1、沿江高速智慧化建设方案11沿江高速改扩建方案简介沿江高速智慧化建设的需求沿江高速智慧化建设的方案23CONTENTS目录第一部分沿江高速改扩建方案简介PART 01 沿江简介 交通量 建设方案31.1 沿江简介-路段现状及断面形式4终点常熟张家港 江阴武进董浜枢纽太仓北枢纽四车道六车道2 8 m 路基标准横断面图 上海起点苏沪界董浜枢纽K0+134.300 K32+346.681董浜枢纽常州南互通K32+346.681 K134+919.003四车道断面28m六车道断面35m1.2 沿江交通量2021 年 1-4 月交通量及服务水平三 级5四 级五 级流量pcu/h.lnfhvv/c服务水平太

2、仓主线至太仓东虚拟点822801970.780.620.89四沿江枢纽至沙溪677251603.720.630.73三沙溪至沙溪枢纽654001509.220.460.96五太仓西虚拟点至太仓东虚拟 点727941830.210.600.82四太仓新区至太仓西虚拟点797581931.470.620.87四沿江枢纽至太仓新区735741734.760.630.79四沙溪枢纽至董浜枢纽649461494.070.460.95五六车道平均723541724.890.630.78四1.2 沿江交通量2021 年 1-4 月交通量及服务水平三级6五 级四 级流量pcu/h.lnfhvv/c服务水平董浜

3、枢纽至常熟482841643.290.660.75三常熟至常熟北445851528.420.470.97五凤凰至常熟北488161609.280.680.73三张家港枢纽至凤凰496201623.990.680.74三张家港至张家港枢纽 593831870.220.700.86四张家港至杨舍枢纽621991940.970.710.89四杨舍枢纽至江阴新桥 572441792.660.710.82四江阴新桥至华西588261823.790.710.84四霞客至华西621421902.100.720.87四霞客至峭岐枢纽637951920.320.730.88四青阳至峭岐枢纽431431311.1

4、10.550.79四青阳至横林枢纽459881414.100.540.86四戚墅堰至横林枢纽592971877.060.700.86四戚墅堰至常州南531751691.570.700.78四宁常沿江分界点至常 州南529761685.180.700.77四四车道平均539651708.940.700.78四7苏沪交界至太仓北枢纽段董浜枢纽至太仓北枢纽段太仓北枢纽至常州南互通段移位新建 2 处互 通式立交，分别为常 熟北互通、长寿互通（原霞客互通）；新 增 5 处互通式立交，分别为支塘互通、大 义互通（新 204 国道 改线）、徐霞客互 通、芙蓉互通、礼嘉 互通。全线原位扩建 新桥、芙蓉共 2

5、处服 务区，利用沙溪服务 区 1 处。1.3 沿江高速改扩建 建设方案PART 02第二部分沿江高速智慧化建设的需求 事故及流量规律 互通及枢纽节点多 信息化手段落后 工可初审意见 十车道的特殊要求 车路协同的发展趋势82.1 沿江事故及流量规律沿江高速 2020 年总事故数量为 2097 起，其中分流点占比为 19.12%，合流点占比为 21.41%92.1 沿江事故及流量规律由 2021 年春节、清明、五一三个法定节假日车 流量数据可知，节假日前期南京方向车流量明显增 大，而节假日后期开往上海方向车流量明显增加。2.1 沿江事故及流量规律根据 2021 年节假日数据分析，客车占比在 0-6

6、 时之间为低谷期，2-4 时客车占比为一日中 最低，随后客车占比在 8-10 时达到一个高峰，在 12 时左右为日间的一个小低谷，16-18 时再 次达到阶段峰值。2.2 互通及枢纽节点多目前，沿江高速主线长度为 134.865 公里，主线范围内有太仓北枢纽、沙溪枢纽、董浜枢 纽、张家港枢纽、杨舍枢纽、峭岐枢纽、横林枢纽，共 7 处枢纽，互通 17 处，服务区 3 处，共 27 处节点，平均每 4.995km 就会有一个节点，互通、枢纽节点数量多，间距短，节点车辆转换无 序，易造成交通事故，并给管理带来困难。2.3 信息化手段落后信息采集覆盖面不全，车与路没有很好协同信息孤岛现象比较严重，各个

7、子系统各自为政，没有实现业务互通、信息共享异常事件以人工巡检为主，缺乏有效预警缺少多维度的数据，两客一危、绿通车辆、缴费车辆车 型数据 等等信息不全存在问题2.4-2.5 工可审查意见及十车道特殊要求 交通部已将智慧高速的建设要求列 入工可初审意见太仓北至董浜路段，全长 26km，扩建 后为双向十车道，路面宽度为53.5m。沿江扩建后的十车道，为左右硬路肩+5 个车 道的形式，实际上共 14 个车道。十车道的特殊要求，需要更高等级的交通安全 及效率保障，需要更高效率的运营管理，需要更人 性化的交通服务。2.6 车路协同的发展趋势152019 年 7 月，交通运输部 印发数字交通发展规划 纲要，

