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                            九大系统撑起杭州绕城西复线智慧公路建设 | 方案详解

                            2020-03-24

                            来源 : 赛文交通网

                            作者 : 小柒整理

                            0人评论

                            杭州绕城西复线智慧公路建设项目施工图设计方案由浙江省交通规划设计研究院有限公司编制,本文有删减,主要建设内容摘录如下:

                            1. 项目概况

                            杭州绕城西复线高速公路为新建高速公路,全长148.8 km,共设置互通枢纽 23 处,具有桥隧比高、多路网交织、道路复杂、台风、暴雨和团雾等恶劣气象条件频发、重载交通环境等特点,如何提高重载环境、恶劣气象条件下道路管理服务水平是项目需重点解决的问题。

                            2. 项目定位

                            杭州绕城西复线智慧公路立足于“试”,进行基础设施数字化、基于大数据的路网综合管理和新一代国家控制网三个方向的试点建设,树立部省联动典范。

                            3. 建设目标

                            杭州绕城西复线智慧公路建设目标具体如下:

                            1) 基础设施数字化:全路段构建道路、边坡、桥梁、隧道、互通式立体交叉桥等结构物的数字化模型;

                            2) 路网运管精准化:基于大数据的辅助分析决策系统,实现重载交通下的主动预防式的安全管理;

                            3) 出行服务智能化:实现面向个体车辆的诱导与安全辅助信息推送,为行车用户提供综合路网服务。

                            4. 建设方案

                            1) 实时交通信息监测系统

                            湖州扩容段设置交通流检测设备、车牌识别检测设备、交通事件检测设备、气象监测设备、车辆微观行为信息采集 RSU 设备等,具体设施布设情况如下:

                            a) 交通流检测设备

                            杭州绕城西复线高速公路湖州扩容段全线间隔 1 km 设置 1 处雷达交通流检测设备,用于统计交通参数和事件检测,有助于管理者判断如何诱导和疏散交通流,以便及时对异常情况作出反应。

                            b) 车牌识别检测设备

                            杭州绕城西复线高速公路湖州扩容段全线间隔 2 km 设置 4 套车牌识别检测设备,用于行程时间计算及车辆违章行为检测。

                            c) 交通事件检测设备

                            杭州绕城西复线高速公路湖州扩容段全线间隔 1 km 设置 1 处遥控摄像机,用于对全线内的交通、气象状况进行实时的监视,并结合检测设备的异常报警对报警、事故等进行确认,全线间隔 1 km 设置2 台固定摄像机,每台摄像机各监视前后范围内的道路,用于对全线内交通事件进行视频检测,以提高事件响应能力。

                            d) 气象监测设备

                            杭州绕城西复线高速公路全线基本按照 20 km~40 km 设置 1 处全要素气象监测设备,能见度按照10 km 设置 1 处能见度监测设备,在有大风路段设置桥梁横风监测设备。

                            项目在全线水网密集地区以及跨越河流等路段(如东苕溪、京杭运河、富春江)设置气温、湿度、降水能见度、天气现象以及路面温度和路面状况等要素类型的气象监测设备。

                            在隧道洞口设置能见度监测设备,用于洞口能见度检测;在桥墩较高的桥梁路段设置风速风向监测设备,用于桥梁横风检测。

                            另外,项目与浙江省气象局对接,从气象服务部门获取的高速公路周边 5 km 范围内所有自动观测站实时观测数据,为实现项目全线气象数据的实施监测与预警提供数据来源,并为交通管理部门决策提供依据。

                            e) 车辆微观行为信息采集 RSU 设备

                            根据杭州绕城西复线高速公路湖州段实际勘察的地形和高速线路走向,结合基础情况和路侧智能站信号实际覆盖范围,重点考虑合流区预警、隧道预警、服务区服务等场景,共布设车路协同 RSU 设备 48 套。

                            2) 多网融合通信系统

                            通信信息网络建设内容具体如下:

                            a) 有线通信

                            b) 无线通信

                            根据杭州绕城西复线高速公路湖州段实际勘察的地形和高速线路走向,结合基础情况和路侧智能站信号实际覆盖范围,重点考虑合流区预警、隧道预警、服务区服务等场景,共布设车路协同 RSU 48套。

                            卫星通信信息网络建设内容具体如下:

