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今迈科技|重磅:河北生智慧高速公路项目建设实践

2022-10-12 16:36:09

河北省地方标准智慧高速建设指南(征求意见稿) | 来源

网络 | 头图来源

9月初,河北省市场监督管理局发布《关于对<智慧高速公路建设指南>河北省地方标准公开征求意见的通知》,这也是继去年川渝地区智慧高速公路地方标准发布后,国内又一智慧高速建设指南地方标准。今迈科技|

自2020年以来,在新基建、数字交通等政策的引导支持下,我国智慧高速进入快速发展时期,各省市地区先后开展了轰轰烈烈的智慧高速示范试点项目建设探索,在较短的时间内便积累了很多建设经验,同时推动了建设指南和标准的制定进程。

在政策引导和行业市场的支持下,河北省先后在延崇高速、京雄高速、荣乌高速、京德高速等高速公路项目建设中探索智慧高速应用,并取得了一些阶段性的成果,为河北省智慧高速公路地方标准建设指南的制定奠定了基础。今迈科技|

以下内容摘自《河北省地方标准智慧高速公路建设指南(征求意见稿)》附录内容,主要介绍了河北省延崇高速、京雄高速、荣乌高速、京德高速等智慧高速项目建设实践。(文末附指南下载链接,请点击阅读原文)今迈科技|

延崇智慧高速公路建设实践

01建设目标

延崇高速公路(河北段)智慧公路是根据《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》中河北省“基础设施数字化、路运一体化车路协同、北斗高精度定位综合应用”试点要求,以“智 慧设施、智慧决策、智慧管控和智慧服务”为手段,以建设“3353”(三示范·三体验·五亮点·三服务)的智慧公路为目标,打造“展现科技之智,享受感受之旅,谱就筑梦诗篇”的智慧延崇高速公路。“3”即以智慧理念引领“绿色、科技、智慧公路”三个示范工程,完成基础设施数字化、路运一体化车路协同、北斗高精定位综合应用、基于大数据的路网综合管理和服务等试点任务建设。“3”即以先进技术打造“车路协同、智能诱导、高精定位”三种享受体验。“5”即实现“五个国内第1条”智慧公路建设:——国内第1条支撑奥运标准的智慧化高速公路;——国内第1条实现全要素物联网集群监测的数字化高速公路;——国内第1条运营开放路段车路协同示范高速公路;——国内第1条基于视觉的隧道智能综合诱导高速公路;——国内第1条北斗卫星信号和 5G 信号全覆盖的高速公路。“3”即建设面向服务的弹性云数据中心,构建数据赋能的综合管理服务体系,为公众、冬奥会、管理者提供优质服务。今迈科技|

02建设内容

按照交通运输部、河北省交通运输厅智慧公路试点建设工作部署,以建设“3353”的智慧公路为目 标,打造智慧延崇高速公路。建设内容包括全程可视的数字化基础设施、开放运营的车路协同示范、全覆盖的北斗高精度定位、全时空全要素的交通信息感知、泛在高效的融合通信网络、面向服务的弹性云数据中心、数据赋能的综合管理服务和持续优化的冬奥服务。

03

外场布设

全线设置3座隧道和6座桥梁基础设施集群全寿命监测;设置雷达检测器144套、高清卡口识别单元 60处;韩庄枢纽互通至太子城互通区段约29km布设路侧智能单元、边缘计算节点、边缘防护设备各129 套;平均3km设置1处路段可变信息标志(含车道级可变图形标志);平均750m设置1处道路有线广播;全线隧道平均200m设置1处隧道紧急电话与调频广播;全线设置4套北斗地面增强基站,隧道内平均50m 设置1处北斗信号扩展终端。

