杭紹甬智慧高速公路建設項目方案由交通運輸部公路科學研究院編制,主要建設內容摘錄如下:
01
項目概況
《長江三角洲區(qū)域一體化發(fā)展規(guī)劃綱要》明確“率先推進杭紹甬智慧高速公路建設”,浙江省智慧高速公路建設總體推進計劃中要求“高標準建設杭紹甬智慧高速公路標桿性工程”。杭紹甬高速公路是國家公路網G92杭州灣地區(qū)環(huán)線并行線,經杭州、紹興、寧波三地,是橫貫杭州灣南岸的主要通道,全長約174 km(含利用杭州灣大橋南接線約24 km),采用六車道標準建設,總投資約707億元。全線分為杭州紹興段(杭州24 km,紹興29 km)、寧波段一期(56 km)、寧波段二期(41 km)三個項目推進。
02
項目定位
杭紹甬智慧高速公路立足于“新”,以高標準、高要求建設打造,引領帶動全省及至全國智慧高速公路的發(fā)展方向。
03
建設目標
杭紹甬智慧高速公路工程建設目標包括:
1)打造“三網合一”的智慧高速公路基礎設施。杭紹甬高速公路建設期充分為智慧設施設備建設預留土建接口;設置自動駕駛專用車道,支持空間分割、時間分割的自動駕駛動態(tài)管控;沿線部署高速率、低時延、高可靠的全覆蓋無線通信網絡;加強泛在綜合感知設施裝備的布設,滿足車路協同式自動駕駛需求;實現高精定位和高精地圖服務;服務區(qū)建設太陽能產能系統(tǒng),部署電動汽車充電樁。
2)建設智慧高速云控平臺。支持具備車載控制功能的車輛實現控制環(huán)境下的自主運行、支持具備信息誘導的人駕駛車輛高效運行、支持自動駕駛車輛在隊列控制和自由行駛功能間的自如切換。近期支持杭紹甬高速公路管理、服務和管控;中遠期實現“大灣區(qū)”乃至全域高速公路網管理、服務和管控。
杭紹甬智慧高速公路服務目標包括:
a) 全面支持自動駕駛。構建路網綜合運行監(jiān)測與預警系統(tǒng),打造人-車-路協同的綜合感知體系,近遠期服務目標為:
近期支持自動駕駛專用車道貨車編隊行駛;
遠期支持全線自動駕駛車輛自由行駛。
b) 實現自由流收費。創(chuàng)新收費管理模式,構建基于車載終端的收費系統(tǒng),近遠期服務目標為:
近期實現封閉式有站自由流收費,車輛行駛一段路就繳納一段路通行費的分段式自由流收費;
遠期實現開放式無站自由流收費,即全面取消高速公路物理收費站。
c) 提升全線整體通行效率。依靠客貨分離及貨車編隊等技術,近遠期服務目標為:
近期實現車輛平均運行速度提升20%~30%;
遠期實現通行能力成倍提升。
d)“全天候”快速通行?;诟呔榷ㄎ?、車路協同、無人駕駛等技術的綜合應用,克服冰雪、霧霾等特殊天氣情況的影響,近遠期服務目標為:
近期實現自動駕駛專用車道在團霧、冰雪等天氣下的“全天候”通行;
遠期實現高速公路全線在團霧、冰雪天氣下的“全天候”快速通行。
e) 電動車續(xù)航能力。利用服務區(qū)、聲屏障等高速公路現有場所或條件,建設光伏產能系統(tǒng)以及電動車充電系統(tǒng),為高速公路用戶提供新能源補給服務,近遠期服務目標為:
近期實現服務區(qū)光伏能源供給及充電樁充電服務;
遠期實現服務區(qū)無線充電服務。
f) 更加安全。構建車車、車路協同式交通安全系統(tǒng),為安全駕駛提供可靠的技術保障;建設路網運行安全管理系統(tǒng)和應急指揮調度與處置系統(tǒng),實施智能救援,不斷提升高速公路安全性,近遠期服務目標為:
近期降低交通事故發(fā)生率;
遠期實現“零死亡”愿景。
04
建設方案
4.1 實時交通信息監(jiān)測系統(tǒng)
實時交通信息監(jiān)測系統(tǒng)檢測設施部署方案如下:
a) 交通流感知設備的部署方案如下:
全程交通流監(jiān)測:基本路段按照1 km一個的密度在道路兩側分別布設交通流感知設備,特殊位置適當加密,全面感知交通運行狀態(tài);
