新理念， 用创新的理念创新设计用创新的理念创新设计 “量变到质变量变到质变”是自然界和社会是自然界和社会 发展的客观规律发展的客观规律 在一个地区，修一条高速公在一个地区，修一条高速公 路或一个隧道，和同时修几十路或一个隧道，和同时修几十 条高速公路或条高速公路或100100座隧道，绝对座隧道，绝对 不会是一回事，绝对不能是一不会是一回事，绝对不能是一 个思路！个思路！ 二、用创新的思想创新理念，二、用创新的思想创新理念， 用创新的理念创新设计用创新的理念创新设计 重庆高速公路的发展面临的机重庆高速公路的发展面临的机 遇和挑战都是史无前例的，它的遇和挑战都是史无前例的，它的 设计、建设、运行管理必然要有设计、建设、运行管理必然要有 全新的理念和思路！全新的理念和思路！ 二、用创新的思路创新理念，二、用创新的思路创新理念， 用创新的理念创新设计用创新的理念创新设计 与时俱进的创新建设理念：与时俱进的创新建设理念： 善于运用规范的精神善于运用规范的精神 勇于探索规范的盲点勇于探索规范的盲点 敢于突破不合时宜的规范敢于突破不合时宜的规范 在技术进步的条件下，大胆在技术进步的条件下，大胆 创造新的经验、新的规范。创造新的经验、新的规范。 三、重庆高速公路交通工程建设理念 构 建 区 域 管 理 抓 实 安 全 节 能 建 设 和 谐 交 通 我们的战略： 用信息化改造传统产业 再造区域化高速公 路管理模式和监控流程 我们的信念： 只有想不到的， 没有做不到的； 有所为有所不为， 只做有用的； 源自于人，高于人。 3.13.1、构建区域管理、构建区域管理 开发联网监控技术开发联网监控技术 建立区域管理模式建立区域管理模式 重庆市交通委员会在编制重庆市交通委员会在编制重庆市高速公路网规划重庆市高速公路网规划 (20032020(20032020年年) )的时候，提出了的时候，提出了“集中管理、分级集中管理、分级 控制控制”管理理念管理理念 20052005年年3 3月委托有关咨询单位，编制起草月委托有关咨询单位，编制起草高速公路高速公路 交通工程总体方案设计咨询报告交通工程总体方案设计咨询报告，并于，并于20062006年年1 1月月 正式下达，正式下达，确定了确定了重庆高速公路路网重庆高速公路路网区域监控的管区域监控的管 理模式理模式，明确了明确了与之相适应的与之相适应的监控、通信的技术体监控、通信的技术体 系和关键技术系和关键技术。 区域监控的范围 中西部区域（兼作全市高速公 路的总中心 ）外环加环 线内的射线 东北区域通往三峡库区的 渝沙、渝宜通道 东南区域渝湘通道 重庆市高速公路网监控区域划分示意图 总中心兼中西部区域中心 东北部区域中心 东南部区域中心 一个总中心, 三大区域中心 九大运行中心 “一带九” 交通监控 联网收费 视讯会议 呼叫中心 信息服务 通信 桥梁监测 隧道监测 电力监测 区域监控 一个模式一个模式创建集约化区域监控管理模式创建集约化区域监控管理模式 一个平台一个平台构筑一体化综合业务通信平台构筑一体化综合业务通信平台 一个网络一个网络搭建数字化全路网智能监控网络搭建数字化全路网智能监控网络 一个系统一个系统构建安全型路网预测、预告、预构建安全型路网预测、预告、预 警系统警系统 一个体系一个体系建设高可靠、可管理、节能型高速公路机电运行建设高可靠、可管理、节能型高速公路机电运行 体系体系 “联网监控、区域管理联网监控、区域管理”的五个一：的五个一： 27Template Documentation* 路段 1路段 2路段 3路段 N 交通监控信息 气象设备监控信息 收费监控信息 电力检测信息 紧急电话信息 视频事件监测 隧道运营安全监控 交通情报板信息发布 现场工作人员 新设备 路段 1路段 2路段 3路段 N路段 1路段 2路段 3路段 N 中间键中间键中间键中间键中间键中间键中间键中间键中间键中间键中间键中间键 交通监控信息 气象设备监控信息 收费监控信息 电力检测信息 紧急电话信息 视频事件监测 隧道运营安全监控 交通情报板信息发布 现场工作人员 新设备 交通监控信息 气象设备监控信息 收费监控信息 电力检测信息 紧急电话信息 视频事件监测 隧道运营安全监控 交通情报板信息发布 现场工作人员 新设备 访问层 业务框架层 标准化数据交换 访问层 区域管理和指挥 流程层 数据交换 接入层 物理网络层 外场设备层 总中心区域管理中心路段 数据标准化 区域管理和指挥系统区域管理和指挥系统区域管理和指挥系统 业务流程引擎业务流程引擎业务流程引擎 XML XML XML 公众出行系统(门户) 总中心监控管理平台 总中心业务信息管理平台 (整合：OA/HR/计费等系统) IT设备(资产) 管理和监控 数据(仓)库 和历史视频 统一 开发 平台 协作单位 系统接口 部委 接口 总中心信息服务总线 东北部中心数据交换总线中西部中心数据交换总线东南部中心数据交换总线 东北部区域管理中心 管理平台 中西部区域管理中心 管理平台 东南部区域管理中心 管理平台 采用数字化路网监控方案 1. 