智慧高速为交通强国建设贡献河北力量     DATE: 2021-06-29 19:30

在新一代国家交通控制网和智慧公路试点中,河北智慧高速建设得到了交通运输部的大力支持,是首批9个试点省份之一,承担6个重点方向中的3个,两条高速作为试点任务,试点规模和试点内容最多。河北雄安新区被列入第一批交通强国建设试点,在高速公路建设领域,尤其是智慧高速为交通强国建设开启河北实践、贡献河北力量。

河北省智慧高速建设在涵盖平原、山区、高寒高海拔等多种地貌特征的同时,也涵盖四六八等多车道布局以及多雾、长大下坡、特长螺旋隧道等易发事故区。共实施4条智慧高速,总长320公里,总投资20亿元,可以说河北智慧高速建设具有广泛性、代表性、多样性。

河北高速公路在建项目

01
延崇高速:打造奥运标准的智慧化高速

延崇智慧公路结合项目特点和需求,提出了“三示范、三体验、五亮点、三服务”的建设目标,涵盖了三个规定试点内容和两项自选动作。

重点解决隧道行车安全、冰雪天气通行、兼顾原有系统升级等关键问题,打造山区智慧高速典型示范,打造奥运标准的智慧化高速公路。
目前,各标段已经完成联合设计、系统详细设计、系统部分软件模块开发,后续的建设工作正在开展。

关于解决隧道安全行车问题,首先解决看的问题,目前已经实施了基于视觉的隧道智能综合诱导,该项工作在延崇高速金家庄螺旋隧道设置面光源、变色温、调光灯具17000根,通过智能动态实时管控诱导系统进行无级调光控制和冷暖色温调控。通过带状连续照明灯带、自适应颜色调节、注意力唤醒实现视觉舒适的隧道照明。

在“看”的问题基础上,布设诱导标8944处,结合隧道监控设施等实现隧道综合诱导。同时,解决“听”的问题,以紧急电话为基础,应用隧道广播微基站、语音播报器,共同构建可“视”可“听”的隧道诱导服务,全时段保障隧道行车安全。


02
京雄高速:实现准全天候快速通行

京雄高速作为连接北京与雄安新区的同城化通勤通道,有着鲜明的出行需求,交通强国任务提出实现准全天候快速通行和将最内侧车道建成支持自动驾驶的专用车道。

京雄智慧公路建设,综合运用北斗高精定位、物联网、大数据、5G、云计算、人工智能、自动驾驶等新一代信息技术,构建“11456”智慧交通体系,即1个云计算数据中心、1个智慧管理服务平台、4方面智能感知、5种网络融合、6项智慧体验,打造新时代示范性智慧高速。

目前,京雄智慧高速正在实施综合管理软件平台,包括所有监控系统相关应用软件的开发、支撑软件的购置,以及数据、网络服务的购买和租用等。

京雄高速已完成云数据中心建设,完成全线高精地图数据采集,实现基础设施数字化;建成具备可变色温、分段管控的智慧照明高速公路;初步构建智慧管理平台,实现智能收费、综合运维、全媒体融合和可视化指挥调度,向公众提供及时、精细化服务。

就交通强国建设的两个试点任务,第一个试点任务的实现依托智慧中枢杆,在全线设置3728根,每个中枢杆集成了智慧专用摄像机、路侧通信设备、能见度检测仪、路面状况检测器等新型智能设备,具备智能感知、智慧照明、节能降耗“一杆多用”功能,可以保障低能见度下高速公路通行安全,并辅助夜间视频监控、事件识别、应急处置。

交通强国建设的第二个试点任务,是在下一步工作推进中建设自动驾驶专用车道。

一是在标志标线方面,京雄将行车方向最内侧车道设置为自动驾驶专用车道,专用车道和其他车道之间采用软隔离,可变信息标志在测试期间进行“智慧测试专用车道”提示。

二是在专用设备支撑方面,配合管理需求和规章制度,设置智慧专用车道摄像机,用于提供智慧专用车道非开放状态时的普通车辆车道闯入抓拍。

三是在设计初步管控方案,对智慧专用车道进行针对性的运营管理,并通过运营中积累的经验逐渐完善管控方案。智慧设备建设完备、条文法规完备的情况下,启用自动驾驶专用车道。

四是基于车道级高精地图,搭建京雄高速数字孪生平台,并融合监控视频与北斗数据,实现事件实施映射、可视化监测、可视化救援、视频回溯、车辆轨迹还原、轨迹跟踪等业务应用,提升高速精细化管控水平。


03
荣乌高速新线:打造车路云网一体化智慧高速货运通道

荣乌高速新线是京南雄北东西向重要货运通道,货车占比40%以上。交通强国试点任务要求,荣乌高速新线建立分车道、分时段智能货运车辆管控系统,出台智能货运车辆管控关键技术指南等政策性文件。

智慧高速建设以车路云网一体化智慧高速解决方案为核心,以全息化数字感知、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为基础构建五星设计架构,打造车路云网一体化智慧高速示范路与智慧化货运通道。

