DB34 T 4649-2023 智慧高速公路建设指南.pdf
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1、 ICS 93.080.10 CCS P 66 34 安徽省地方标准 DB34/T 46492023 智慧高速公路建设指南 Technical guidelines for smart expressway construction 2023-12-18 发布 2024-01-18 实施安徽省市场监督管理局 发 布DB34/T 46492023 I 目次 前言.III 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 缩略语.2 5 总体要求.2 建设原则.2 总体框架.2 6 一般场景建设.3 一般规定.3 交通运行状态监测.3 基础设施健康监测.4 信息发布与诱导.5 7 专项
2、场景建设.5 一般规定.5 复杂公路基础设施.6 恶劣气象频发路段.6 大流量路段.6 车路协同路段.6 智慧收费站.7 智慧服务区.7 智慧作业区.7 8 智能中台.8 一般规定.8 数字孪生平台.8 全链条数据底座.8 高精度地图.9 9 智慧应用系统.9 一般规定.9 智慧建设.9 智慧养护.10 智慧运营.11 智慧服务.12 10 支撑及保障.13 一般规定.13 通信网络.13 DB34/T 46492023 II 网络与数据安全.14 智慧供电.15 配套环境.15 11 评估评价.15 DB34/T 46492023 III 前言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作
3、导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由安徽省交通控股集团有限公司、安徽皖通高速公路股份有限公司提出。本文件由安徽省交通运输厅归口。本文件起草单位:安徽省交通控股集团有限公司、安徽皖通高速公路股份有限公司、安徽省交控建设管理有限公司、交通运输部公路科学研究所。本文件主要起草人:陶文胜、李晓勇、邓萍、沈志祥、汪林、陈帮传、历润、朱丽丽、车晓琳、赵加信、高剑、陈浩、汪斌、焦阳、钱堃、李唯琛、詹小川、文坦、王权鑫、张金金。DB34/T 46492023 1 智慧高速公路建设指南 1 范围 本文件规定了智慧
4、高速公路建设总体要求、一般场景建设、专项场景建设、智能中台、智慧应用系统、支撑及保障、评估评价等内容。本文件适用于新建、改扩建智慧高速公路建设、养护、运营和服务各阶段业务,在役高速公路的智慧化提升可参考执行。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T 37973 信息安全技术 大数据安全管理指南 JT/T 1037 公路桥梁结构监测技术规范 公路长大桥梁结构健康监测系统建设实施方案交通运输部(交办公路202121号)3 术语和
5、定义 下列术语和定义适用于本文件。智慧高速公路 smart expressway 基于高速公路运行特性,综合利用人工智能、大数据、云计算、移动互联网等新一代信息技术,建设智慧感知、智慧通信、智慧管理、智慧服务配套体系,随技术发展不断自我演进,为未来交通出行体验与全天候安全通行等提供可持续服务的高速公路,最终实现安全、便捷、绿色、高效的高速公路。准全天候通行 almost all-weather running 在恶劣气象和不利灾害条件下,通过感知设备采集道路交通运行状态、气象环境状态、基础设施健康状态等信息,制定并发布主动管控策略,实现车辆安全运行。智慧服务区/停车区 smart servic
6、e/parking area 通过智能终端,具备服务设施运营、动态智能监测及服务区流量区域化监测等能力,为公众提供车辆服务、信息发布等人性化、智能化服务的服务区/停车区。车路协同 vehicle-infrastructure cooperation 基于无线通信、传感探测等技术获取车辆和道路信息,通过车-车、车-路的实时信息交互与车辆主动安全控制和道路协同管理,达到提升交通安全与通行效率的道路交通系统。数字孪生平台 digital twin platform DB34/T 46492023 2 集成多学科、多物理场、多尺度、多概率的数字化模型集合,可充分利用物理模型、历史数据、感知数据,在虚拟