在互通匝道、服務區(qū)進出口設置1套交通流感知設備,如果設置位置與路段交通流監(jiān)測設備臨近,可視具體情況與路段交通流監(jiān)測設備復用。
b) 交通事件檢測設備的部署方案如下:
視頻全程覆蓋:基本路段按照1 km一個的密度在道路兩側分別布設視頻監(jiān)控設備;
全程事件檢測:基本路段按照約0.2 km一個的密度在路段兩側分別布設高清固定攝像機;
在養(yǎng)護工區(qū)進出口設置用于車牌識別的高清視頻設備和遙控攝像機;
服務區(qū)進出口設置視頻感知設備。
重點位置或區(qū)域事件檢測:合流區(qū)、分流區(qū)、惡劣氣象條件頻發(fā)區(qū)、事故多發(fā)區(qū)布設雷達事件檢測設備。
c) 氣象監(jiān)測設備分為全要素檢測器和路面狀態(tài)檢測器兩種設備,部署方案如下:
以10 km左右間距布設全要素檢測器;
在易出現團霧、結冰路段布設能見度檢測器和路面狀態(tài)檢測器。
d) 車輛微觀行為信息采集RSU設備的部署方案如下:
基本路段按照0.2 km一個的密度在道路兩側分別布設車路協同設備,發(fā)布交通事件信息和交通環(huán)境信息等;
在互通匝道、服務區(qū)進出口設置車路協同設備。
4.2 多網融合通信系統(tǒng)
4.2.1 杭紹甬高速公路通信信息網絡包括有線通信網絡和新一代寬帶無線通信網絡,具體如下:
a) 有線通信網絡是杭紹甬高速沿線全程覆蓋骨干光線通信網絡,隸屬于該高速公路機電工程的建設內容。
b) 新一代寬帶無線通信網絡采用多種技術(標準)和多種應用模式相融合的構建方式。路側部署提供低延時、高可靠、全覆蓋的DSRC、LTE-V2X、5G等新一代多模無線通信網絡,車輛在120km/h行駛速度條件下,通信延遲低于10 ms?;韭范伟凑?.2 km一個的密度在道路兩側分別布設或預留無線通信設備掛裝條件,支持構建無線通信全覆蓋網絡。
4.2.2 杭紹甬高速公路擬建設衛(wèi)星通信信息網絡,包括高精度定位系統(tǒng)和高精度地圖等,具體如下:
a) 高精度定位系統(tǒng)覆蓋范圍為杭紹甬高速公路全線,包括路段和隧道。高精度定位系統(tǒng)可采用自建和服務租用兩種模式,自建模式下的高精定位系統(tǒng)需要在高速公路沿線布設基準站;購買服務模式可與高精度定位服務提供商進行合作。高精度定位系統(tǒng)全天候為路段提供實時厘米級、靜態(tài)毫米級位置服務,隧道內面向車道級主動管控服務的定位精度達到分米級。
b) 高精度地圖覆蓋杭紹甬高速公路全線,包括路段和隧道。高精度地圖包括道路數據、車道數據、標志標線數據以及交通設施數據等,能夠提供面向機器識別的、滿足車路協同式自動駕駛應用需求的地圖數據,具備支持車道級信息服務及交通管控的能力。高精度數字地圖的制作可委托給具備許可資質的第三方單位完成。
4.3 云控平臺
云控平臺將運用云計算、大數據、人工智能等新的技手段,全面提升智慧高速公路的智慧水平、通行效率、通行安全、服務能力。云控平臺具備接入高速公路全線交通數據的能力,并具備升級為區(qū)域級云控平臺的能力,同時應能夠接入公安、消防、氣象等多源外部數據;具備對海量數據進行存儲和復雜任務計算處理能力、統(tǒng)一的運行監(jiān)測和綜合管理能力,以及為用戶提供伴隨式信息服務的能力;具備對高速分合流區(qū)域、交通事件多發(fā)路段以及全線不同層級交通運行精準管理和控制能力。
云控平臺包括以下幾方面:
a) 應用平臺:
決策支持。按照杭紹甬高速公路發(fā)展的需求,針對高速公路熱點問題,尤其是行駛安全、違法治理的問題,通過全面整合、處理交通要素感知數據,進行綜合分析,對杭紹甬高速公路交通運行狀況進行監(jiān)測,形成多層次的安全、擁堵評價,并在基礎上為浙江省高速公路建設、發(fā)展以及安全、擁堵治理提供支持。