采用数字图象编码技术 2. 采用基于IP的图象传输技术 3. 实现智能图象监控技术 4. 解决跨路段监控信息的采集与共享 5. 满足路网监控、交通、安全的管理 道路安全和交通管理的 图象处理 自动事故检测交通控制 Camera 31 Camera 32 车辆间距监视 多台摄象机系统 用CCTV对隧道进行全面监视，系统能够连贯计算跨越两 个连续摄象机的车辆间距（在监视区内）。 交通监控系统 可变信息信号 交通灯 FM电台 190 m190 m 190 m190 m 与道路用户信息系统的通讯 保持安全行车距离 视频监控和图象处理 图象是最通用直观的语言 实时检测 事后分析 不间断分析不间断分析 自动报警和实时图象自动报警和实时图象 利用事故前后几分钟录象片段展现现场图象利用事故前后几分钟录象片段展现现场图象 提供决策依据提供决策依据 深入分析深入分析 将发生的事件储存在区域中心网络上将发生的事件储存在区域中心网络上 视频监控 自动事故检测 R E S E T K B - L O C K P O WE R H . D . D . K E Y B D I O 多处连续隧道和长下坡路段： 最短的隧道间距只有27米 最多的连续隧道有26个 最长的长下坡达15公里以上 重庆高速公路的事故易发地段！ 潜伏的“八达岭现象”！ 3.2、抓实安全、节能 应对长大、连续隧道和隧道群 及长下坡多的特点，建立人性化 路网预测、预告、预警安全统， 提高路网运行的安全性 3.2、抓实安全、节能 、设置速度检测、抓拍、识别设备，及时发现、 记录超速车辆； 、设置简易气象检测设备，及时采集暴雨、浓雾 信息； 、设置小型情报板、广播系统，发布限速和气象 灾害信息、告警超速信息、强化交通信息发布 与诱导； 、设置视频事件监测设备，及时发现已发事故， 防止二次事故的再发； 、适当布设振动标线、减速带，强制减速； 、尽可能设置高强防撞护拦或避险车道。 安全与节能的完美结合 建设高可靠、可管理、节能 型高速公路机电运行体系，保持重 庆高速公路的可持续发展 交通量 是交通工程特别是隧道通风、照明、供配电设计的主 要参数，采用不同的交通量取值，通风、照明、供配电 系统的设计规模和运行成本差别是相当大 关键是我们应该用什么样的思路去建设什么样的机电运 行体系！ 发布了重庆高速公路隧道运营通 风、照明、供配电设计指导意见 规定了近期交通量关键设计指标 的控制参数： 700辆/小时高峰 小时高峰超过1000辆时开始实施远期设计要求 开展“节能型照明系统” 科研 短隧道、连续隧道、特长隧道照明参数的合理选 择； 节能型照明光源、灯具的选择； 照明灯具、电缆的合理布设； 适应交通量增长的照明系统分步实施方案研究； 适合不同车速、交通量、双向交通或单向交通、 事故和阻塞、不同气候等多种状态的智能型照明 控制系统。 开展“节能型供配电系统”的科研 1、中压供电技术在长大、连续公路隧道中的 应用； 2、通风、照明系统综合布线的研究； 3、连续隧道变电站的合理布局研究； 4、节能型供电线缆、设备的研究； 5、适应交通量增长的供配电系统分步实施方 案研究 据有关专家预测，上述二项 节能技术研究成果的应用，将降 低隧道营运整体用电的20%30% ，对于重庆在建的90座1.5公里以 上的长大、特长隧道，年节电费 用将达到5000万元以上，项目研 究具有极大的经济效益和节能降 耗作用 重庆高速公路收费进入“年票制”后的问题： 环线高速公路“年票制”收费模式的实行,环线高 速公路的车流量增长了10倍多，达到日2530万， 出现了收费站高峰时间严重堵车情况。 环线高速公路的交通量中70%80%是“年票制” 车辆，到2007年12月“年票制”近40万辆车，并且 还在以20的增长率快速膨胀。 