04建设成果

4.1智慧赋能保障安全快捷冬奥会转场服务

a) 全面协助奥运安保。

全线按照 750m 设置 4 套摄像机辅以互通区视频的无缝衔接,实现真正意 义的视频无盲区覆盖和雷达直接驱动的事件自动跟踪,实现与北京冬奥组委、省市两级综合运行协调与应急指挥中心(TOCC)、延崇高速北京段综合服务管理的实时对接。今迈科技|

b) 打造快捷、安全的赛区转场通行。

延崇高速通过全程视频监视与 750m 设置 1 处的雷达感知实 现交通运行状态的全息、全量动态感知,通过3km1 处的车道级可变图形标志实现分区段、分 车道精准控制,保障冬奥会车辆的“一小时”转场通行。

c) 保障奥运会赛事车辆全天候安全通行。

全线 4km 设置 1 处气象站实时感知气象变化,借助互联网+大数据智能分析、准确预测恶劣天气和提供处置预案;冰雪天气下的安全通行以智能融 雪除冰系统结合机械除冰(雪)技术,结合车道级智能管控系统,利用车路协同为赛事车辆提供高精度导航和行驶预警服务,保障冬奥会赛事期间恶劣气象条件下赛事车辆的安全通行。今迈科技|

4.2数字化基础设施保障转场通道本体安全

a) 测绘 106km 路线高精度地图,支持自动驾驶、车路协同和运维管理。

b) 基于 3DGIS+BIM 技术建设 82km“数字延崇”,实现公路设施资产动态管理。

c) 全线选取 3 座特长隧道和 6 座大桥进行基础设施集群全寿命监测,以点带线,构建集群化的基础设施全寿命监测与管控预测系统。

4.3全面支持自动驾驶的车路协同服务

车路协同一期工程示范段位于韩庄枢纽互通至太子城互通区段,路段长度约29km。该示范段建设车 路通信系统、基于北斗的高精度时空服务系统、面向自动驾驶的交通运行状况感知系统、高精度数字地图系统和车路协同应用系统,其中路侧智能单元RSU在一般路段布设间距为375m,隧道单洞布设间距为 240~300m。通过高速公路合流区、施工区、交通事件、恶劣气象、碰撞风险等2大类13项典型的车路协同应用场景为自动驾驶车辆提供基于车路协同的主动安全预警和交通诱导服务,降低车辆在上述场景下发生碰撞和拥堵等交通事件的风险。后期可按需扩展至全线覆盖,通信方式可由LTE-V升级为5G-V,支持全方位的车路、车车动态实时信息交互和多制式大容量车路通信,并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理。今迈科技|

4.4基于智能诱导的安全舒适的行车环境

a) 提供精准全方位的智能信息服务。利用可变信息标志、隧道紧急电话与调频广播、多媒体信息平台,打造智慧服务体系,实现全过程的智能服务和出行诱导。

b) 打造世界最长金家庄螺旋隧道的通行新感受。通过柔性连续可变色温灯带、基于纳米喷涂的穹顶景观,营造场景变化实现注意力唤醒,有利于情绪疏解,打造隧道内外一体的视觉感受;以紧急电话为基础每 200m 设置 1 处 FM 调频广播微基站,实现“平战结合”的听觉诱导服务。今迈科技|

4.5基于北斗+5G信号全覆盖的全方位立体化服务

a) 全线构建北斗高精度定位服务并实现隧道内北斗信号全覆盖,配置隧道导轨式智能巡检与应急机器人,建设北斗应急救援系统,实现车辆准确定位与应急资源的合理调度,保障隧道运营安全,提升应急效率。b) 提供全线覆盖的 5G 信号和高精度定位服务。

设置 4 处北斗地面增强基站,实现一般路段亚米 级高精度定位;隧道内设置 1000 多套北斗信号扩展终端实现洞内卫星信号全覆盖。建设涵盖 隧道的 5G 移动基站,支持车辆连续的精 