車路協同管理。車路協同管理系統(tǒng),是智慧高速公路有別于其他高速公路的一個系統(tǒng),將實現人、車、路、環(huán)境的全面感知和協同,將人、車、路、環(huán)境物理系統(tǒng)映射到信息數字環(huán)境中,形成部分路段、全路段的不同時間段的車車協同、車路協同管理。
運行監(jiān)測與預警。利用泛在感知系統(tǒng)實現對杭紹甬高速公路運行狀態(tài)監(jiān)測。對運營車輛(尤其是危化運輸車輛)運營線路異常進行自動報警。對杭紹甬高速公路重點橋梁、隧道、邊坡等交通基礎設施在各種工作環(huán)境下的使用情況、損傷情況等進行實時監(jiān)測與預警。針對杭紹甬高速出現的重大活動、建設施工、重要節(jié)假日、惡劣氣象等情況,實現對交通流量大(服務水平三級及以下)、高峰、緊急情況等監(jiān)測和預警。
綜合分析。實現對交通事件、路網運行狀態(tài)、緊急事件、氣象狀態(tài)、高速公路運營狀況、高速公路養(yǎng)護狀況、交通流量、收費數據等進行統(tǒng)計分析。針對重大活動、惡劣氣象、節(jié)假日等情況進行數據的深層挖掘和分析,實現上述情況的專題分析,如交通影響分析等。對車輛信息進行跟蹤和定位,對于全線路況信息、擁堵路段和收費站交通運行狀態(tài)等進行大數據分析。
協調聯動。實現公安、消防、醫(yī)療急救、安全生產緊急救援、常設的減災防災機構等應急處置力量之間的聯動,完成高速公路突發(fā)事件及相關信息的處理、分析、信息發(fā)布等工作。實現應急處置各相關單位或部門與杭紹甬高速管理部門之間的精細化協調聯動。
應急指揮調度。應急處置系統(tǒng)的應急處置業(yè)務按照前、中、后三個環(huán)節(jié),形成7個子系統(tǒng),即應急信息接報子系統(tǒng)、應急輔助決策子系統(tǒng)、應急指揮調度子系統(tǒng)、應急信息服務子系統(tǒng)、應急統(tǒng)計分析子系統(tǒng)、應急預案數字化子系統(tǒng)和應急資源管理子系統(tǒng)。實現應急指揮調度的實時性、準確性。
綜合交通誘導。通過對歷史數據、實時數據的分析計算,預測未來各路段的交通運行狀況,并根據高速安全防控分析、高速事件感知等綜合性研判,提前制定相應的高速誘導策略,并支持各類誘導平臺的發(fā)布(交管發(fā)布平臺、高速誘導屏、第三方APP等)。通過綜合交通誘導為交通部門更好的便民服務提供支持,為用戶智慧出行提供信息誘導。
b) 共享服務中心
共享服務中心為上層的應用平臺提供服務,沉淀應用平臺可共享的服務,建設內容包括:車輛中心、駕駛員中心、高速公路中心、基站中心、視頻中心、數據采集中心、信息服務中心、環(huán)境中心等。
c) 數據處理中心
云控平臺數據處理中心,具備邊緣計算能力和中心計算能力。邊緣計算是通過車路協同系統(tǒng)實現路側與車端實時數據交換,例如5 km范圍內的RSU實時采集車流量數據都可以直接同步傳輸至相同范圍內的車輛,支撐貨車編隊行駛等應用。中心計算是分析處理中心平臺數據,形成道路準實時和預測信息,并且加工形成可操作的誘導或應急信息,推送至路側或車端,形成閉環(huán)響應。
d) 基礎設施
云平臺通過大規(guī)模分布式計算技術,實現計算能力、存儲能力、網絡能力、數據庫能力的線性擴展,云控平臺將接入大量的高速公路交通感知數據、管理數據、服務數據、運營數據、互聯網第三方數據等,并將滿足高速公路使用者、管理者、各個相關方的信息匯聚的處理需求。大數據平臺將支持包括批量計算、圖計算、流計算、實時計算、機器學習在內的豐富的計算框架,為杭紹甬智慧高速公路的各種數據服務、公眾服務提供底層的計算和存儲能力,是云控平臺重要支撐。
4.4 伴隨式信息服務系統(tǒng)
基于感知及預測信息為高速公路用戶提供宏觀交通運行狀態(tài)信息、中/微觀交通運行狀態(tài)信息、安全輔助駕駛信息服務,從而實現伴隨式信息服務。具體內容如下:
a) 宏觀交通運行狀態(tài)信息服務
杭紹甬高速能夠為用戶提供高精準的宏觀交通流狀態(tài)信息服務,通過高速公路的浮動車數據、移動終端數據、車路協同數據、全程覆蓋的視頻數據、雷達檢測數據以及其他傳感器信息,杭紹甬高速實現基于路側節(jié)點邊緣計算、區(qū)域中心協同感知、中心平臺綜合分析的三級交通狀態(tài)感知及預測,生成近程車道級交通狀態(tài)信息、中程區(qū)域級交通狀態(tài)信息、遠程全路網交通狀態(tài)信息,通過路側顯示系統(tǒng)如可變電子信息情報板、車載終端如車路協同設備、用戶手持終端、手機應用軟件等方式向用戶發(fā)布宏觀道路擁堵情況、道路分段運行速度情況、區(qū)間旅行時間預測信息等。
b) 微觀交通運行狀態(tài)信息服務
杭紹甬高速能夠為用戶提供高精準的動靜態(tài)道路狀態(tài)信息服務,通過高速公路的高精度地圖數據、用戶實時上報數據、視頻及雷達等監(jiān)測系統(tǒng)數據,杭紹甬高速實現基于靜態(tài)道路地圖和動態(tài)道路檢測的道路狀態(tài)感知,生成靜態(tài)公路基礎設施信息,以及動態(tài)公路氣象環(huán)境信息、交通突發(fā)事件信息,如道路積水、道路結冰、道路能見度、道路施工維護、貨物拋灑、交通事故、異常車輛等信息,通過路側顯示系統(tǒng)如可變信息標志、車載終端如車路協同設備、用戶手持終端、手機應用軟件等方式向用戶發(fā)布動靜態(tài)道路狀態(tài)信息,并基于感知及預測信息從車道選擇上為用戶提供微觀引導。
c) 安全輔助駕駛信息服務
安全輔助駕駛信息服務的應用場景主要是高速公路合流區(qū)、分流區(qū)、彎道、上下坡道等事故多發(fā)區(qū)域。通過部署在事故多發(fā)區(qū)的路側交通信息監(jiān)測設備,實時感知事故多發(fā)區(qū)交通運行狀態(tài)、交通突發(fā)事件、公路氣象環(huán)境等信息,路側交通信息監(jiān)測設備采集的信息通過光纖通信或其他通信方式傳輸到邊緣計算設施,同時車路協同通過車路通信技術與安裝有車載終端的車輛進行交互,將車輛運行及狀態(tài)信息傳輸到邊緣計算設施。所有感知得到的信息在邊緣計算設施完成數據的處理、融合、備份等?;A操作生成安全預警和控制決策信息,這些安全預警和控制決策信息通過車路協同和可變情報板向即將進入危險區(qū)域的車輛進行預警,避免事故的發(fā)生。
安全輔助駕駛信息服務信息內容主要包括:車輛近距離危險預警、后方車輛超車提醒、側方車輛碰撞提醒、前方車輛緊急制動提示、道路前方障礙物提醒、周邊緊急車輛提醒、前方事故預警、前方車輛故障提示、前方道路施工信息預警、極端天氣氣象預警、路段限速提醒等。
4.5 車道級交通控制系統(tǒng)
杭紹甬高速公路車道級交通控制擬實現以下服務功能:
a) 車速管控功能
以車輛行駛速度的一致性為目標,對高速公路上三條車道設計速度級功能作用進行重新定義,避免道路中不同車輛間形成速度差,帶來的干擾和安全風險,并通過傳感網絡對車輛運行軌跡進行監(jiān)控。
另外,主線交通出現異常(事故、擁堵)時,通過主線布設的可變限速標志,對主線車輛進行動態(tài)限速控制。
b) 危險狀態(tài)下的車道級車輛管控
通過基于高精度定位的車道級精準管控可以有效避免后車連環(huán)追尾事故。車道級高精度定位可以準確識別同一車道上前后車輛及其周圍車輛的相對位置,當車輛判斷出同一車道前車突然異常減速或停止時,會通過車車、車路通信傳輸到后續(xù)多個車輛,后續(xù)車輛根據高精度定位信息計算與前車的安全車距,同步采取減速等規(guī)避措施,從而大幅度的降低連環(huán)追尾的風險。