7、空间中完成对高速公路实体的实时映射,反映高速公路物理实体的建造、管理、养护、运营、服务过程的物理活动,并与其产生虚实交互效应的可视化平台。4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。RSU:路侧单元(Road-Side Unit)C-V2X:蜂窝车联网(Cellular Vehicle-to-everything)OTN:光传送网(Optical Transport Network)SD-WAN:广域软件定义网络(Software Defined Wide Area Network)5 总体要求 建设原则 5.1.1 智慧高速公路建设应依据地区发展需求和发展规划,结合道路自身情况,坚持以人为本的设计宗
8、旨,遵循“系统性、实用性、安全性、先进性、经济性、可扩展性”的建设原则。5.1.2 智慧高速公路宜遵循“调研分析方案设计工程实施效果评价”的程序实施,贯穿于智慧高速公路建设、养护、运营、服务全过程。总体框架 总体框架可分为一般场景建设要求、专项场景建设要求、智能中台、智慧应用系统、支撑保障体系、评估评价六部分。各部分内容组成关系以架构图形式展示,如图1。支撑保障体系专项场景建设一般场景建设智能中台智慧应用系统评估评价智慧建设智慧运营智慧养护智慧服务交通运行状态监测信息发布与诱导基础设施健康监测智慧服务区复杂公路基础设施智慧收费站智慧作业区大交通量路段通信网络网络与数据安全智慧供电配套环境数字孪
9、生平台全链条数据底座高精度地图恶劣气象频发路段车路协同路段 图1 智慧高速公路总体框架 5.2.1 智慧高速公路外场建设体系的建设要求因地形结构特点、运行安全风险等因素而不同,因此分为一般场景和专项场景两类建设。DB34/T 46492023 3 5.2.2 一般场景建设应包括交通运行状态监测、基础设施健康监测、信息发布与诱导等设施的建设要求。5.2.3 专项场景建设应包括复杂公路基础设施、恶劣气象路段、大流量路段、车路协同路段、智慧收费站、智慧服务区、智慧作业区七类场景的特殊交通运行状态、气象环境、基础设施状态、信息发布等设施的建设要求。5.2.4 智慧中台应包括数字孪生平台、全链条数字底座
10、、高精度地图。5.2.5 智慧应用系统应包括智慧建设、智慧养护、智慧运营、智慧服务全业务流程的建设要求。5.2.6 支撑保障体系应包括通信网络、智慧供电、网络与数据安全、配套环境的建设要求。5.2.7 评估评价为智慧高速公路正式运行不少于 1 年后,宜开展智慧高速公路建设运行效果的评估评价工作。6 一般场景建设 一般规定 6.1.1 一般场景应在满足现有标准规范的基础上,按照“感知更精细、布点再加密、前端再提档”的要求,增加智慧化建设的内容,提高智慧高速公路交通运行效率和安全服务水平。6.1.2 一般场景建设内容应包括视频监控、交通流检测、交通事件检测、交通气象监测、桥梁、隧道和高边坡等基础设
11、施健康监测以及信息发布与诱导等内容。6.1.3 一般场景建设内容可根据高速公路交通量、交通组成、服务水平、区域环境条件等因素进行综合建设。交通运行状态监测 6.2.1 视频监控 6.2.1.1 应充分复用已建干线视频监控设施,新建视频监控设施须与可复用设施联合部署,并实现新、旧设施数据的同步应用。6.2.1.2 可采用固定与移动视频监控设备(如无人机、车载视频等)相结合的方式对特定区域或路段进行补充采集。6.2.1.3 应实现高速公路的全程视频监控,724 小时不间断,并可对摄像机进行远程操作。6.2.1.4 应确保视频图像清晰,连续、无死角,可进行自动录像。6.2.1.5 视频图像应叠加公路
12、名称、摄像机桩号或位置名称、方向等信息。6.2.1.6 视频图像信息应实现与全省高速公路全程视频监控管理系统的对接,同时实现与交警、路政部门视频平台对接。6.2.2 交通流检测 6.2.2.1 应结合服务水平、管控措施在流量、密度发生变化的区段设置交通流量检测设备。6.2.2.2 宜支持断面内单车道的交通流量、平均车速、时间占有率、车辆类型、车辆长度等指标的监测。6.2.2.3 宜采用视频、雷达等非接触式检测技术,并充分利用门架设施,如设备为视频监控、事件检测等融合型设备,布设时应同时兼顾交通流检测要求。6.2.3 交通事件检测 DB34/T 46492023 4 6.2.3.1 应具备交通违
