教育培训
杭绍甬智慧高速公路建设项目方案(下篇)
日期:2020-05-08 来源:中国公路
接上篇,继续介绍杭绍甬智慧高速公路主要建设内容摘录:
04、建设方案
4.7 服务区智能化系统
4.7.1 服务区进出口应布设交通流检测设备、车牌识别检测设备,获取进入服务区内的车辆信息;服务区进出口应布设RSU设备、可变信息标志,提供服务区内停车、加油、就餐等服务信息和高速公路交通状态信息。
4.7.2 服务区内部按照区域功能划分,在停车场、危险品车辆停放区、加油站、充电站、就餐区、如厕区布设客流检测设施、车流检测设施实现重点区域的实时监控。
4.7.3 建设覆盖服务区传感通信网络包括:
●按照土建预留点位和应用场景需求部署全要素感知设施和车路协同设施,全要素感知设施包括交通运行状态、交通事件信息、路面状况信息以及环境信息检测设施;
●部署全覆盖的4G/5G通信网络;
●建设高精度定位系统和高精度地图系统。
4.7.4 服务区利用有线通信网络实现与云控平台信息交互,同时从云控平台接收高速公路路段交通运行状态信息,实现高速路段与服务区间的信息实时交互和共享。
4.7.5 充分利用服务区大规模集中用电区域性的空间资源和地面资源,开展太阳能停车棚、太阳能建筑、太阳能照明等区域性太阳能产能系统的开发和利用工作,打造智能高速公路服务区太阳能区域性能源流,太阳能产能量满足服务区30%~50%的用电需求。
4.7.6 在服务区建设新能源汽车充电桩,每个服务区布置4台功率为120 kW的新能源汽车充电桩,考虑1机2充、同时为2辆乘用电动汽车进行充电的需求。每套充电机包含1台整流柜、2台直流充电桩、2只直流电表。配电系统需配置1台容量为400 kVA的箱式变压器。安防系统需配备1台硬盘录像机和1台红外枪机。监控系统提供开放、简便的读取和备份数据的方式,存储设备运行的监测数据。通过4G/5G蜂窝网络向上级营运管理系统转发运行和交易数据。
4.8 自由流收费系统
根据《深化收费公路制度改革取消高速公路省界收费站实施方案》(国办发〔2019〕23号)、《交通运输部关于印发取消高速公路省界收费站总体技术方案的通知》(交公路函〔2019〕320号)要求,完成收费管理与计算平台、收费站车道系统、主线ETC门架系统的建设,实现主线自由流收费。
4.9 基础配套系统(设施)
4.9.1 基础设施监测设施
杭绍甬高速公路沿线长大桥梁、隧道、路基路面、交通工程及沿线设施高风险部位布设视频、压力、位移、振动、水位等传感器,实现基础设施全方位数字化监测和管理,对重要基础设施的构件(桥墩、箱梁等)、杆件、设施进行统一的标识编码。建设高速公路重要结构物及设施的数字档案,建立数据库系统。建设BIM模型及系统,实现道路基础设施全寿命周期智能化监管。
采用先进技术建立桥梁、隧道等公路基础设施智能化、数字化监测系统,对道路设施的关键构件和部位的运行状态进行感知、信息跟踪、实时传输及智能判别,对基础设施可能的安全质量隐患进行预警。本项目针对桥梁、隧道等基础设施的状态监测设备布设原则如下:
●特殊大桥、特大桥或特长隧道、边坡建设健康监测设备;
●按照桥梁重要程度布设全景或固定视频监控设备,实时监控桥梁整体和局部运行状态;
●按照桥梁重要程度的级别进行传感器的布设:将杭绍甬高速公路所有桥梁按照重要性分类,不同类别的桥梁采用不同的监控方法;
●按照桥梁构成进行传感器布设:桥梁上部结构的桥面、桥道系、承重结构、连接部件,下部结构的支座、桥墩、桥台、基础等,选取桥梁关键部位进行布设。
4.9.2 绿色环保设施
综合考虑杭绍甬高速公路沿线空间资源以及光伏产能技术成熟度,拟建设杭绍甬高速公路太阳能产能系统,可满足现有杭绍甬高速公路沿线设施、设备的用电需求,满足服务区用电需求,多余电量可用于并网发电。系统建设内容包括:
●成熟技术应用推广类,高速公路服务区光伏产能系统;
●新技术新材料研发与示范类,高速公路光伏声屏障示范建设系统。