當高速公路內側車道發(fā)生碰撞事故時,行駛在相同車道的后車根據車輛搭載的終端以及距離事故點的距離不同,通過多種途徑獲取不同的管控信息。距離事故點100 m的后車A,通過車路信息交互獲取警告信息“請減速”,如果后車A具有車路信息交互控制功能時,可直接通過智能路側設施的控制策略進行減速;后車B通過與后車A進行車車通信,獲取警告信息“前方400 m碰撞事故,請減速或更換車道”;若后車D不具備任何車載終端,可通過路側可變情報板獲取信息“前方2 km里內側車道發(fā)生碰撞事故,建議更換車道”。
c) 專用車道管控
自動駕駛專用車道在出入口設立專門的站點控制車輛類型及車流,確保進入車道的車輛滿足專用道對車輛類型和性能的要求。北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)結合北斗地基增強站CORS站,以及高精度數字地圖為高速公路及專用道上的自動駕駛車輛提供厘米級的高精度定位服務,實現車道級的車輛位置定位和監(jiān)控。通過地圖匹配相關算法識別車輛所在車道,對于偏離所屬車道的車輛進行預警和控制,同時通過車道級的交通流控制改善車流運行的均勻和有序快速通行,提高高速公路的通行效率、減少污染排放。
4.6 橋隧安全提升系統(tǒng)
隧道內和隧道出入口布設視頻、雷達、微波等設備實時監(jiān)測交通運行狀態(tài)、交通突發(fā)事件等信息,隧道內應按實際情況加密布設。隧道布設邊緣計算設施,具有多源數據接入及本地計算能力;隧道內分車道布設車道指示器,提供車道限速、車道開放/封閉等信息;隧道進出口應布設車路協同設施、可變情報板,提供安全預警信息。
隧道內交通運行狀態(tài)信息采集設備具體布設方案如下:
隧道內兩側各設置1套交通流檢測設備;
隧道內按照150 m的間距布設交通事件檢測設備。
交通運行狀態(tài)信息采集設備的建設應充分考慮建設間隔預留相應的通信和供電條件,支撐條件的建設應充分考慮不同設備共用的需求,并充分考慮未來新型感知設備的建設需求,預留新型設備安裝、通信和供電的條件,以適應感知技術的迅速發(fā)展。
4.7 服務區(qū)智能化系統(tǒng)
4.7.1 服務區(qū)進出口應布設交通流檢測設備、車牌識別檢測設備,獲取進入服務區(qū)內的車輛信息;服務區(qū)進出口應布設RSU設備、可變信息標志,提供服務區(qū)內停車、加油、就餐等服務信息和高速公路交通狀態(tài)信息。
4.7.2 服務區(qū)內部按照區(qū)域功能劃分,在停車場、危險品車輛停放區(qū)、加油站、充電站、就餐區(qū)、如廁區(qū)布設客流檢測設施、車流檢測設施實現重點區(qū)域的實時監(jiān)控。
4.7.3 建設覆蓋服務區(qū)傳感通信網絡包括:
按照土建預留點位和應用場景需求部署全要素感知設施和車路協同設施,全要素感知設施包括交通運行狀態(tài)、交通事件信息、路面狀況信息以及環(huán)境信息檢測設施;
部署全覆蓋的4G/5G通信網絡;
建設高精度定位系統(tǒng)和高精度地圖系統(tǒng)。
4.7.4 服務區(qū)利用有線通信網絡實現與云控平臺信息交互,同時從云控平臺接收高速公路路段交通運行狀態(tài)信息,實現高速路段與服務區(qū)間的信息實時交互和共享。
4.7.5 充分利用服務區(qū)大規(guī)模集中用電區(qū)域性的空間資源和地面資源,開展太陽能停車棚、太陽能建筑、太陽能照明等區(qū)域性太陽能產能系統(tǒng)的開發(fā)和利用工作,打造智能高速公路服務區(qū)太陽能區(qū)域性能源流,太陽能產能量滿足服務區(qū)30%~50%的用電需求。
