1、智慧公路建设与基础设施数字化发展思考及建议2021年4月智慧公路发展趋势及思考国外发展及经验启示数字公路技术体系的构建结语报告内容1.智慧公路发展趋势及思考交通运输系统人类社会进步的先行官解决人和物的移动汽车增长和交通发展带来的问题交通事故频发全国6万多人死亡（年）交通拥堵严重影响GDP1-3%环境影响严峻温室气体排放10%交通运输信息化“十三五”发展规划交通运输信息化“十三五”发展规划推进智慧交通行动计划（推进智慧交通行动计划（20172017-20202020年）年）关于开展新一代国家交通控制网和智慧公路试点（第一批）工作的通知关于开展新一代国家交通控制网和智慧公路试点（第一批）工作的通知2、2018年2月交通运输部启动智慧公路示范工程落实几点认识及思考1.智慧公路的建设已得到包括建设者、运营者、使用者及社会各界的关注和认可；2.智慧公路的内涵在不断的试点实践中得到丰富和升华；3.智慧公路是未来车路协同及自动驾驶的重要支撑，但是不等同于车路协同及自动驾驶；4.智慧公路的发展应结合道路自身的技术等级、路段服务需求等因素因地制宜的发展；5.智慧公路发展应首先从基础设施数字化着手；十九届五中全会统筹推进基础设施建设。系统布局新型基础设施，加快第五代移动通信、工业互联网、大数据中心等建设。加快数字化发展：加强数字社会、数字政府建设，提升公共服务、社会治理等数字化智能化水平。车路协同及自动驾3、驶交通运输发展两个纲领性文件交通强国建设纲要：九大任务国家立体交通网规划纲要：三大主攻方向12项任务国家综合立体交通网规划2035年，交通基础设施数字化率90%基础设施数字化、网联化；新一代技术的应用；高精度交通地理信息平台；全方位交通感知系统；智能化载运工具和关键专用装备研发；综合交通大数据中心体系；加快既有设施智能化科技创新富有活力、智慧引领大力发展智慧交通：推进数据资源赋能交通发展，加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络融合发展，构建泛在先进的交通信息基础设施。建综合交通大数据中心体系。交通强国建设纲要什么是数字化？数字化两个层面内容真实世界的数字化影像泛在感知数字化，即是将许4、多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型，把它们转变为一系列二进制代码，引入计算机内部，进行统一处理，这就是数字化的基本过程。“科普中国”科学百科词条编写与应用工作项目公路基础设施数字化在公路交通系统中深入运用数字技术，在计算机系统中构建一个全感知、全联接、全场景、全智能的数字公路世界，进而优化再造公路交通系统的各项业务，对传统公路交通系统的运营管理模式，服务模式、商业模式进行创新和重塑，实现行业的转型升级。交通基础设施与信息技术的深度融合；空间属性、功能属性、状态属性等复杂多变的信息转变为可以度量的特征数据；不同的设施层次应建立相适应需求的数字化模5、型；以数字化的形式或载体，让使用者知道“路上有什么”，让管理决策者知道“车在干什么”。公路交通基础设施数字化内涵2.国外发展及经验启示（1）国外发展现状美国 国外交通基础设施数字化HPMS-Highway Performance Monitoring System Field Manual,2016.公路性能监测系统 实用手册，2016年MIRE-Model Inventory of Roadway Elements 2.0,2017.道路元素模型清单，第二版，2017年TMG Traffic Monitoring Guide,2016.交通运行监控指南，联邦公路管理局公路政策信息办公室，206、16年SHRP 2 RID-Second Strategic Highway Research Program,Naturalistic Driving Study:Development of the Roadway Information Database,2014.第二次战略性公路研究计划，自然驾驶研究，道路信息数据库开发，2014年HMS-Highway Safety Manual,1st Edition,2010.