确定位和实时的 4K 高清赛事直播。

c) 打造智慧温馨的共享型服务区。

建设基于大数据分析“会思考、有智慧”服务区,打造无人餐厅、无人商店、自助充电、自助支付等智能体验,提供人性化停车、加油充电、就餐、如厕等智能诱导服务。今迈科技|

京雄智慧高速公路建设实践

01建设目标

京雄高速河北段包括主线和大兴国际机场北线高速支线京冀界至主线段(以下简称“支线”),路线全长约75km。其中主线起点与京雄高速北京段相接,终点与既有荣乌高速相接,长69.462km;支线起点与北京段顺接,终点与主线相接,长5.570km。

主线段起点至泗庄枢纽互通段及支线全段采用双向八车道高速公路标准建设;主线段泗庄枢纽互通至终点段采用双向六车道高速公路标准建设。项目于2019 年8月开工建设,2021年5月建成通车。

京雄高速智慧公路试点项目以高速公路大数据挖掘与综合利用为核心,以“准全天候、精准化”的 出行服务和“科学决策、智能管控”的综合管理为主线,综合运用北斗高精定位、窄带物联网、大数据、人工智能、自动驾驶等新一代信息技术,与公众服务和运营管理需求深度融合,构建京雄高速“11456” 智慧交通体系。

即:1中心(云计算数据中心);1平台(一体化智慧管理服务平台);4感知(设备设施数字化、道路运行状态、环境状态、设备设施安全运行状态4方面智能感知);5网络(光纤数字传输网、短程通信专网、无线宽带走廊、窄带物联网和北斗高精定位网5大网络融合);6体验(智能收费、车路协同、准全天候通行、全媒体融合调度、智慧照明、综合运维6项体验)。

02建设内容

京雄高速“11456”智慧交通体系,建设智能感知与车路协同系统、北斗高精度定位、准全天候通行、基于大数据的路网综合管理系统和高精度地图等。

03外场布设

a) 面向智慧专用车道的感知系统包括智慧专用车道摄像机(长焦距 138 套、短焦距 138 套和鱼眼摄像机 69 套)、跟踪雷达检测传感器 69 处、路面状态检测设备 35 套等。

b) 车路通信系统包括边缘计算设备 69 套、路侧通信设备 138 套、车载终端 100 套等。

c) 智能融雪除冰系统包括一体化泵房子系统 2 套、室外喷洒子系统 4600 延米、桥面结冰监测与 预警子系统 2 套等。

d) 基于北斗的高精度时空服务系统包括北斗地面增强基准站 4 站址等。

04建设成果

4.1 智能感知与车路协同系统

a) 自动驾驶专用车道。

京雄高速将行车方向最内侧车道设置为智慧测试专用车道,专用车道和其他车道之间采用黄虚线软隔离,为自动驾驶提供测试专用车道。每隔 4 公里设置一块可变信息标志,测试期间可提示“智慧测试专用车道”。

b) 车路协同系统。

针对各场景应用,以车路通信系统、北斗高精度时空服务系统、高精度数字地图系统提供的数据为基础,辅助监控系统提供的信息数据,通过数据筛查、数据融合等信息处理技术,实现典型车路协同应用场景下面向行车安全与效率提升的应用,同时为更复杂的智能驾应用提供业务基础功能。

4.2 北斗高精度定位

在北斗卫星导航系统的基础上,通过地面基站增强系统的建设,形成覆盖全线的高精度时空精准服务系统,配合高精度数字地图为车辆、人员和设备设施等提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务。

4.3 准全天候通行

通过智慧照明以及智能融雪除冰,具备准全天候通行能力。

a) 智慧照明。

全线设置了 3728 根智慧灯杆,以照明灯杆为基础,整合一体化云台摄像机、固定 摄像机、能见度检测、灯杆显示屏等多种智能设备,具备智能感知、智慧照明、节能降耗“一 杆多用”的功能,照明亮度可根据天气和车流量状况自动调节。

b) 智能融雪除冰。

采用机械除冰(雪)为主、智能融雪除冰为辅的方案,提高冰雪天气下安全通行能力。

4.4 基于大数据的路网综合管理系统

以高速公路大数据挖掘与综合利用为核心,将信息技术与公众服务和运营管理需求进行深度融合,建设综合管理服务平台、大数据分析平台、综合运维平台等,实现管理决策科学化、路网调度智能化、