                            a) 北斗地基增强系统基准站

                            根据杭州绕城西复线高速公路湖州段卫星通信信息网络现状,在莫干山收费站和莫干山服务区建设北斗地基增强系统基准站,构建起覆盖杭州绕城西复线智慧公路试点项目沿线的高精度空间信息基准体系,以满足杭州绕城西复线高速公路示范路段运行控制的精准化管理与服务。

                            b) 高精度地图

                            高精度地图采集空间范围为杭州绕城西复线高速公路湖州段,采集路产管辖范围,内容包括高速公路路面及附属设施。

                            3) 云控平台

                            采用高性能服务器组成横向扩展集群,建设西复线智慧公路路段级云控平台,用于处理智慧公路示范路段资产的综合管理、交通运行状态的检测和预警、综合的信息服务、应急处置和新一代控制网的业务应用。

                            路段级云控平台主要功能包括:

                            a) 数据的存储、管理和交互;

                            b) 融合路段原本独立的软件系统;

                            c) 将智慧化基础设施、综合交通管理、信息服务的有机结合为一个整体;

                            d) 改善基础设施、通信网络和数据的安全。

                            路段级云控平台由基础云设施、云控平台基础架构和云控平台应用三层结构组成。具体如下:

                            a) 基础云设施包括云服务器、云数据库、云对象存储、云带宽和云安全等产品和服务,能够满足云控平台的部署和运行需求;

                            b) 云控平台基础架构包括云控平台的中间件环境、基础模块、数据持久化和基础数据中心。云控平台基础架构是构建云控平台应用的基础,所有应用都遵循云控平台基础架构的约定和标准,使用云控平台基础架构提供的基础服务,如用户验证、权限管理、安全管理、消息系统等等。

                            基础模块主要通过服务的形式对其它模块或第三方应用提供调用接口,同时也提供用户界面供用户访问;

                            c) 云控平台应用是交通云控平台的业务系统,用户使用云控平台应用进行业务流程处理。云控平台应用是云控平台基础架构服务的消费者,同时也能够对外提供服务,供其他应用调用。云控平台应用主要通过用户界面(包括广域网客户端用户界面、桌面客户端用户界面和移动客户端用户界面)向系统用户提供应用,同时也可以向其他系统以及第三方应用提供服务。

                            4) 伴随式信息服务系统

                            根据数据接入和处理获得交通态势、各类交通事件(拥堵、阻断、施工、事故等)、恶劣气象信息、主动管控方案,实现对车辆的路径引导,具体如下:

                            a) 基于可变信息标志位置

                            根据发布内容和事件影响区域,在基于事件位置的不同可变信息标志上发布不同的诱导、控制信息,使不同可变信息标志位置的不同用户获得因距离事件位置不同而有差异的服务信息,用户获得信息因用户所在位置而定。

                            项目在特殊结构物以及与其他路衔接的互通的前(后)设置门架式可变信息标志,用于路网信息的发布,在出现事故或交通异常时能提前疏导、疏散交通流,提升本路段的交通安全、畅通;在武康枢纽进入项目主线杭州方向的匝道合流点前方、莫干山高新区互通区往湖州方向的入口匝道合流点前方、莫干山服务区往杭州方向的入口匝道合流点前方设置 1 套立柱式可变信息标志,用于匝道汇入交通流控制,一旦主线交通流量较大或有车辆时,可通过匝道可变信息标志提醒匝道车道有序进入主线,避免发生碰撞。

                            b) 基于手机应用软件

                            用户使用手机应用软件,系统可获得用户的定位,根据用户定位,因用户位置不同而发送不同的服务信息;通过与导航公司的数据共享,由导航公司根据用户位置确定提供给用户信息的内容。

                            c) 基于车路协同设施

                            车路协同系统可获知用户的准确位置,根据用户距离事件区域的距离,向用户发送不同的诱导信息。

                            考虑到目前取消省界主线站采用自由流收费方案,ETC 用户量增加,远期 ETC 的 OBU 可能具备类似于车路协同 OBU 的数据通信功能,故预留相应接口,待 OBU 具备数据通信功能可通过 OBU 向用户进行信息发布。

