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公路交通智能化发展的几点思考

2021-06-08 11:39 来源:ITS114

4月22日至23日,第二十三届中国高速公路信息化大会暨技术产品展示会在苏州国际博览中心隆重举行。本次大会由中国公路学会主办,《中国交通信息化》杂志承办。

交通运输部公路科学研究院研究员张纪升作题为《〈规划纲要〉引领公路交通智能化发展》的报告。张纪升认为,智慧公路落地有两个方向,一是利用公路信息化多年积累的数据,加强数据挖掘和融合应用,构建基础设施、载运工具、通行环境有效互联的交通控制平台,提升运营管理效率和风险防控能力;二是利用高速公路多年机电工程基础(门架系统),针对局部场景开展车路协同安全服务应用,提升公众服务能力和获得感。

以下为张纪升的主要报告内容,《中国交通信息化》作了不改变原意的编辑及整理。

一、近期有关政策的梳理

两年内中央连发两个纲领性文件

《国家综合立体交通网规划纲要》和《交通强国建设纲要》都是落实交通强国战略的纲领性文件。

《规划纲要》是第一个以党中央、国务院文件发布的交通运输规划纲要,是第一个关于我国现代综合立体交通网中长期发展的规划。《规划纲要》是指导未来一定时期内交通运输发展的“总规划”,居于综合交通运输规划体系的最上位。

双“纲要”共同支撑交通强国快速发展。在信息化、智能化方面,进一步细化了“四网融合”“智慧发展”等内容,实际操作指导性更强。融合了新基建公共基础设施、新能源发展等最新趋势,优化完善。

《规划纲要》对智能交通的布局

指导思想:“智能先进”作为构建“现代化高质量国家综合立体交通网”的内在要求之一,体现了科技创新驱动、赋能交通基础设施建设的价值导向。

工作原则:推进交通基础设施数字化、网联化,提升交通运输智慧发展水平。

发展目标:到2035年,交通基础设施质量、智能化与绿色化水平居世界前列,交通基础设施数字化率90%(9个主要指标之一)。到本世纪中叶,新技术广泛应用,实现数字化、网络化、智能化、绿色化。

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公路交通智能化发展的几点思考

重点任务——推进交通基础设施网与运输服务网、信息网、能源网融合发展。加强交通基础设施与信息基础设施统筹布局、协同建设,推动车联网部署和应用,强化与新型基础设施建设统筹,加强载运工具、通信、智能交通、交通管理相关标准跨行业协同。

重点任务——推进交通与相关产业融合发展:推进智能交通产业化。

重点任务——推进智慧发展:提升智慧发展水平。

推进交通基础设施数字化、网联化。打造全覆盖、可替代、保安全的行业北斗高精度基础服务网,推动行业北斗终端规模化应用。

构建高精度交通地理信息平台,加快各领域建筑信息模型技术自主创新应用。

*方位布局交通感知系统,与交通基础设施同步规划建设,部署关键部位主动预警设施,提升多维监测、精准管控、协同服务能力。

加强智能化载运工具和关键专用装备研发,推进智能网联汽车应用。

鼓励物流园区、港口、机场、货运场站广泛应用物联网、自动化等技术。

构建综合交通大数据中心体系,完善综合交通运输信息平台。

重点任务——推进智慧发展:加快既有设施智能化。

利用新技术赋能交通基础设施发展,加强既有交通基础设施提质升级,提高设施利用效率和服务水平。

推动公路路网管理和出行信息服务智能化,完善道路交通监控设备及配套网络。

推动智能网联汽车与智慧城市协同发展,建设城市道路、建筑、公共设施融合感知体系,打造基于城市信息模型平台、集城市动态静态数据于一体的智慧出行平台。

自动驾驶技术的政策

为促进道路交通自动驾驶技术发展和应用,推动《智能汽车创新发展战略》深入实施,交通运输部出台关于促进道路交通自动驾驶技术发展和应用的指导意见。

到2025年,自动驾驶基础理论研究取得积极进展,道路基础设施智能化、车路协同等关键技术及产品研发和测试验证取得重要突破;出台一批自动驾驶方面的基础性、关键性标准;建成一批国家级自动驾驶测试基地和先导应用示范工程,在部分场景实现规模化应用,推动自动驾驶技术产业化落地。