杭绍甬高速公路沿线益农、上虞、新浦服务区建设太阳能产能系统,在益农服务区附近选择居民聚集区域、1公里长度的高架路段,示范建设光伏声屏障系统。太阳能产能系统可采用购买服务模式进行建设,光伏声屏障示范建设可采用自建模式或购买服务模式建设。
杭绍甬高速公路沿线益农、上虞、新浦服务区建设电动车充电桩,每个服务区建设8桩,可采用购买服务的模式进行建设。
4.10 准全天候通行
4.10.1 车辆安装具有车路通信功能的车载终端,车载终端具有语音和字符显示功能。
4.10.2 在高速公路易出现团雾和路面结冰路段布设感知设备,包括交通流检测器、交通事件检测器、路面状态检测器、气象传感器等,对事故多发区域交通风险进行实时感知;布设提供低延时、高可靠、全覆盖的DSRC、LTE-V2X、5G等新一代多模无线通信网络,车辆在120km/h行驶速度条件下,通信延迟低于10 ms;沿线均匀布设边缘计算设施,在分合流区、恶劣气象条件频发区、隧道出入口等交通事件多发区域根据实际情况进行加密布设;高速公路沿线中央分隔带及路侧设置智能诱导装置(智能雾灯),根据现场能见度和雨雪等气象条件,智能诱导灯闪烁状态不同,以诱导车辆安全行驶;在事故多发区域前方布设可变情报板,为即将进入危险区域的人工驾驶车辆提供前方道路风险预警,并实现≤2 min的预警信息更新。
4.11 货车编队行驶
货车编队服务包括安装在车辆上的雷达探测器、摄像头以及自适应巡航控制系统,可以在驾驶人员对车辆有绝对控制权的条件下控制货车在道路上按照固定模式行驶。车队在该系统的引导下可以实现车队车辆驾驶的完全同步。只要一辆车速度发生变化时,通过车车通信,后面的车同时感应路面状况,也会随之改变,保持最安全的车间距离。车头所搭载的雷达可以探测前方250 m距离内的障碍物,数据则会传给车辆的自动刹车系统、车身稳定控制系统以及道路预警系统。当车辆遇见前方占道时,自动驾驶系统会在电子显示器出现系统提示信号及声音报警,提示驾驶员手动更改车道。
系统由货车车辆、车路协同路侧系统和边缘计算设施组成。车队中各个车辆装有高精度定位和车车通信设备,车辆间通过车车通信进行信息交互,将各自的位置、车速、加速度、车辆运行和控制状态以每秒10次的频率发送给车队中的车辆,同时这些信息也通过车路通信发送到路侧设备,由路侧设备传送到边缘计算设施。每个车辆根据前车的信息和车前毫米波雷达,在一定的安全车距下,实时动态的调整自己的驾驶行为,如速度、加速度,形成一组车队行驶。同时,车队中各个车辆接收路侧车路协同路侧设备由边缘计算中心发送的信息,实现动态的路径选择和决策。
近期,在杭绍甬高速自动驾驶专用车道上,先行先试货车编队行驶服务。
4.12 全寿命周期智能养护
为实现未来高速公路基础设施的智能化管控、智能化养护和基础设施全生命周期监管服务,实现高速公路建、管、养一体化,杭绍甬高速公路基础设施数字化建设方案如下:
a) 基础设施数字化管理
对杭绍甬高速公路基础设施重要组成构件统一编码,实现基础设施重要构件的“一物一码”,使基础设施运维管理在线化、精准化。杭绍甬高速公路基础设施数字化管理采用RFID技术对构件信息进行存储和读取,根据基础设施的重要程度找出基础设施中影响质量的共性问题的关键构件,结合后续对工程运维和全生命周期管理的要求,定义RFID标签存储内容。
b) 基础设施数字化监控
基础设施状态监测需求主要考虑桥梁、隧道、路基路面、边坡、交通工程及沿线设施等状态信息。针对杭绍甬高速公路基础设施组成的具体情况,应以桥梁为主。
4.13 自动驾驶支持
参考全国各地及我省出台的对自动驾驶车辆道路测试的测试和管理规范,结合自动驾驶对高速公路设施的实际需求进行自动驾驶专用车道的设计。具体如下:
a) 自动驾驶专用车道的设计
在杭绍甬高速公路上修建专用于自动驾驶汽车的专用车道,隔离和避免任何不确定行为。首先,根据杭绍甬高速公路的的物理设计和交通量情况,在确保安全和避免干扰的前提下,确定自动驾驶专用车道在道路上所处的位置、专用车道的长度。由于杭绍甬高速公路出入口、互通式立体交叉枢纽较多,为避免对进出高速公路车流的干扰,选择杭绍甬高速公路全线内侧车道作为自动驾驶专用道实验路段,匝道、立交枢纽等位置交通环境较为复杂,暂不设计为自动驾驶专用车道。