4.5 高精度地图

利用车载激光点云、无人机航飞等技术采集路线高精地图,建立统一的高精度地理信息数据库,实现自动驾驶车辆路径规划和高精度导航,精 确化展示基础设施状况和交通异常事件地理空间状态等功能。

荣乌高速新线智慧高速公路建设实践

01建设目标

荣乌高速新线是雄安新区对外骨干路网“四纵三横”的“一横”,是国家高速公路网G18的重要组成部分。一期工程为京台高速至京港澳高速段,全长约73km,采用双向八车道高速公路标准建设,设计速度为120km/h,路基宽度为42m;全线设置枢纽互通5处、服务型互通6处、服务区3处、停车区1处;一期工程于2021年5月建成通车。今迈科技|

荣乌高速新线是雄安新区通往天津港集疏运体系的主要组成部分,是分流北京市大外环过境交通的主要通道,以货运交通为主。根据交通运输部批复河北雄安新区交通强国建设试点工作重点,提出在荣乌高速新线建立分车道、分时段智能货运车辆管控系统,实现货运车辆智能化管理,出台智能货运车辆管控关键技术指南等政策性文件。

智慧高速公路建设以世界眼光对标高速公路管理控制,面向安全、效率、服务提升,实现车道级动态交通主动管控,探索车路协同,协同高速交警推进准全天候通行,打造高速公路智慧化建设样板。

02建设内容

荣乌高速新线一期工程以车路云网一体化智慧高速公路解决方案为基础,建设全息化数字感知、车道化主动控制、一体化车路协同、精细化交通管理、智慧化交通服务五大系统。

03外场布设

a) 全线每公里设置 1 处监控摄像机(2 套固定摄像机和 1 套遥控摄像机)。

b) 全线主线每公里设置 1 处超距毫米波交通雷达,全线实现雷达波束全覆盖。

c) 全线每 10km 设置 1 处全要素气象站,每 2km 设置 1 处能见度检测仪。

d) 全线每 1~2km 布设 1 处门架式可变信息标志。

e) 马庄互通至张六庄互通车路协同示范段(11km)设置车路协同路侧智能单元 18 套(国标与欧 标多模式布设)。

04建设成果

4.1 全域雷视融合数字系统

应用国际领先的自主可控超距毫米波交通雷达,通过多源异构雷视融合组网技术、北斗时钟同步技术,全面掌控全时段、全路段、全环境交通流态势,精准感知通事件,为主动控制等其他功能系统提供基础数据支撑。构建公里级环境监测系统,为恶劣天气通行提供精准数据。

4.2 具备时空特性的数字孪生

荣乌高速新线部署了160公里具备时空特性的高速公路数字孪生系统,实现实体与虚拟世界的一一映射。通过空间轴实时映射高速公路交通状态、事件信息和气象状况;利用自动巡航功能,实现分钟级无现场全线巡查。通过时间轴实现历史信息可回溯、实时信息可追踪、未来状态可预测。

4.3 规模化主动交通控制系统

荣乌高速新线面向通行效率、安全运营与应急管理,融合国内外先进交通管控技术,首创“组织[1]控制-联动”三级控制架构,形成涵盖12类常发场景和56类突发事件的多目标协同联动控制机制,构建控制节点(2000多个)最多、管控里程最长、系统耦合性最 高、场景策略最丰富的车道级主动管控系统。

4.4 智慧化协调联动管理系统

荣乌高速新线基于车联网技术,打造高速智慧化管控系统基础底座—云控管理平台,打通感知、协同、管理、控制、服务五大系统数据链路,实时监控项目整体情况和高速实时路况,从宏观层面把握实时数据。