二、公路交通智能化进展

撤销省界站,升级改造高速公路ETC系统

共建成ETC门架24588套,完成ETC车道改造48211条、安装入口称重检测系统11401套、完成487个高速公路省界收费站正线改造,全国ETC客户累计超过2.2亿。全网进入一体化运行服务的新阶段。

省界收费站拥堵现象彻底消除,通行时间明显降低,交通量同比上升,拥堵情况大幅缓解,高速公路使用效率有所提升。

撤站工作成效明显,主要包括:

促进物流业降本增效,助力经济高质量发展。货车通行费总体下降,运价指数同比下降,跨省货物运输时效性有所提升,有效减少鲜活农产品运输损耗,促进收费技术上下游产业的发展。

促进区域协同发展,加快全面建成小康社会。公众出行更加畅快、更加舒心、更加安全,促进区域间人员、要素流动,运输市场更加规范,促进节能减排和资源合理利用。

通过标准规范提升营运车辆智能化水平

2018年4月1日起,营运客车(车长大于9m)应装备LDW和FCW。

2019年4月1日起,营运客车(车长大于9m)应装备AEBS。

2020年5月1日起,危险货物道路运输营运车辆应具备LDW和FCW功能。

2020年9月1日起,货车(总质量大于18T且最高车速大于90km/h)和牵引车辆,应具备LDW和FCW。

2021年5月1日起,货车(总质量大于或等于12T且最高车速大于90km/h),牵引车辆(最高车速大于或等于90km/h),危险货物运输货车(总质量大于或等于12T),应安装AEBS。

在相关标准引导下,营运车辆智能化应用日趋广泛,包括FCW、LDW、AEBS等,有效提升了营运车辆的安全性。截止目前,现行有效的14820个车型中,1651个车型已装备辅助驾驶功能,占11.4%。

信息化基础设施

设计建设阶段:2017年9月,交通部公路局组织开展公路BIM技术应用示范工程。2018年初,交通运输部办公厅关于推进公路水运工程BIM技术应用的指导意见,目前已经出台BIM统一模型、设计、建设信息模型应用标准等3项公路工程技术标准。

数据采集:速公路视频监控覆盖率达到2-4公里一处;国省干线公路交通情况调查站点超过9000个;50%的国省干线公路重点路段、特大桥梁、特长隧道运行状况实现了动态监测。基于北斗卫星导航的全国重点营运车辆联网联控系统上线760余万辆;

数据中心:国家综合交通运输信息平台初步建立,信息系统整合共享不断深入,部、省两级决策支持、应急指挥、政务服务等综合性应用系统效能不断提升

行业密码和密钥管理体系不断健全,实施取消省界收费站网络安全战役,国产商用密码技术不断推广应用,实现在线密钥管理与服务

依托行业密钥中心,构建交通信息安全与可信技术体系

建立以密码技术为核心的自我防护体系。

打造自主可控、安全可信的交通信息安全装备体系。

构建纵深防御的信息安全保障体系。

建立完善的交通信息安全标准体系。

建设交通运输云密码基础设施:以在线方式为全国ETC系统提供在线认证服务;为国家综合交通运输信息平台提供统一认证与数据加密服务;为全国高速公路视频联网及省级系统提供数据、链路加密服务。

依托行业密钥中心,构建交通信息安全与可信技术体系:完全基于国密算法;从车载、路侧、收费站、路段到省级、部级驻信构建了完备的在线化的身份识别、链路和数据传输加密体系;部级系统支持《交通运输 数字证书格式》标准,可无缝实现车路协同系统的安全服务。