荣乌高速公路全长72.8公里,共计2000多个核心控制单元,是目前管控里程最长、控制单元数量最多、系统耦合性最高、场景策略最为复杂的高速公路主动管控系统。全线共设158个门架(半幅),每个门架设5组分车道显示屏,每个屏分为两个控制单元,实现速度和车道的管理和诱导。

五星架构第一项内容是全息化数字感知系统建设。全线设置千米超距毫米波交通雷达,形成雷达组网。通过雷视融合,实现全线车辆唯一ID连续跟踪。全线设置158套智慧门架,集约设置了超距雷达、卡口摄像机、分车道LED信息屏、标志牌、智能控制箱、边缘计算单元、RSU等,未来可加装5G等设备,实现“一架多用”。

全面感知的结果实现数字孪生。这是荣乌高速基于BIM系统的数字孪生系统,以“一网、两轴、一控制”功能实现宏观、中观、微观管理。一网是雷达组网车辆跟踪,可捕获行驶车辆的车牌、速度、轨迹等特征,融合信息实现车辆唯一ID连续跟踪。

以空间轴和时间轴盘活交通多源大数据,实现历史信息可回溯、实时信息可追踪、未来状态可预测。同时,可对交通事件实现7天连续回溯管理。结合无人机的使用,10分钟实现全天时全天候无现场巡查。

五星架构第二项内容是车道级主动控制系统建设,这是主动控制技术在国内首次进行系统性应用。

主动控制系统分析感知系统采集的交通数据,能够实时评估交通运行态势,预测安全风险,并通过面向效率与安全的策略融合,实现分路段、分车道、分时段的交通主动管控。面向安全、效率与应急等多目标协同联动,考虑12类常发场景和56类突发事件,率先提出了高速公路一级组织区、二级控制区、三级联动区的分层控制架构体系。

一级组织区确定事件周围区域内交通组织方案,包括车道封闭情况、安全行驶速度、交通通行规则等;二级控制区基于组织区方案进行交通流主动控制,包括可变限速控制、车道功能控制、交通流量控制、预警信息发布等;三级联动区是全线多个交通事件发生区域之间进行速度、流量、车道功能等协同适应的区域,确保全线交通运行平稳、有序、连贯。

五星架构第三项内容是精细化交通管理系统建设,以车联网云控平台为基础搭建交通云控管理平台,在实现道路管理功能的同时,预留车辆向智能网联和云控自动驾驶发展的空间。

荣乌新线智慧高速下一步重点工作,一是进一步推进五星架构第四项内容,即一体化车路协同系统建设。在目前已完成11公里车路协同测试段建设,在测试验证系统软硬件功能的基础上,进一步推动车路协同功能实现。二是进一步深化五星架构第五项内容,即智慧交通服务,尤其是推动准全天候通行场景,减少因不良气候导致高速封闭时长,满足人民群众日益增长的出行需求。


04
京德高速:打造交通运营安全风险智慧防控示范路

京德高速的智慧解决方案以“感知、控制、协同、管理、服务”五星架构为核心,调整了区域化预警控制系统和安全化交通管理系统,构建车路云网一体化智慧高速管控平台,优化运营管理、提高通行效率、提升出行体验、辅助行车安全,突出区域动态控制和安全风险评估预警,打造交通运营安全风险智慧防控 示范路。

目前,京德高速已完成全线的基础开挖及部分硬件设备安装工作,同步进行了软件需求分析、系统详细设计及部分模块开发工作,已经完成全息化智能感知系统建设。通过外场感知设备建设及感知融合软件模块开发,实现了路段实时交通量获取、路段车辆实时轨迹跟踪、路段车辆车型识别等功能。京德高速强调在建设期的安全管理,主要工作是重点针对建设期安全预警及管理需求,搭建全寿命智慧管理平台,如在盘扣式支架、大型挂篮、转体施工、枢纽互通等关键部位广泛采用智慧监控与云端监测技术,实时监测支架沉降、变形、倾角等技术参数,有效规避了施工风险。

在下一步工作中,结合京德高速路线特征、需求分析,完成运营期安全化交通管理系统研发;搭建京德高速公路安全风险预警系统仿真平台的原型,接入通车后的京德高速公路交通量和环境状态数据进行持续仿真改进。基于此,管理者能够实现全路段全方位运行状态的实时感知、科学决策,公众也可以享受到更安全、更高效的出行服务。在实现区域化预警控制方面,利用高速实时数据,优化交通安全风险模型,实时评估交通运行状态,形成融合多种场景的动态控制策略,通过分车道信息发布、预警提示屏等措施实现信息发布及诱导,实现高速公路实时交通管理与控制,提高通行效率。

智慧高速建设是河北推进智慧交通发展的重要一环,是全面支撑交通新基建的重点内容。河北交通将不断总结智慧高速建设工作,统筹各方资源,有序开展,形成整体合力,保障智慧高速持续健康发展,以智慧赋能有效支撑河北省高速公路事业高质量发展。