                            5) 车道级交通控制系统

                            车道级交通控制基于对快速道路交通流的实时监测,预报出入口、施工区等瓶颈地点的交通拥堵和突发交通事件,通过采取速度协调或可变速度限制、排队预告、紧急车道利用、出入口控制等措施,实现快速道路交通流的实时可控,从而达到平抑交通流、减少交通事件、避免交通事故的目的,积极主动的预防和避免交通拥堵的发生,提高了交通系统的通行能力和安全性,从而可以发挥现有交通设施的最大效益。

                            项目间隔 1 km 设置 1 处全断面的门架式车道控制标志,可通过对拥堵路段上游车辆进行限速或开通应急车道,提高道路通行能力,延缓或减少交通拥堵;当因施工或交通事故占用车道时,可以通过车道控制标志关闭占用车道,避免发生二次事故。

                            项目杭州绕城西复线高速公路湖州扩容段进行新一代国家控制网试点,实现实时数据交互下的智能控制要求的部分控制功能,具体如下:

                            a) 新一代无线通信、大数据和云计算支撑下的计算机控制信号灯、可变标志和可变信息标志;交通信息服务和路径诱导;大范围的战略控制;

                            b) 车载控制系统实现车车联网和车路联网(部分);

                            c) 车辆产生的数据可供控制中心制定战略控制方案和局部控制参数;

                            d) 部分车辆实现车-车和车-路协调控制(部分)。

                            根据杭州绕城西复线高速公路湖州段实际勘察的地形和高速线路走向,结合基础情况和路侧智能站信号实际覆盖范围,重点考虑合流区预警、隧道预警、服务区服务等场景,共布设车路协同 RSU 设备 48 套。

                            6) 桥隧安全提升系统

                            隧道内扩展定位系统试点应用

                            由于导航卫星被遮蔽,隧道内车载卫星导航终端无法正常工作。隧道扩展定位设备在隧道内播发模拟的卫星导航信号,可消除隧道定位导航盲区,实现车辆的无缝连续定位和连续监测,普通车辆定位导航设备和手机均可接收信号实现隧道内定位。

                            隧道内扩展定位系统主要由主控站(管理中心)、信号发射终端(伪卫星基站、微带裂缝天线)、后台服务器及相应系统软件组成。项目选择小赤山隧道、长城坞隧道作为隧道内扩展定位系统试点隧道。在隧道左右洞进出洞口各设置 1 套管理中心设备,在隧道内间隔 20 m 设置一套伪卫星基站。管理中心与后台服务器通过工业以太网进行通信,伪卫星基站通过光纤级联通信,实现基站间的

                            时间精度在 10 ns 以内。

                            隧道内调频信息服务系统试点应用

                            项目拟建设公路隧道内调频信息服务系统,该系统是在对传统的隧道紧急电话和有线广播系统进行优化的基础上,同时具备隧道紧急电话功能、隧道有线广播功能和隧道 FM 无线广播功能的综合性隧道应急系统。

                            项目选择姜家山隧道、张家店隧道、沙坑里隧道、六弓山隧道、金竹湾隧道、冬青山隧道、驻军坞隧道、牛头山隧道、白洋尖隧道、里庄隧道、岩岭山隧道、白杨湾山隧道作为调频信息服务系统试点隧道。

                            项目在原有紧急电话洞室位置设置隧道内一体化分机,集成隧道广播、紧急电话、调频广播等功能,并配置 1 台隧道调频天线,可实现对隧道内调频广播信号全覆盖。在隧道相邻的隧道管理站或隧道救援站设置 1 台隧道调频广播与应急控制台、1 台广播接收天线。在管理分中心设置 1 台隧道调频广播与应急控制台。

                            7) 服务区智能化系统

                            为提升项目莫干山服务区的服务能力和管理水平,提高用户服务满意度,利用物联网、新媒体等新兴技术手段,如图 B.1 建设包含智能监控平台、信息服务平台、经营服务平台等各类子系统,向停靠车辆和人员、服务区管理运营者、服务区经营商户等提供精准实时信息和数据分析,满足不同用户的不同需求。

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                            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。

                            9) 基础配套系统(设施)

                            设施智能运维系统主要检测外场和隧道内设施的状态和用能信息,距离管理人员较近的监控中心、收费站内的设施只做简单的用能或设施状态监测。通过对监测数据的统计分析,让高速管理者能够全面掌握这些设施的健康和能耗状况,并针对故障设施的统计分析,总结故障规律与原因,从而给出预防性养护建议。 

                            本文摘自:浙江省交通运输厅《智慧高速公路建设指南(暂行)》

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