01智慧交通导论（智慧公路建设）课件讲解

项目1智慧交通导论

——智慧公路建设IntroductiontoIntelligentTransportation智慧交通概论目录CONTENTS01序言02智慧公路构思03智慧公路内容04智慧公路实践序言

交通发达程度是一个国家现代化水平的重要标志。党的十九大报告明确提出建设交通强国，党中央、国务院正式印发《交通强国建设纲要》，开启了新时代交通运输发展的新征程，这是以习近平同志为核心的党中央站在党和国家事业发展全局高度作出的战略部署。汽车发展历程Age

of

mechanic1、机械时代Age

of

electronic2、电子时代Age

of

software3、软件时代Age

of

intelligence4、智能时代

数据

算法

算力

网联1886197019902010现在产品技术性能1881第一辆电动汽车1925年8月美国第一辆无人车1908福特T型车批量生产1956年7月中国第一辆汽车下线2014中国新能源汽车元年1994OSEK/VDX软件ISO标准2003AUTOSAR成立1978ABS发明1886第一辆汽车2016AlphaGo战胜人类高手20195G元年，启动车联网序言自动驾驶5阶段划分（SAE-Automated

Driving）Level定义说明Level

0无自动化：驾驶员所有时间完全控制车辆运行普通车辆Level

1驾驶辅助：自动控制部分功能性操控，如电子稳定性控制和自动刹车等部分豪华车辆Level

2部分自动驾驶：拥有至少两项协同自动控制技术，如主动定速巡航和车道保持的协同自动控制Volvo

city

safety、SubaruEye

Sight等Level

3有条件的自动驾驶：在一定条件下由汽车完成主要控制任务；驾驶员可以选择是否根据条件操控汽车或由汽车完成控制任务Tesla

Auto

Pilot、Google

无人车、百度Level

4高度自动驾驶：均可自动驾驶，偶尔需要驾驶员接管，但有充分的移交时间Level

5全自动驾驶：汽车完全控制所有驾驶任务并保障安全；驾驶员无需执行任何控制工作，其中包括无人车序言自主（单车）式自动驾驶遇到瓶颈感知和决策设备造价昂贵传感器自身检测范围和能力有限复杂交通环境对人工智能水平要求很高系统稳定性、安全性水平未达到理想的水平向车路协同式自动驾驶发展道路设施支撑：升级改造道路基础设施，解决单车传感器视距不足，有效避免感知盲区通信设施支撑：自动驾驶车辆和路侧控制部分协同完成，协同换道、协同避险、编队行驶数据设施支撑：数据交互，大数据提高自动驾驶车辆的人工智能决策能力统一的感知、控制、通信、信息安全等：使系统的安全性、稳定性更高序言智慧公路构思以信息化、智能化引领公路管理和运营服务水平提升，积极推进云计算、大数据等现代信息技术与公路管理、运营服务的深度融合，全面深化公路信息数据的共享和开发利用，建立健全完善的监测感知体系、可靠的通信保障体系、实时的预报预警体系。“智慧公路”涵义基于新一代传输技术，构建大带宽、高稳定的泛在传输体系基于“互联网+”、移动网络等构建全媒体矩阵的公众信息服务体系基于物联网、“互联网+”等新技术构建全面路网状态感知体系基于特征识别、通信、移动、北斗等构建智能收费体系搭建强大、高效、智能的综合管理平台体系智慧公路构思总体目标:智能、快速、绿色、安全原则:现有技术用足、未来技术预留兼顾先进性、安全性和经济性，分阶段、分步骤开展智慧公路建设建成“人、车、路、环境”协同发展的智慧高速公路体系智慧公路智慧公路构思利用“人的智慧思维+先进的技术手段+协同的运行机制”提升公路管理和服务质量智慧公路发展的三大趋势：（1）电动化、智能化的新型运载工具（2）信息化、功能专业化的基础设施（3）开放、共享、协同的管理与服务智慧公路用户交通工具交通设施智慧公路构思智慧公路用户智慧公路使用者人工驾驶车辆用户自动驾驶车辆用户智慧公路管理者高速公路运营企业云控平台运营企业智慧公路构思（2）自动驾驶车辆用户低时延、高可靠的无线通信车道定位及感知信息电动车充电安全预警信息（1）人工驾驶车辆用户实时精准交通信息精准个性化信息新能源汽车能源补给全天候出行便捷收费智慧公路使用者需求:智慧公路构思高精准的信息服务个性化微观车辆信息动静态道路状态信息宏观交通流状态信息安全预警与控制服务车路协同式安全预警车路协同式安全控制多车道自由流收费服务读取电子标签中的车辆身份信息传递至车道逻辑协调控制系统匹配后至后台计算机计费系统智慧公路构思电动汽车充电服务供电系统充电系统监控系统自动驾驶专用车道服务车路协同系统高精度卫星定位系统专用道照明系统专用道监控系统货车编队行驶服务自适应巡航控制系统申请或脱离队列、前车自动跟随、队列中车辆间实时通信、驾驶员多视角模块切换智慧公路构思智慧公路管理者需求:智能化三新化功能需求日常运行监管养护管理应急管理收费管理公众信息服务性能需求数据实时采集-传输-处理-存储数据快速融合全自动运维管理支持资源共享通行速度与安全性同步提升绿色能源生产与供给支持新型运载工具（自动驾驶技术、新能源车））新理念新材料新工艺智慧公路构思公路精准管控服务基于数据驱动的公路运行监管车辆分流管控分车道车速管控智慧公路构思交通应急指挥调度与处置