4.7.6 在服務區(qū)建設新能源汽車充電樁,每個服務區(qū)布置4臺功率為120 kW的新能源汽車充電樁,考慮1機2充、同時為2輛乘用電動汽車進行充電的需求。每套充電機包含1臺整流柜、2臺直流充電樁、2只直流電表。配電系統(tǒng)需配置1臺容量為400 kVA的箱式變壓器。安防系統(tǒng)需配備1臺硬盤錄像機和1臺紅外槍機。監(jiān)控系統(tǒng)提供開放、簡便的讀取和備份數據的方式,存儲設備運行的監(jiān)測數據。通過4G/5G蜂窩網絡向上級營運管理系統(tǒng)轉發(fā)運行和交易數據。
4.8 自由流收費系統(tǒng)
根據《深化收費公路制度改革取消高速公路省界收費站實施方案》(國辦發(fā)〔2019〕23號)、《交通運輸部關于印發(fā)取消高速公路省界收費站總體技術方案的通知》(交公路函〔2019〕320號)要求,完成收費管理與計算平臺、收費站車道系統(tǒng)、主線ETC門架系統(tǒng)的建設,實現主線自由流收費。
4.9 基礎配套系統(tǒng)(設施)
4.9.1 基礎設施監(jiān)測設施
杭紹甬高速公路沿線長大橋梁、隧道、路基路面、交通工程及沿線設施高風險部位布設視頻、壓力、位移、振動、水位等傳感器,實現基礎設施全方位數字化監(jiān)測和管理,對重要基礎設施的構件(橋墩、箱梁等)、桿件、設施進行統(tǒng)一的標識編碼。建設高速公路重要結構物及設施的數字檔案,建立數據庫系統(tǒng)。建設BIM模型及系統(tǒng),實現道路基礎設施全壽命周期智能化監(jiān)管。
采用先進技術建立橋梁、隧道等公路基礎設施智能化、數字化監(jiān)測系統(tǒng),對道路設施的關鍵構件和部位的運行狀態(tài)進行感知、信息跟蹤、實時傳輸及智能判別,對基礎設施可能的安全質量隱患進行預警。本項目針對橋梁、隧道等基礎設施的狀態(tài)監(jiān)測設備布設原則如下:
特殊大橋、特大橋或特長隧道、邊坡建設健康監(jiān)測設備;
按照橋梁重要程度布設全景或固定視頻監(jiān)控設備,實時監(jiān)控橋梁整體和局部運行狀態(tài);
按照橋梁重要程度的級別進行傳感器的布設:將杭紹甬高速公路所有橋梁按照重要性分類,不同類別的橋梁采用不同的監(jiān)控方法;
按照橋梁構成進行傳感器布設:橋梁上部結構的橋面、橋道系、承重結構、連接部件,下部結構的支座、橋墩、橋臺、基礎等,選取橋梁關鍵部位進行布設。
4.9.2 綠色環(huán)保設施
綜合考慮杭紹甬高速公路沿線空間資源以及光伏產能技術成熟度,擬建設杭紹甬高速公路太陽能產能系統(tǒng),可滿足現有杭紹甬高速公路沿線設施、設備的用電需求,滿足服務區(qū)用電需求,多余電量可用于并網發(fā)電。系統(tǒng)建設內容包括:
成熟技術應用推廣類,高速公路服務區(qū)光伏產能系統(tǒng);
新技術新材料研發(fā)與示范類,高速公路光伏聲屏障示范建設系統(tǒng)。
杭紹甬高速公路沿線益農、上虞、新浦服務區(qū)建設太陽能產能系統(tǒng),在益農服務區(qū)附近選擇居民聚集區(qū)域、1公里長度的高架路段,示范建設光伏聲屏障系統(tǒng)。太陽能產能系統(tǒng)可采用購買服務模式進行建設,光伏聲屏障示范建設可采用自建模式或購買服務模式建設。
杭紹甬高速公路沿線益農、上虞、新浦服務區(qū)建設電動車充電樁,每個服務區(qū)建設8樁,可采用購買服務的模式進行建設。
4.10 準全天候通行
4.10.1 車輛安裝具有車路通信功能的車載終端,車載終端具有語音和字符顯示功能。
4.10.2 在高速公路易出現團霧和路面結冰路段布設感知設備,包括交通流檢測器、交通事件檢測器、路面狀態(tài)檢測器、氣象傳感器等,對事故多發(fā)區(qū)域交通風險進行實時感知;布設提供低延時、高可靠、全覆蓋的DSRC、LTE-V2X、5G等新一代多模無線通信網絡,車輛在120km/h行駛速度條件下,通信延遲低于10 ms;沿線均勻布設邊緣計算設施,在分合流區(qū)、惡劣氣象條件頻發(fā)區(qū)、隧道出入口等交通事件多發(fā)區(qū)域根據實際情況進行加密布設;高速公路沿線中央分隔帶及路側設置智能誘導裝置(智能霧燈),根據現場能見度和雨雪等氣象條件,智能誘導燈閃爍狀態(tài)不同,以誘導車輛安全行駛;在事故多發(fā)區(qū)域前方布設可變情報板,為即將進入危險區(qū)域的人工駕駛車輛提供前方道路風險預警,并實現≤2 min的預警信息更新。