b) 支持自动驾驶的标志标线
目前还没有针对自动驾驶专用道的标志标线规范,本方案采用现有的道路标志标线规范来进行自动驾驶专用道的设计,在设计中沿专用车道路面和路侧设计醒目清晰的标线和标志。在自动驾驶专用道与立交枢纽入口匝道处配有醒目的准入标志标牌,对进入车辆类型、车速等进行限制,只允许符合规定的自动驾驶车辆驶入。在针对自动驾驶专用道的标志标线规范出台之前,具体的设置标准可参照已有的道路标志标线设置规范。
c) 支持自动驾驶的车路协同设施
建立自动驾驶车路协同的系统,实现对自动驾驶车辆状态的协同感知,并通过车路协同路侧系统对自动驾驶车辆进行交通信息服务和对车辆进行控制。支持自动驾驶的车路协同设施建设原则如下:
●安装支持自动驾驶的传感器、监测器、路标等设备设施。
●由于自动驾驶专用车道为内侧单一车道设计,车路协同与协同感知设备布设方式采用立柱侧装方式,这样既可以覆盖专用道又可以节省成本。立柱侧装方式对应路侧立柱的安装。
●车路协同设备放置位置断面选取需要综合考虑自动驾驶专用道的位置、道路线性特点、交通流量分布、道路基础条件、危险路段区域等因素,具体原则如下:1、选择靠近自动驾驶专用道的路侧安装,通信范围覆盖专用道自动驾驶车辆;2、尽可能选择选择车载终端用户量较大的路段;3、选择具备路侧基础安装条件的点(有门架或立柱条件),选择供电及通信条件到位或条件易达点;4、能够与高速公路上已有的其它交通信息采集设备构成数据互补体系;5、兼顾道路交通安全因素,对一些重点路段、特殊路段、事故多发路段进行加密。
●根据自动驾驶车辆测试的要求,选择每0.5 km间隔建设自动驾驶车路协同路侧设备的布设方式。全路段布设约350个。
d) 基于位置服务的高精度定位系统
自动驾驶车辆离不开高精度精准定位和高精度GIS地图,高精度北斗定位基于北斗卫星定位系统结合CORS站实现厘米级定位,可以为基于车路协同的自动驾驶车辆提供厘米级高精度定位服务,实现车道级的车辆位置定位和监控,同时为云控平台提供基础支撑。
e) 沿专用道照明布设
对道路、路面、标志标线及前方障碍物准确的识别是自动驾驶车辆重要的功能,目前视频识别仍然是自动驾驶车辆识别外部环境的主要手段,交通环境的光照条件对视频识别的效果有相当大的影响,可以大大提高自动驾驶车辆识别的准确性。此外,一定的照明条件可以提高对自动驾驶车辆行驶状态视频监控的质量。因此,为支持自动驾驶道路及标志标线识别的准确性和自动驾驶车辆的实时监控质量,需要对自动驾驶专用道沿线布设照明设施。
根据相关高速公路照明设施布设标准,采用专用道沿路段照明纵向布设间距0.03 km~0.05 km进行布设。可以根据自动驾驶车辆的特点设计针对自动驾驶车辆及自动驾驶行为监控应用的照明设施。
f) 沿专用道交通事件检测设备布设
目前自动驾驶车辆的性能仍然处于测试阶段,需要对自动驾驶车辆行驶过程中的驾驶轨迹、驾驶行为等需要进行全程交通事件检测,以便对自动驾驶的行驶状态、事故原因等进行分析。因此,需要在原有沿高速公路全路段交通事件检测的基础上,加密交通事件检测监控点,提升对自动驾驶车辆进行全覆盖的交通事件检测。
交通事件检测设备可对自动驾驶车辆及与自动驾驶相关的事件等进行实时图像监控,并能通过图像分析自动判断停车、交通拥堵、车辆排队超限、行人进入、车辆逆行、交通事故、车辆丢抛物检测、能见度检测等事件,及时发现自动驾驶专用道内异常事件,并提供自动驾驶相关事件处理依据。
自动驾驶视频采集设备可采用交通视频监控设备,主线路段按0.5 km~1 km间隔设置交通事件检测设备以监视自动驾驶专用道的车辆及交通状态,桥梁、分合流区、互通式立体交叉桥及易积水、视距不良、易发生拥堵及交通事故等重点路段应加密布设。
(本文摘自:浙江省交通运输厅《智慧高速公路建设指南(暂行)》)