对于重特大交通事故、危险化学品运输车辆交通事故、恶劣天气、自然灾害等交通紧急事件，进行全路段的实时共享，利用部署在智慧公路中的智能设备对车辆进行实时的告警和引导，及时妥善处理各项紧急情况。智慧公路构思智慧公路建设总体框架智慧公路建设总体框架包括：“三网合一”的智慧基础设施建设（三网：客货运输网、传感通信控制网和绿色能源网）智慧云控平台智慧公路建设

通过北斗地基增强系统实现定位精度厘米级。（一）构建“高精度定位系统”

需进一步开展的工作：

北斗地基增强系统建设模式有两种：自建或向位置服务提供商购买服务。智慧公路建设（二）构建“5G通信网络系统”

在智慧公路构建立体、互联互通、动态的公路通信网络，满足车车、车路通信的低延时、高可靠要求，高速移动车辆在信息网间的无缝漫游、全程在线。

支持车队行驶、半自动/自动驾驶、远程控制服务。

需进一步开展的工作：随着5G标准的正式冻结，5G网络进入商用，可与通信运营商合作，通过购买服务实施5G网络覆盖。智慧公路建设（三）构建“车路协同通信系统”

沿公路段，特别是合流区、分流区、弯道、上下坡道、事故多发地等关键节点建设车路协同式安全预警与控制系统，实现车辆近距离危险预警、前方道路施工信息预警、极端天气气象预警等服务。

近期：利用可变情报板、车载终端、手机APP等，在公路关键节点实现车路协同式安全预警；

中远期：实现全线路段多方式的车路协同式安全预警，以及支持自动驾驶车辆的精准控制。交通传感器H车路协同路侧设备本地边缘计算中心可变情报板智慧公路建设（四）构建“新能源利用及无线充电系统”

建设电动车充电桩系统，建设电动汽车静态无线充电系统。并开展移动无线充电路段应用试验。

近期：建设充电桩和静态无线充电设施，为电动车提供充电服务。

中远期：结合无线充电技术，实现移动无线充电。智慧公路建设（五）构建“大数据驱动的智慧云控平台”

利用云计算、大数据、人工智能等技术，使智慧云控平台具备更全面的感知能力、更强的计算能力、更智慧的管理控制能力和更精准的服务能力。可对车辆实施精准控制，对车道、节点、通道及路网实施分级控制。智慧公路建设