4.11 貨車編隊行駛
貨車編隊服務包括安裝在車輛上的雷達探測器、攝像頭以及自適應巡航控制系統(tǒng),可以在駕駛人員對車輛有絕對控制權的條件下控制貨車在道路上按照固定模式行駛。車隊在該系統(tǒng)的引導下可以實現車隊車輛駕駛的完全同步。只要一輛車速度發(fā)生變化時,通過車車通信,后面的車同時感應路面狀況,也會隨之改變,保持最安全的車間距離。車頭所搭載的雷達可以探測前方250 m距離內的障礙物,數據則會傳給車輛的自動剎車系統(tǒng)、車身穩(wěn)定控制系統(tǒng)以及道路預警系統(tǒng)。當車輛遇見前方占道時,自動駕駛系統(tǒng)會在電子顯示器出現系統(tǒng)提示信號及聲音報警,提示駕駛員手動更改車道。
系統(tǒng)由貨車車輛、車路協同路側系統(tǒng)和邊緣計算設施組成。車隊中各個車輛裝有高精度定位和車車通信設備,車輛間通過車車通信進行信息交互,將各自的位置、車速、加速度、車輛運行和控制狀態(tài)以每秒10次的頻率發(fā)送給車隊中的車輛,同時這些信息也通過車路通信發(fā)送到路側設備,由路側設備傳送到邊緣計算設施。每個車輛根據前車的信息和車前毫米波雷達,在一定的安全車距下,實時動態(tài)的調整自己的駕駛行為,如速度、加速度,形成一組車隊行駛。同時,車隊中各個車輛接收路側車路協同路側設備由邊緣計算中心發(fā)送的信息,實現動態(tài)的路徑選擇和決策。
近期,在杭紹甬高速自動駕駛專用車道上,先行先試貨車編隊行駛服務。
4.12 全壽命周期智能養(yǎng)護
為實現未來高速公路基礎設施的智能化管控、智能化養(yǎng)護和基礎設施全生命周期監(jiān)管服務,實現高速公路建、管、養(yǎng)一體化,杭紹甬高速公路基礎設施數字化建設方案如下:
a) 基礎設施數字化管理
對杭紹甬高速公路基礎設施重要組成構件統(tǒng)一編碼,實現基礎設施重要構件的“一物一碼”,使基礎設施運維管理在線化、精準化。杭紹甬高速公路基礎設施數字化管理采用RFID技術對構件信息進行存儲和讀取,根據基礎設施的重要程度找出基礎設施中影響質量的共性問題的關鍵構件,結合后續(xù)對工程運維和全生命周期管理的要求,定義RFID標簽存儲內容。
b) 基礎設施數字化監(jiān)控
基礎設施狀態(tài)監(jiān)測需求主要考慮橋梁、隧道、路基路面、邊坡、交通工程及沿線設施等狀態(tài)信息。針對杭紹甬高速公路基礎設施組成的具體情況,應以橋梁為主。
4.13 自動駕駛支持
參考全國各地及我省出臺的對自動駕駛車輛道路測試的測試和管理規(guī)范,結合自動駕駛對高速公路設施的實際需求進行自動駕駛專用車道的設計。具體如下:
a) 自動駕駛專用車道的設計
在杭紹甬高速公路上修建專用于自動駕駛汽車的專用車道,隔離和避免任何不確定行為。首先,根據杭紹甬高速公路的的物理設計和交通量情況,在確保安全和避免干擾的前提下,確定自動駕駛專用車道在道路上所處的位置、專用車道的長度。由于杭紹甬高速公路出入口、互通式立體交叉樞紐較多,為避免對進出高速公路車流的干擾,選擇杭紹甬高速公路全線內側車道作為自動駕駛專用道實驗路段,匝道、立交樞紐等位置交通環(huán)境較為復雜,暫不設計為自動駕駛專用車道。
b) 支持自動駕駛的標志標線