重视交通智能化与绿色交通融合发展

重视交通智能化与绿色交通融合发展:数字化资产管理、设备能效智能监测、供能设备自身能耗管理、设备故障预测预防、节能与全寿命造价、节能潜力挖掘、系统性能变化。

三、下一步发展的几点思考

信息技术加速向土木工程设施渗透

2017年9月,交通部组织开展公路BIM技术应用示范工程。2018年初,关于推进公路水运工程BIM技术应用的指导意见。最近出台公路工程信息模型应用系列标准。

新建公路:勘察设计数字化,建造施工数字化。

在役公路:长大桥梁、隧道、地质灾害的监测预警,基础设施长期性能跟踪观测研究,公路全寿命周期资产管理(整合CPMS、CBMS、CTMS)。

公路数字化的框架体系:构建全要素、全周期、全业务的公路交通基础设施数字化体系,包含公路交通基础设施业务体系、技术体系、标准体系和制度体系。

勘察设计数字化:以勘察设计数字化交付为核心,提升地质勘察和各专业设计的自动化水平,打通不同设计软件之间的数据壁垒,实现各专业协同设计,从单一图纸交付方式向“图纸、模型和数据”融合交付转变,推动设计建造一体化。

施工建造智能化:以施工建造自动化、智能化为核心,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,提升行业数字化监管能力,优化建设市场信用评价体系,推动交竣工资料数字化。

关于智慧公路建设

坚持四个导向确定工程目标:

问题导向:交通永恒的问题,提高组织化程度,提高安全性和便利性。

需求导向:交通的刚需,人和物的物理空间的移动,从用户的角度出发。新基建的切入点包括系统可靠性、服务水平;系统的弹性和经济性等。

目标导向:要有明确的工程目标,例如撤销省界收费站工程,公路安保工程,品质工程。

结果导向:对经营方和使用者有效果和获得感。

围绕服务功能开展系统设计:

高新技术快速变化与传统产业(包括基础设施)慢变化之间的矛盾,交通设施强调安全、耐久和适用,如桥梁工程往往是百年大计,但是以信息技术为代表的高技术产品则强调快速迭代和加速折旧,五至八年即要换代。

ITS实践表明,顶层设计(或体系框架设计)是解决这一矛盾的钥匙:从服务功能入手,不涉及具体信息技术或产品,做到逻辑服务功能稳定和技术包容,可以避免由于技术和技术产品的变化造成整个逻辑系统和服务的“落后”,可以分阶段实施;以服务需求为导向,尽量避免针对特定的技术来设计功能。

改进信息化工程建设模式:

应总结公路交通信息化多年的经验和不足:信息化工程往往处于从属地位、单独实施;设计不足不充分;工程标段划分不合理等。

一是要建立土木设施与信息设施融合一体建设的新模式:同步设计、同步建设、同步验收、同步运营(四同步)。

二是在现行公路工程的工可、初步设计、施工图设计等的建设程序基础上,建议补充公路信息化工程总体设计和技术环节专项设计。总体设计可保证信息化工程对资源整合、功能对接、系统集成的高要求;技术专项设计可提高设计深度,细化控制性指标和关键参数。

智慧公路落地的两个方向:

利用公路信息化多年积累的数据,加强数据挖掘和融合应用,构建基础设施、载运工具、通行环境有效互联的交通控制平台,提升运营管理效率和风险防控能力。视频、养护、收费、交通流、重要构造物监测、荷载、营运车辆、手机信令、毫米波交通事件检测等。

利用高速公路多年机电工程基础(门架系统),针对局部场景开展车路协同安全服务应用,提升公众服务能力和获得感。实现隧道、桥梁、长达下坡、出入口等重要节点限速、限宽、限高、限重、出入口等提前主动安全预警。在编《高速公路ETC车路协同拓展服务》规范。

车辆智能化方面

通过实施营运车辆安全技术标准规范,促进车辆智能化技术逐步应用。到2025年,控制类辅助驾驶技术实现中等规模运用,市场渗透率达到40%以上。

选择条件成熟的区域或典型场景,探索自动驾驶技术落地应用的路径和模式,开展自动驾驶先导应用试点。

完善自动驾驶测试评价方法和测试技术体系,制定修订相关的测试管理标准规范,优化测试管理程序。


责任编辑:潘一大