公路安全手册，第一版，2010年HPMS数据集全路段数据典型路段数据统计数据州统计数据车型统计数据城镇统计数据乡村统计数据NAAQS 空间区划统计数据估算数据元数据线性参照7、系统（LRS）地理信息数据GIS定位：部分强制，各个州采集、各个州使用用途：支撑数据驱动的安全决策37个强制采集的数据元素个强制采集的数据元素政府所有制类型出入口控制公路等级路线编号单行道/双行道政府所有制类型路线/道路名称车道数量立交标识符联邦资助类型年平均日交通量匝道起点位置标识符农村/城市名称年平均日交通量统计年份匝道终点位置标识符路面类型连接处标识符匝道长度路段起点描述符交叉点在第一条道路上的位置匝道起点处道路类型路段终点描述符交叉点在第二条道路上的位置匝道终点处道路类型路段长度交叉口的几何尺寸立交类型道路方向交叉口的控制方式匝道年平均日交通量功能分类进口道标识符匝道年平均日交通量统计8、年份中间隔离带类型匝道年平均日交通量统计年份立交点在第一条道路上的位置立交点在第二条道路上的位置美国联邦公路局道路要素模型清单包括六个部分2013年12月17日德国联邦交通、建设与城德国联邦交通、建设与城市发展部市发展部正式更名为：德国联邦交通与数字化基德国联邦交通与数字化基础设施部础设施部（2）国外现状与经验欧洲 按照数字化战略2025的总体部署，德国加快推进数字化基础设施建设，稳步推进车路协同通信技术的研究与应用，鼓励各方联合积极开展自动驾驶、数字化出行服务和数字化物流服务等方面的创新技术研发。加快推进数字化基础设施建设单击此处添加文本具体内容积极部署数字化交通出行单击此处添加文本具体内容9、引领数字化运载装备研发 单 击 此 处 添 加 文 本具体内容大力支持数字化物流服务 单击此处添加文本具体内容ERTRAC2019路线图中将数字化基础设施分为AE五个等级E：传统基础设施D：+静态数字信息C：+支持动态数字信息，提供预警服务B :+协作感知，提供微观交通信息A：+协作驾驶，提供优化驾驶建议压力传感器数据采集设备单点沉降计道路结冰传感器路肩车道路肩车道中间带孔隙水压力计测斜仪雨量计锚索计GPS位移传感器挡土墙表面变形计土压计位移传感器（3）经验启示3.公路数字化技术体系的构建截至2019年底，公路网总里程达501.25501.25万公里万公里。以高速公路为骨架、普通公路为主体的公10、路网基本形成。二级及以上等级公路里程67.2067.20万公里万公里。1996年(5300公里)2006年（4.5万公里）2010年（7.4万公里）2017年（13.65万公里）我国公路基础设施的发展（1）公路基础设施数字化需求分析面向自动驾驶、精细化管理服务的特征数据集数据集结构数据集元素列表自动驾驶车辆环境识别需求车路协同基础设施数据交互需求公路网运行监测与服务暂行技术要求公路基础设施统计分析需求公路养护及资产管理数据需求 精细化管理与服务业务需求基础设施向自动驾驶车辆提供的信息信息作用地理信息车辆可借此实现高精度定位、超视距感知、车道级路线规划，降低自车感知成本，提高感知精度和范围定位辅11、助提高车辆定位精度，与数字化路线图信息融合，实现厘米级快速定位交通规则提高车辆对交通工程设施的视认性，降低自车感知成本，提高感知能力，并通过交通信号预判，合理规划车速，提高交通安全和效率交通环境大多数气象信息，仅靠车辆自身感知难以实现，特别是无法获取前方较远距离的道路环境信息。通过路侧感知和信息发布，提前调整驾驶策略，提高交通安全附属设施提供停车、充电、加油等附属设施动态信息，为自动驾驶车辆提供停车诱导、自动充电等服务交通状态车载传感器无法感知前方较远距离道路交通状态，通过路侧感知和信息发布，提前优化路线，合理利用道路资源，提高交通效率事件通告车载传感器无法感知前方较远距离道路交通事件，也无法12、获取施工养护、交通管制等信息，通过路侧信息发布，提前调整驾驶路线，提高交通安全和效率危险预警通过路侧感知，弥补自车感知范围有限的缺陷，提高驾驶安全协同控制通过路侧协同控制，提高交通安全和通行能力，支持车辆以编队方式行驶，在一定程度上实现交通流的有序、可控运行交互服务提供个性化伴随式服务，提高服务水平自动驾驶自动驾驶管理管理服务服务规划规划设计设计建造建造养护养护全要素全要素全全业业务务运营运营（2）公路交通基础设施数字化体系设计二维码、二维码、RFID、编码等技术编码等技术交通气象环境监交通气象环境监测技术测技术交通流感知、基交通流感知、基础设施状态监测础设施状态监测等技术等技术物联网等技术物13、联网等技术二维码、二维码、RFID、编码等技术编码等技术BIM、GIS、三维、三维扫描技术扫描技术L6 