13、章类事件(如车辆逆行、车辆超速、车辆慢行、非法停车等)、交通流量事件(如交通事故、交通拥堵、排队超限、车间距过小等)和其他类事件(行人闯入、路面抛洒物)的事件识别、记录和报警功能。6.2.3.2 应实现快速、准确发现、定位交通事件。6.2.3.3 应自动为应急处置管理探知事件来源信息。6.2.4 交通气象监测 6.2.4.1 应充分复用已建气象监测设施,新建气象监测设施须与可复用设施联合部署,并实现新、旧设施数据的同步应用。6.2.4.2 应实现对高速公路能见度、路面状态(路温、路面状况、冰点温度、融雪剂浓度)、气象环境(气温、相对湿度、风速、风向、降水量、光照强度)等公路气象情况的实时监测,
14、可根据实际需求进行要素监测。6.2.4.3 应联合当地气象局获取高速公路沿线 12 小时(对应气象要素)实况色斑图,以及雷电、大风、冰雹的提前预报。6.2.4.4 交通气象信息应实现与全省高速公路气象信息预警平台的对接。基础设施健康监测 6.3.1 一般规定 6.3.1.1 基础设施结构监测对象包括:道路、桥梁、隧道、高边坡、交通安全和机电设施。6.3.1.2 基础设施结构监测内容应根据结构特点、业务需求等综合考虑,包括但不限于交通荷载、线形或位移、变形、裂缝、结构应力、结构动力特性响应、气象及环境响应参数等。6.3.1.3 基础设施结构监测宜采用在线监测方式,可复用日常巡查、定期检查、特殊检
15、查数据,实现数据资源共享。6.3.1.4 基础设施结构监测的设计、实施应由有相应资质的单位承担,且实施前应通过方案论证。6.3.2 路基路面 6.3.2.1 路面监测路段选择和测点布设宜遵循“代表性和重点突出”相结合的原则。如下:“代表性”指能普遍反映路基路面总体技术状况和服务水平的路段;“重点突出”指高填方、软基、重载交通、复杂地形地貌、事故灾害频发的路段。6.3.2.2 道路监测对象包括路基、路面。如下:路基监测包括但不限于路基沉降、边坡变形等;路面监测内容包括但不限于动荷载和路面病害。6.3.2.3 路面病害监测宜以机器视觉为主,综合运用无人机、巡检车等装备实现快检和精检。6.3.2.4
16、 宜选择具有代表性的典型路段,开展路基、路面长期性能科学观测。6.3.3 桥梁 6.3.3.1 桥梁符合下列条件之一时,应实施结构监测:a)主跨跨径不小于 500 m 悬索桥、300 m 斜拉桥、160 m 梁桥、200 m 拱桥;b)技术状况等级为 3 类、4 类且需要跟踪观测的在役桥梁;c)路网内具有代表性或关键节点的中小跨径桥梁;d)采用新材料、新工艺、新结构需要验证或具有特殊要求的桥梁;DB34/T 46492023 5 e)交通运输部公路长大桥梁结构健康监测系统建设实施方案在役公路长大桥梁清单及“三特”(特大、特殊结构、特别重要)桥梁;f)经过评估需要进行结构监测的桥梁。6.3.3.
17、2 桥梁结构监测的内容、测点布设、系统设计、数据管理、评估及预警应按照 JT/T 1037 的规定执行。6.3.4 隧道 6.3.4.1 隧道符合下列条件之一时,应进行隧道结构监测:a)特长隧道和长隧道;b)技术状况等级为 3 类、4 类且需要跟踪观测的在役隧道;c)地质条件和周围环境复杂,经评估需要进行结构监测的隧道。6.3.4.2 隧道监测包括环境、作用监测和结构响应监测,宜通过各类传感设备和平台数据集成的方式进行在线监测。6.3.5 高边坡 6.3.5.1 高边坡符合下列条件时,应进行高边坡结构监测:a)高度大于 20 m 的土质边坡或高度大于 30 m 的岩质边坡;b)工程和水文地质条
18、件复杂,曾发生多次滑坡或滑移,或病害尚未得到根治,或治理效果需要长期跟踪观测的边坡;c)营运期发现或怀疑存在质量或安全隐患的高边坡。6.3.5.2 高边坡结构监测对象应包括边坡体和支护结构。宜通过各类传感设备和平台数据集成的方式进行在线监测。6.3.6 机电设施 6.3.6.1 机电设施监测路段选择和测点布设宜遵循“代表性和重点突出”相结合的原则。如下:“代表性”指能普遍反映机电设施总体服务状态的路段;“重点突出”指安全风险高、复杂地形地貌、事故灾害频发的路段。6.3.6.2 机电设施监测宜包括监控、收费、通信、供配电、照明、通风、消防、计算和存储等设施的运行状态和运行环境。信息发布与诱导 应
19、能根据道路交通运行状态,针对具体交通事件和潜在的交通运行风险,利用可变信息标志、RSU、高音喇叭、ETC 标签等方式发布主动交通管控措施。a)可变信息标志应以文字、图形、图片等多种方式提供广播式信息服务,支持预约时间发布信息。b)可变信息标志宜布设在互通式立交交叉出口前、收费站外广场前、服务区入口、特大桥入口前、特长隧道入口前等特殊路段,和易拥堵、交通事故多发、恶劣气象易发路段。c)RSU 应包含但不必同时包含文字、语音、图形、图片等多种方式的广播式信息服务。d)高音喇叭应以语音等方式提供广播式信息服务。7 专项场景建设 一般规定 DB34/T 46492023 6 7.1.1 专项场景建设要
