车路协同智慧高速建设方案

Posted 2021-10-13 爱是与世界平行

————个人见解可参考，综合一些资料个人整理

一、智慧高速与车路协同的关系

车路协同从技术层面上需要有一个完整的体系架构，但从端到端的应用及服务系统角度看，车路协同只是一种技术支撑，或者说作为应用系统中的一个子系统存在，才有可能实现真正的商业逻辑。

以智慧高速为例，目前智慧高速的系统中中已包括了养护、路政、巡查、稽查、收费、监控、应急管理等等业务。对于车路协同来说，不是另建一套系统进行交通管理，而是作为一个补充融入到原有系统中，解决原有技术解决不了的问题。

比如，原有交通数据采集中已包括了大量的视频、线圈、微波测速、浮动车、互联网的数据，车路协同技术可以增加车载终端提供的GPS、紧急故障、驾驶意图等数据，可以增加以交通参与者目标为粒度的感知覆盖面和精细度；另外，以往的交通诱导、道路状况、收费信息等的发布对象是无差别的，而通过车路协同技术可以差异化地精准到车；再如，柔性车道的控制，从面向驾驶员的可变指示牌，通过车路协同技术，可以转变为面向自动驾驶车辆和智能网联车辆的精准指引。

但是，车路协同技术并不会改变整体交通管理的业务逻辑。原有交通管理系统的形成是经过不断演进变化的，不是一蹴而就的，是错综复杂的系统。车路协同作为新技术，对原有系统的数据来源、控制方法、发布方式进行补充，并融入到实际业务系统中。

只有作为业务生产系统的一部分，为生产服务，商业模式才可能理顺，受益方是买单者。

那么对于车路协同，如何在测试基地或示范省份快速进行落地实践呢？是先实现智能车还是智慧路呢？

当前阶段应当先建设“智慧的路”，推动LTE-V2X+路侧感知等基础设施建设，并要求两客一危一货、养护车、巡查车、路政车、应急车辆等运营车辆安装智能车载终端OBU，让运营车辆先跑起来；随后积极开展自动驾驶试验，有条件的推动特定环境下各种车辆的中低速无人驾驶，积累经验，逐步推广扩大车路协同方案的落地实践。

通过车路协同，提高原有系统的效能，才是最有商业实现价值的。

二、整体架构图

三、业务系统

3.1 路网系统

融合高速路网结构和车路协同路网结构，建立一个标准规范，可同时满足高速公路的国家规范标准，也可满足车路协同行驶条件的要求。

3.2 设备管理系统

车路协同建设需要的相关设备。

1. RSU管理
2. 路侧摄像头
3. 路侧雷达
4. 交通标志
5. OBU管理
6. 智能情报板
7. 气象监测设备
8. 相关传感器设备

3.3 运行监测

3.3.1 设备监测

• 基础设施运行状态
• 事件检测器监测
• 情报板发布监测

3.3.2 运行监测

• 断面交通量
• 地点速度监测
• 收费站数据
• 收费站交通量汇总

3.3.3 气象监测

• 气象检测器

3.4 路网运行状态监测

3.4.1 运行状态监测

• 路网运行状态
• 通道运行状态
• 路段运行状态

3.4.2 中断状态监测

• 路网中断率
• 通道中断状态
• 路段中断状态

3.4.3 拥挤度监测

• 路网拥挤度
• 通道拥挤度
• 路段拥挤度

3.4.4 环境指数

• 路网环境指数
• 通道环境指数
• 路段环境指数

3.4.5 通阻度

• 路网节点通阻度
• 通道通阻度
• 节点通阻度

3.4.6 路网综合运行指数

3.5 指令接收系统

通过车路协同的消息协议，将数据传递给大数据进行分析后，得出的结果数据集，存入业务中，并能够直接下发给相应的设备。

1. 协调指令信息
2. 遥控摄像机控制信息
3. 可变情报板控制指令
4. 气象监测预警
5. 突发交通事件信息
6. 路况报送事件信息

四、GIS综合展示

4.1 高速上要素可视化展示

• 服务区
• 桥梁
• 隧道
• 收费站
• 出入口

最终建设方案，是实现桥梁、隧道，收费站、服务区、出入口等的数字孪生模型。

4.2 应急资源可视化展示

• 应急单位
• 应急物资
• 应急设备
• 应急人员
• 应急队伍
• 应急车辆

车路协同发现事件后，提供精准的应急指挥调度功能。

4.3 固定资产可视化展示

• RSU设备
• 摄像头
• 交调站
• 可识别车牌设备
• 情报板
• 标志标牌
• 广告板
• 车检器
• 气象观测设备

固定资产的可视化展示，管控范围，布设情况等等为决策分析提供支持。

五、智慧高速大脑（指挥舱）

• GIS综合调度、运营大屏
• 全省综合情况概览分析

GIS综合调度、运营大屏会呈现车（车辆行为分析）、路（路网运行监测）信息。

两客一危一货，可以通过车路协同技术手段，提供车辆的行为分析。

• 倒车

• 违停

• 占用应急车道

• 超速

• 车道偏离

• 车距过近

• 急加速

• 急减速

• 急刹车

• 急左转弯

• 急右转弯

• 前方拥堵提醒

• 紧急车辆提醒

• 车辆失控预警

• 道路危险状态提示

• 限速预警

• 弱势交通参与者碰撞预警

• 车内标牌

• 路障

• 抛洒物

• 道路施工

• 疲劳驾驶

• 红眼驾驶（凌晨2:00-5:00驾车）

• 不按规定路线\\时间行驶

• 驶入禁行区域

• 车辆不开启GPS（关闭定位或屏蔽定位设备）

• 违规驾驶（抽烟、犯困、等不良违规驾驶行为）

六、综合运营态势监测

6.1 车流量监测

6.2 两客一危监测

6.3 智能卡口监测

6.4 异常巡检监测

6.5 工程建设监测

6.6 天气预警监测

6.7 路网运营监测

七、应急指挥调度

7.1 数据监测告警

7.2 突发事件监测

7.3 重点区域监测

7.4 应急资源监测

7.5 可视化预案部署

7.6 可视化指挥通讯

八、数据分析研判

8.1 数据分析决策驾驶舱

8.2 全时空数据查询分析

8.3 统计分析决策

8.4 可视化决策分析

九、成果展示汇报

9.1 工作规划展示

9.2 建设成果展示

9.3 重点项目展示

9.4 重要事件复现