人员、车辆及物资人员、车辆及物资L5 交通环境状态交通环境状态L4 交通运行状态交通运行状态L3 交通智能化设施交通智能化设施L2 交通附属设施交通附属设施L1 交通基础设施交通基础设施（3）基础设施数字化的实施勘察设计数字化勘察设计数字化以以勘察设计数字化交付勘察设计数字化交付为核心，为核心，提升地质勘察和各专业设计的提升地质勘察和各专业设计的自动化水平，打通不同设计软自动化水平，打通不同设计软件之间的数据壁垒，实现各专件之间的数据壁垒，实现各专业协同设计，从单一图纸交付业协同设计，从单一14、图纸交付方式向“图纸、模型和数据”方式向“图纸、模型和数据”融合交付转变，推动设计建造融合交付转变，推动设计建造一体化。一体化。工程地质勘察“上云”公路工程设计集成平台勘察设计成果数字化交付与在线审查平台建设管理一体化平台施工建造施工建造数字化数字化以以施工建造自动化、智能化施工建造自动化、智能化为核心，为核心，推动新一代信息技术与现代工程管推动新一代信息技术与现代工程管理融合，将数字化技术渗透至施工理融合，将数字化技术渗透至施工生产和管理各个环节，提升施工资生产和管理各个环节，提升施工资源优化配置能力，提升行业数字化源优化配置能力，提升行业数字化监管能力，优化建设市场信用评价监管能力，优化建15、设市场信用评价体系，推动交竣工资料数字化体系，推动交竣工资料数字化。养护管理养护管理数字化数字化以以数据驱动的养护管理数据驱动的养护管理为核心，基为核心，基于勘察设计、施工建造期间沉淀的于勘察设计、施工建造期间沉淀的数据，与运营养护期的数据融合，数据，与运营养护期的数据融合，实现自动化、数字化的基础设施巡实现自动化、数字化的基础设施巡检；病害检测、质量溯源、跟踪、检；病害检测、质量溯源、跟踪、处置全过程管理；技术状况全程监处置全过程管理；技术状况全程监控掌握；病害与评价结果对比跟踪；控掌握；病害与评价结果对比跟踪；科学管理养护维修科学管理养护维修。运营管理运营管理数字化数字化以以全息感知、精准16、研判、伴随全息感知、精准研判、伴随服务服务为核心，基于建管养全生为核心，基于建管养全生命周期数据的高精度感知、实命周期数据的高精度感知、实时可靠交互和深度挖掘分析，时可靠交互和深度挖掘分析，实现运营安全的数字化、应急实现运营安全的数字化、应急调度的智能化，支持交通运输调度的智能化，支持交通运输组织形态和服务模式式创新。组织形态和服务模式式创新。智能云控平台智能云控平台人工智能人工智能、大数据分析大数据分析传感器传感器调查监测调查监测移动应用移动应用视频网关视频网关IOTIOT网关网关物联网物联网政务网政务网政务管理政务管理采集交换采集交换移动互联网移动互联网云端云端经验决策经验决策 数据决策数17、据决策云计算云计算感知管理感知管理基于用户位置的伴随式服务基于用户位置的伴随式服务基于用户身份的全域管理基于用户身份的全域管理互联网数据互联网数据态势感知态势感知安全管控安全管控数据治理与挖掘数据治理与挖掘CCTVCCTV更智慧的辅助决策更智慧的辅助决策IaaSIaaSPaaSPaaSC CaaSaaSC CaaSaaS4.结语（1 1）公路基础设施数字化是一个巨大复杂的工程，是未来智慧公路）公路基础设施数字化是一个巨大复杂的工程，是未来智慧公路发展的方向及基础；需分公路等级、数据需求强度分类推进公路基发展的方向及基础；需分公路等级、数据需求强度分类推进公路基础设施的数字化；础设施的数字化；（2 2）可由部分重点工程、关键基础设施，以及新建工程先行试点开）可由部分重点工程、关键基础设施，以及新建工程先行试点开始。始。（3 3）关注数据标准、自主平台软件的开发及应用；）关注数据标准、自主平台软件的开发及应用；（4 4）关注各种不同通讯方式的融合应用；）关注各种不同通讯方式的融合应用；正在开展的正在开展的公路智能化数字技术规范公路智能化数字技术规范（20212021-20222022）是这项工作）是这项工作的重要基础；的重要基础；