3.3、建设和谐交通 收费服务现状 杨公桥杨公桥 石马河石马河 3.3、建设和谐交通 1.内环收费站将要撤除新的外环即将形成 2.高速公路资产、经营主体和收费方式不断变化 3.高速公路经营特性的市场化 4.汽车和交通量的大辐增长 5.非现金收费方式的需求不断强化 6.“路桥年费制”的进一步扩大 7.高速公路交通与城市交通的不断融合 8.城市智能交通发展的现实需求 这一切都急切地需要开发适应重庆交通发展的 新的车辆收费、管理、服务的技术 采用采用ETCETC系统可有效缓解系统可有效缓解 消除收费站点的拥堵现象消除收费站点的拥堵现象 电子收费系统的通过能力电子收费系统的通过能力 单车道单车道ETCETC系统车道通行速度：系统车道通行速度： 10104040公里公里/ /小时；小时； 单车道单车道ETCETC系统车道通行能力：系统车道通行能力： 80080010001000辆辆/ /车道车道小时；小时； 1 1条条ETCETC车道相当车道相当2 23 3条条MTCMTC入口车道；入口车道； 1 1条条ETCETC车道相当车道相当4 45 5条条MTCMTC出口车道；出口车道； ETC效益分析 经济效益 n 减少收费车道扩建成本减少收费车道扩建成本 30-4030-40万万 VS 60-100VS 60-100万万 n n 减少高速公路收费站的运营成本减少高速公路收费站的运营成本 1 1万万 VS 8VS 8万万/ /条车道条车道/ /年年 n n 减少收费站的现金流减少收费站的现金流 n n 为复杂路网下的路径识别提供解决方案为复杂路网下的路径识别提供解决方案 n n 显著提高高速公路的服务水平显著提高高速公路的服务水平 ETC效益分析 社会效益 n 减少拥堵排队，提高道路使用效率减少拥堵排队，提高道路使用效率 n n 减少停车的油耗及环境的污染减少停车的油耗及环境的污染 n n 促进重庆市智能交通体系的发展促进重庆市智能交通体系的发展 n n 促进社会促进社会“信用体系信用体系”的建立的建立 项目研究概况重庆市ETC应用体 系发展战略与实施方案可行性研究 n n重庆市重庆市ETCETC应用体系建设和运行管理的组织机构报告应用体系建设和运行管理的组织机构报告 n n重庆重庆ETCETC应用体系建设方案应用体系建设方案 n n重庆重庆ETCETC应用体系技术规范和技术要求应用体系技术规范和技术要求 n n重庆重庆ETCETC应用体系软件开发指南应用体系软件开发指南 n n重庆市重庆市ETCETC应用体系的关键设备应用体系的关键设备OBUOBU、 、RSURSU的产品设的产品设 计、技术要求及通信规程、数据结构、数据格式计、技术要求及通信规程、数据结构、数据格式 n n重庆重庆ETCETC应用的安全体系及技术要求应用的安全体系及技术要求 n n重庆重庆ETCETC系统投资及社会、经济效益报告系统投资及社会、经济效益报告 n n重庆重庆ETCETC应用关键产品的产业化报告应用关键产品的产业化报告 n n重庆重庆ETCETC应用市场及用户需求调查分析报告应用市场及用户需求调查分析报告 n n重庆市重庆市ETCETC应用体系应用体系ETCETC服务提供商特许经营报告服务提供商特许经营报告 n n重庆市重庆市ETCETC应用体系支付方式发行及服务代理商特许应用体系支付方式发行及服务代理商特许 经营报告经营报告 n n重庆重庆ETCETC业务管理体制及结算模式业务管理体制及结算模式 n n重庆重庆ETCETC应用体系应用体系ETCETC账户（银行）系统报告账户（银行）系统报告 n n重庆重庆ETCETC应用体系的业务流程及交易规则应用体系的业务流程及交易规则 n n重庆重庆ETCETC应用体系的法规研究应用体系的法规研究 ETCETC的概念的概念 ETCETC是什么？是什么？ ETCETC是一种支付手段，是一种支付手段，ETCETC可以可以 让汽车在运行中自动完成各种缴费让汽车在运行中自动完成各种缴费 的交易。的交易。 ETCETC的概念的概念 我们特别关注的是，由于我们特别关注的是，由于ETCETC对车辆对车辆 的交易是在汽车运动中实现的，因此，它的交易是在汽车运动中实现的，因此，它 的应用不会产生人工交易对交通的负面作的应用不会产生人工交易对交通的负面作 用，是最容易为交通参与各方所接受的。用，是最容易为交通参与各方所接受的。 因此，可以说建设因此，可以说建设ETCETC应用体系正是建设应用体系正是建设 和谐交通的必要措施。