20、充分利用一般场景的设施设备,在共享复用的基础上优化、补充、完善,实现集约化设计,最大程度的节约资源。7.1.2 同一路段不同场景的设施设备要协同布设,数据应实现互联互通,提升数据的利用效率。复杂公路基础设施 7.2.1 过水/谷大桥、跨线大桥、特大桥、长大隧道和高边坡等复杂公路基础设施应按本节要求建设数字管理系统,包括但不限于高精度可视化三维数字孪生模型、全域交通感知设施、服务器、复杂公路基础设施管理系统等。其他基础设施可参照执行。7.2.2 高精度可视化三维数字孪生模型,宜采用 BIM 技术,从设计、建设期开始沿用数据成果,向运营各阶段实现数字化流转交付。施工期未建设 BIM 系统,可利用三
21、维激光扫描、倾斜摄影等高精度测绘技术重新建模。7.2.3 全域交通感知设施宜加密设置车牌识别设备、多目标跟踪雷达设备、全景监控、恶劣气象监测设施等。7.2.4 复杂公路基础设施管理系统应具备融合接入处理前端道路基础设施健康监测设施和全域交通感知设施数据的功能,并将数据信息以虚拟仿真的形式映射至高精度可视化三维数字孪生模型的场景中;宜包括且不限于交通运行监测、健康状况评估、重点车辆监控、全生命周期养护、未来运行状态预测和风险预警等功能模块。恶劣气象频发路段 7.3.1 应在台风、暴雨、暴雪、冰冻、沙尘暴、大风、冰雹、团雾等恶劣气象频发路段按照本节要求建设主动发光诱导设施、可变信息标志并根据实际需
22、求加密布设相应气象监测设备,实现车道轮廓提示、车辆间距提醒和临时管控措施的及时发布。7.3.2 主动发光诱导设施宜设置在道路路侧护栏或中分带护栏上,可根据护栏间隔进行设置。7.3.3 可变信息标志宜设置在恶劣气象频发路段前方 500 m 处。7.3.4 相应气象监测设备包括但不限于能见度检测仪、路面状态检测仪、气象环境监测仪等。大流量路段 7.4.1 交通流量大、货车占比高的大流量路段应按本节要求建设路网运行监测系统和重点营运车辆管理系统。7.4.2 应在交通流量大的路段加密布设交通流量检测器、可变信息情报板、全景监控等设施,为路网运行监测系统提供更高精度的交通流数据。路网运行监测系统的建设要
23、求见 9.4.1。7.4.3 应在货车占比高的路段加密布设车牌识别卡口摄像机、可变信息情报板、高音喇叭等设施,为重点营运车辆管理系统提供可查踪运行数据。重点营运车辆管理系统应实现但不限于分车道诱导、收费站前管控、可变信息标志控制、外场语音广播控制等功能。车路协同路段 7.5.1 应遵循“安全可靠、技术可行、经济合理”原则,选择车流量适宜、不影响通行和利于保证安全的道路作为车路协同路段。7.5.2 应根据场景复杂性,选配边缘计算设备设施、高精度地图、高精度定位系统、车路协同管理平台等,设备之间应实现通信的互联互通,系统应实现车辆身份认证以及信息加密。7.5.3 宜实现盲区预警/变道辅助、紧急制动
24、预警、异常车辆预警、车辆失控预警、道路危险状态提示、限速预警、车内标牌、前方拥堵提醒、紧急车辆提醒、交通信号提醒、服务区信息提醒等功能。7.5.4 可布设卫星导航定位、路侧辅助定位为车路协同提供高精定位。高精度导航卫星定位设施适用DB34/T 46492023 7 于卫星导航信号可用的环境中,路侧辅助定位设施适用于隧道内部、高架桥下等卫星导航信号不可用的环境中。7.5.5 可布设边缘计算设施接入与自身位置相邻的路侧交通感知设备,对这些设备的感知数据进行快速处理并给出结果,用于路侧发布或路侧设施控制等。智慧收费站 7.6.1 应以提高收费站通行效率和运营水平为目标,开展相关建设。7.6.2 宜根
25、据基础条件及服务需求,设置 ETC 匝道预交易系统、站级云收费系统、便携式收费终端、智慧收费机器人、潮汐收费车道等方式。7.6.3 ETC 匝道预交易系统利用匝道 ETC 门架进行预交易,判定车辆 ETC 交易情况,区分正常车辆、异常车辆、无 ETC 车辆。7.6.4 站级云收费系统利用部署在云端的收费管理系统和车道智能控制终端,实现收费车道开启、关闭、方向变化等灵活控制与管理。7.6.5 智慧收费机器人可在较小的占地面积实现现金、非现金等支付手段的付费、信息显示屏、语音播报、打印票据等无人化收费功能,通过减小单收费岛空间占用增加收费车道数量,提高收费效率。7.6.6 潮汐收费车道可利用车道信
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