目前還沒有針對自動駕駛專用道的標志標線規(guī)范,本方案采用現有的道路標志標線規(guī)范來進行自動駕駛專用道的設計,在設計中沿專用車道路面和路側設計醒目清晰的標線和標志。在自動駕駛專用道與立交樞紐入口匝道處配有醒目的準入標志標牌,對進入車輛類型、車速等進行限制,只允許符合規(guī)定的自動駕駛車輛駛入。在針對自動駕駛專用道的標志標線規(guī)范出臺之前,具體的設置標準可參照已有的道路標志標線設置規(guī)范。
c) 支持自動駕駛的車路協同設施
建立自動駕駛車路協同的系統(tǒng),實現對自動駕駛車輛狀態(tài)的協同感知,并通過車路協同路側系統(tǒng)對自動駕駛車輛進行交通信息服務和對車輛進行控制。支持自動駕駛的車路協同設施建設原則如下:
安裝支持自動駕駛的傳感器、監(jiān)測器、路標等設備設施。
由于自動駕駛專用車道為內側單一車道設計,車路協同與協同感知設備布設方式采用立柱側裝方式,這樣既可以覆蓋專用道又可以節(jié)省成本。立柱側裝方式對應路側立柱的安裝。
車路協同設備放置位置斷面選取需要綜合考慮自動駕駛專用道的位置、道路線性特點、交通流量分布、道路基礎條件、危險路段區(qū)域等因素,具體原則如下:1、選擇靠近自動駕駛專用道的路側安裝,通信范圍覆蓋專用道自動駕駛車輛;2、盡可能選擇選擇車載終端用戶量較大的路段;3、選擇具備路側基礎安裝條件的點(有門架或立柱條件),選擇供電及通信條件到位或條件易達點;4、能夠與高速公路上已有的其它交通信息采集設備構成數據互補體系;5、兼顧道路交通安全因素,對一些重點路段、特殊路段、事故多發(fā)路段進行加密。
根據自動駕駛車輛測試的要求,選擇每0.5 km間隔建設自動駕駛車路協同路側設備的布設方式。全路段布設約350個。
d) 基于位置服務的高精度定位系統(tǒng)
自動駕駛車輛離不開高精度精準定位和高精度GIS地圖,高精度北斗定位基于北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)結合CORS站實現厘米級定位,可以為基于車路協同的自動駕駛車輛提供厘米級高精度定位服務,實現車道級的車輛位置定位和監(jiān)控,同時為云控平臺提供基礎支撐。
e) 沿專用道照明布設
對道路、路面、標志標線及前方障礙物準確的識別是自動駕駛車輛重要的功能,目前視頻識別仍然是自動駕駛車輛識別外部環(huán)境的主要手段,交通環(huán)境的光照條件對視頻識別的效果有相當大的影響,可以大大提高自動駕駛車輛識別的準確性。此外,一定的照明條件可以提高對自動駕駛車輛行駛狀態(tài)視頻監(jiān)控的質量。因此,為支持自動駕駛道路及標志標線識別的準確性和自動駕駛車輛的實時監(jiān)控質量,需要對自動駕駛專用道沿線布設照明設施。
根據相關高速公路照明設施布設標準,采用專用道沿路段照明縱向布設間距0.03 km~0.05 km進行布設。可以根據自動駕駛車輛的特點設計針對自動駕駛車輛及自動駕駛行為監(jiān)控應用的照明設施。
f) 沿專用道交通事件檢測設備布設
目前自動駕駛車輛的性能仍然處于測試階段,需要對自動駕駛車輛行駛過程中的駕駛軌跡、駕駛行為等需要進行全程交通事件檢測,以便對自動駕駛的行駛狀態(tài)、事故原因等進行分析。因此,需要在原有沿高速公路全路段交通事件檢測的基礎上,加密交通事件檢測監(jiān)控點,提升對自動駕駛車輛進行全覆蓋的交通事件檢測。
交通事件檢測設備可對自動駕駛車輛及與自動駕駛相關的事件等進行實時圖像監(jiān)控,并能通過圖像分析自動判斷停車、交通擁堵、車輛排隊超限、行人進入、車輛逆行、交通事故、車輛丟拋物檢測、能見度檢測等事件,及時發(fā)現自動駕駛專用道內異常事件,并提供自動駕駛相關事件處理依據。
自動駕駛視頻采集設備可采用交通視頻監(jiān)控設備,主線路段按0.5 km~1 km間隔設置交通事件檢測設備以監(jiān)視自動駕駛專用道的車輛及交通狀態(tài),橋梁、分合流區(qū)、互通式立體交叉橋及易積水、視距不良、易發(fā)生擁堵及交通事故等重點路段應加密布設。