和谐交通的必要措施。 ETCETC的概念的概念 智能交通是解决人、车、道智能交通是解决人、车、道 路这三者交通参与方和谐发展的路这三者交通参与方和谐发展的 系统，而系统，而ETCETC正是车与道路之间信正是车与道路之间信 息交互的一个平台。息交互的一个平台。 不一样的建设理念不一样的建设理念 ETCETC不只是高速公路的收费不只是高速公路的收费 技术，它的特性决定了技术，它的特性决定了ETCETC在智在智 能交通应用领域的地位能交通应用领域的地位 不一样的建设理念 观点： ETC的建设一定不要 只是作为高速公路的 收费手段，而是要建 立在整个城市、地区 、区域智能交通的应 用平台上，否则，这 样的ETC应用系统是 没有生命力的，是难 以可持续发展的。 单一的高速公路收费应用难以 吸引更多的用户； 单一的高速公路收费应用可能 会因收费政策的改变而让ETC 下马； 单一的高速公路收费应用无法 同区域智能交通发展结合，无 法形成社会的需求，难以得到 政府的支持。 建设方案建设方案 20062006年年7 7月由重庆市科委主持月由重庆市科委主持 通过的本项研究报告。通过的本项研究报告。20072007年年5 5月国月国 家家ETCETC应用技术标准和相关规范发布应用技术标准和相关规范发布 以后，我们及时地跟踪了国标设备以后，我们及时地跟踪了国标设备 的研制和相关应用的开发工作，开的研制和相关应用的开发工作，开 展了国标设备在重庆的展了国标设备在重庆的ETCETC应用模式应用模式 的开发和试验工作的开发和试验工作 建设方案建设方案 重庆在重庆在20042004年开始实施年开始实施“年票年票 卡卡”管理模式，管理模式，20062006年年5 5月更是实行月更是实行 了了“重庆交通信息卡重庆交通信息卡”管理模式，管理模式， 即只要是重庆市的车辆每车配发一即只要是重庆市的车辆每车配发一 张张“渝籍卡渝籍卡”（采用基于（采用基于Mifare IMifare I 的非接触卡），该卡是通行高速公的非接触卡），该卡是通行高速公 路的唯一凭证。路的唯一凭证。 建设方案建设方案 同时该卡也是交纳城市路桥费、养路同时该卡也是交纳城市路桥费、养路 费、运管费、车船使用税、保险费以及费、运管费、车船使用税、保险费以及 车辆年审、各种规费稽查、车辆管理的车辆年审、各种规费稽查、车辆管理的 电子信息卡。电子信息卡。 重庆市人大已在重庆市人大已在20062006年通过地方立法年通过地方立法 确立了确立了“重庆交通信息卡重庆交通信息卡”与汽车与汽车“行行 使证使证”具有同等法律地位。具有同等法律地位。 建设方案建设方案 重庆市将在此基础上推进重庆市将在此基础上推进ETCETC的的 应用系统建设，从而将对汽车的收应用系统建设，从而将对汽车的收 费、管理、服务从人工的、停车的费、管理、服务从人工的、停车的 模式延伸到自动的、不停车的模式模式延伸到自动的、不停车的模式 下，促进重庆智能交通的发展。下，促进重庆智能交通的发展。 重庆的交通状况需要开发ETC的技术，但 重庆没有被列入长三角、京津冀示范工程， 即没有一个当然的区域中心来和我们联网， 也没有一个省和我们来一一对应的联网，但 重庆的ETC一定会和其他省市联网的。 关于联网运营模式 那我们跟谁去联？我们用什么 技术方案去和其他省市联？ 我们的思路是： DSRC+GPRS 关于联网运营模式 那我们跟谁去联？我们用什么技术 方案去和其他省市联？如何以不变应万 变？我们的思路是： 关于联网运营模式 DSRCGRPS 神 州 通 “给汽车装上手机，让汽车漫游神州” （这里的手机是DSRC+GPRS的集成体，这里的漫游 是指一卡通行） 这是我为这种尚未出身的运营模式设计 的广告词，更是我对这一以新型的集成了智 能交通和移动通信技术的DSRC+GPRS的ETC运 营模式的一个理念。 关于ETC联网运营模式 从ETC智能交通“神州通” A省主线站B市主线站 GPRS中心 C省主线站N省主线站 这一运营模式它将解决： 1、利用ETC技术将多个收费网络（跨路段、跨 项目、跨省市）的联网收费变成分段、多次、 不停车收费，使其实质上的分段收费变成形式 上的“联网收费”。从而将多个收费网络统一 收费以后面临的“路径识别”、“分类不同”、 “网络差异”、软件差异”、“清分结算”、 “互信机制”、“资金划拨”等等许多复杂、 交织的矛盾