4.5 集约化坐席控制系统

荣乌智慧高速管控中心共有8张坐席,2张用于收费、1张用于传统机电监控、1张用于智慧管控、1 张用于路景融合、3张备用。坐席具备联动控制功能,与现场事件等级、控制策略等级、操作流程变化同步联动,直观展示坐席处理事件过程。

京德智慧高速公路建设实践

01建设目标

京德高速为北京新机场至德州高速公路京冀界至津石高速段,是雄安新区对外骨干路网“四纵三横” 的“纵四”,与大兴机场南北航站楼相连接。路线全长约87km,采用双向6车道高速公路标准建设,设计速度120km/h,于2021年5月29日建成通车,智慧高速同步建设。 根据交通运输部批复河北雄安新区交通强国建设试点工作重点,提出在京德高速公路建成安全风险预警系统,利用交通仿真平台,实现实时碰撞风险预测,事故发生率大幅降低。京德高速结合自身功能定位,以感知、控制、协同、管理和服务五个系统为核心,依托交通强国建设试点任务,以安全为主基调,建设交通运营安全风险智慧防控示范路。

02建设内容

京德智慧高速依托“一系统”安全风险预警系统,形成运行监控、交通态势、实时风险、风险应对 等“四大板块”,建设具备“六大特征”的智慧高速公路,即感知信息全面性、风险判别准确性、控制策略有效性、协同联动统一性、管理处置及时性、服务公众通达性等六方面特征,实现项目的全维度、全过程、全要素数字化管理。

03外场布设

a) 超距毫米波雷达布设间距为 1km,共计布设 120 套。

b) 全要素气象站(3 套)、能见度检测仪(49 套)、路面状况检测仪(13 套)等气象设施共计 65 套。

c) 11km 示范段布设车路协同路侧智能单元 11 套。

d) 监控摄像机布设间距为 1km,共计布设 208 套,高清卡口摄像机布设 22 套。

e) 可变信息标志(含门架式、悬臂式)布设138 处,布设间距为 1km~1.5km。

04建设成果

4.1 大数据系统

大数据系统是京德综合管控系统的数据仓库及数据挖掘分析的数据中心,系统利用大数据体系重 新定义设施、设备、数据、系统多模块之间的关系,将高速公路设计、建设、运营、管理等利益相关者关心的道路实体、运营车辆、设施设备、周边环境、实时事件、潜在风险等全方位交通大数据进行整合、分类、规划,建设元数据库、中心交换库、中心数据库。

4.2 风险辨识与预警系统

风险辨识与预警系统依托智能感知设备获取交通实时运行数据,通过风险辨识算法,实现对交通事件、气象环境、交通态势、计划管制等四大类风险源的识别,预判各类风险发生概率及风险等级。针对于各类潜在风险和已发生事件形成对应场景的车道级控制策略,通过同步搭载的预警提示悬臂屏和动态控制车道屏,实现风险预警、路途提示和动态控制等的联动发布与协同管控,降低事故发生率,提高行车安全。

4.3 三维实景展示系统

通过毫米波雷达、车辆特征识别设备、全要素气象站等智能设备实现交通状态、气象信息、路况事 件等的全面信息感知,结合三维实景模型,实现从基础设施、路侧环境到交通动态的全面数字孪生。通过实景模拟技术、雷视融合感知、高精度地理模型、车辆及高速配套设施模型,同时接入沿线交通量、通行状况、环境、气象等各类传感器数据,对整条高速公路的设施设备和运行车辆进行智能化统一监管。

4.4 坐席管理系统

坐席管理系统系统以道路交通管理业务需求为导向,将路况监测、事件处置、视频监控、策略管理 等进行“多合一”高效整合,实现各类业务系统统一接入管理,集中智慧管控,同时协调联动公安、交警、路政现场人员,快速做到业务数据共享、快速协同工作。


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