近期：支持公路管理、服务和控制；

中远期：支持省域范围多条公路的管理、服务和控制。（六）构建创新“基于高精地图的出行新体验”

建设厘米级的高精度电子地图，优化用户出行路径，提升用户体验，并实现路网运行的均衡和高效。

近期：实现全路段交通出行信息服务、车路协同安全预警；

中远期：实现全路段自动驾驶、货车编队车辆控制，车路协同安全控制及路网均衡控制。智慧公路建设（七）构建“自由流收费系统”

综合利用车路通信、视频识别，及移动支付等技术和平台，提高道路通行能力。

近期：采用“车辆识别+手机APP”或“ETC2.0”模式，出口车道设备自动识别车辆，无干预的完成通行费快速支付；

中远期：基于北斗卫星定位+身份识别等多模式相结合。车辆检测定位系统（3）图像抓拍区域通信区域车载电子标签（1）自动车型分类系统（4）电子标签读写天线（2）

图像抓拍系统（5）自动车牌识别系统（6）车道协调控制系统（7）龙门架（8）车辆检测定位区域龙门架（9）智慧公路建设（八）构建“自动驾驶路测系统”

提供自动驾驶专用车道服务，配备智能路侧控制设施、智能传感器、地基增强系统、醒目道路标识标线；

近期：时间分割的自动驾驶（例如夜间服务于自动驾驶）。

中远期：全路段、全天候支持自动驾驶。智慧公路建设（九）构建“自动驾驶及货车编队系统”

基于车车、车路协同技术，形成多辆车组成的有序队列，提高车辆的安全性，降低跟随的车辆燃油量达10%-20%，降低运输成本及排放。

近期：实现在专用车道上特定时段的自动驾驶货车编队运行测试；

中远期：实现在专用车道上自动驾驶货车编队示范运行。云云控控平平台台本地边缘计算中心智慧公路建设

智慧公路基础设施建设（1）自动驾驶专用车道建设（2）泛在互联的综合感知系统建设（3）车路协同安全预警与控制系统建设（4）全覆盖的无线通信网络建设（5）信息服务设施（6）高精度定位地基增强设施建设（7）电子不停车收费设施建设（8）基础设施数字化建设（9）服务区光伏发电建设（10）光伏声屏障建设（11）光伏一体化充电桩道路建设基础设施土建预留建设内容：智慧公路建设人车路协同自动驾驶的综合感知体系利用检测传感技术，实现面向人、车、路、环境的全面感知和监控，对影响路网运行的事件实时感知和预警。基础设施土建预留设施土建预留预埋应统筹考虑智慧公路中综合感知系统、无线通信网络的建设要求，沿线感知、通信、控制设施设备土建预留分为两大类：增强型点位土建预留和普通型土建预留。智慧公路建设路面损伤信息感知技术路面损伤信息感知主要为通过各种智能材料、传感器、自动化监测设备监测交通轴载、路面自身状况、内部环境等信息；现有的信息采集方法可分为外部评价技术与传感器感知技术。图像拍摄法道路三维图像法地磁车辆检测器压电类传感器光纤类传感器电阻类传感器外部评价技术传感器感知技术智慧公路建设自动驾驶专用车道建设内容：（1）自动驾驶专用车道的设计（2）支持自动驾驶的标志标线（3）支持自动驾驶的车路协同设施（4）基于位置服务的高精度定位系统（5）沿专用道照明布设（6）沿专用道视频监控布设智慧公路建设感知设备网络化：增加外场设备的规划，检测设备的布局、设备类型、数量、密度道路基础设施建设一体化：道路通讯、管道、充电设施等同步建设；

推进随路光纤网络、微型基站公共wifi建设。智慧公路建设

智慧公路云控平台建设

以智慧云平台为基础，运用云技术、大数据等技术手段，进行高速业务场景的人、车、路的数据收集、数据综合使用和数据智能应用，并通过数据有效流转来破解公路管理难题，为社会公众出行提供个性化服务。智慧公路建设服务功能：智慧公路建设智