8、明确加快交通运 输向数字化、网络化、智 能化发展2019 年 9 月，中共中央、国务院印发交通强国建 设纲要，要求大力发展 智慧交通2020 年 2 月，11 部委联合 下发“关于印发智能汽 车创新发展战略的通 知”，实现“人-车-路-云”系统协同性2020 年 11 月，江苏省智 慧高速建设技术指南提出江苏省近远期目标、原 则、总体思路及总体框架智能网联汽车技术路线图 2.0 的描述：2025 年，PA(部分自动驾驶)、CA(有条件自动 驾驶)级智能网联汽车渗透率进一步提升，市场份额超过 50%，C-V2X(无线传感器系统，先进无 线通讯技术)终端新车装配率达 50%，HA(高度自动驾驶)级

9、智能网联汽车实现限定区域和特定 场景商业化应用。到 2030 年，PA、CA 级智能网联汽车市场份额超过 70%，HA 级智能网联汽车市场份额达到 20%，并在高速公路广泛应用、在部分城市道路规模化应用。到 2035 年，中国方案智能网联汽车技术和产业体系全面建成、产业生态健全完善，整车智能化水平显著提升，HA 级智能网联汽车大规模应用。PART 03第三部分沿江高速智慧化建设的方案探讨3.1 全国智慧高速的建设现状3.2 智慧高速建设存在的问题3.3 沿江高速智慧化建设的方案探索3.1 智慧高速的建设现状全国智慧 高速示范项目 进展示意图北京京雄智慧高速公路河北延崇智慧高速公路山东滨莱高速公

10、路四川龙池试验场测河南机西高速公路浙江杭绍甬智慧高速公路江西昌九高速公路广东广乐高速公路广西南宁沙井至吴圩智慧公路海南环岛旅游公路已建成未建成虽然智慧高速公路可实现对交通运行状态全面感知和监测，实现道路的精细化管控、为不同智能化等级的 车辆提供个性化出行服务，但目前我国智慧高速的建设仍旧存在不同程度的隐患及不足虽然目前有较多针对智慧高速建设 的设计方案，但是由于政策限制、技术瓶颈、资金紧缺等方面的原因，多数项目仅停留在方案设计阶段，建成落地的较少。现有部分智慧高速设计方案并未根 据当地环境和建设需要，制定较为 细致具体并且有针对性的建设方案，无法发挥智慧高速的优势，造成资 源浪费。供需之间缺乏

11、协调统一，主要是指 基础设施供给在时间上和空间上与 需求的不匹配，无法及时有效的针 对需求来配建相对应的硬件设施。183.2 智慧高速建设存在的问题3.3 沿江高速智慧化建设的思路对全线 8 车道的路段加强全域信息感 知及主动管控，重点打造 10 车道路段，使 其成为“真正的智慧高速”。异常 事件 预警道路 动态 管控车路 协同全域 信息 感知部分信息 感知普通高速 公路沿江高速全线 8车道建设目标10 车道示范路 段建设目标计算层 传输层感知层常规路段 应用层示范路段 应用层沿江高速智慧化建设系统框架常规路段与示范路段共享感知层、计算层、传输层，应用层相互分离。创新引领 数据赋能勇于探索 试

12、点先行统筹设计 整合资源安全可靠 自主可控3.3 沿江高速智慧化建设的思路传统高速公路系统沿江智慧高速公路系统基于外场设备采集交通信息、气象信息、交通事件信息，通过运监控系统算中心实现数据处理，最终实现监控及收费功能，并对交通流进收费系统行简单控制。基于有线通信技术和无线通信技术为高速公路运营管理及监控、通信系统收费系统实施提供必要的话音业务及数据、图像信息传输通道。全域感知沿江高速“端-边-云”一体 化全域数据感知。动态管控车道级别的精细化协同管控 与动态仿真验证。事件预警交通事件实时检测预警与动 态协同调度。车路协同设备与系统运行维护，车辆 实时通信，保障车路协同。融合 升级3.3.1 全

13、域信息感知概述沿江高速江苏段全长 104 公里，与沪蓉高速、京沪高速、靖张高速、通锡高速、沈海高速、常 台高速、太仓港北疏港高速、沪宜高速相交接，通过感知设备和通讯设备能够实时获取本高速以 及相邻高速的信息（图中灰色箭头所示）。3.3.1 全域信息感知概述01020301 交通流检测设备高清广角摄像头、微波雷达 红外摄像头、固态激光雷达02 交通事件检测设备超高超载车辆检测器、雷视事件检测一体机03 气象监测设备多功能气象检测器3.3.1 全域信息感知基本要求沿江智慧高速事件 检测出行 服务车道 管控信息流全域感知全域感知为沿江智慧高速实现 道路管控、事件检测和车路协同三 大功能提供信息输入，

14、是沿江智慧 高速各个功能实现的数据支撑。数 据 预 测数 据 融 合 处 理数 据 分 析 挖 掘信 息 感 知交通流检测设备 交通事件检测设备 气象监测设备车牌识别检测设备3.3.1 全域信息感知基本要求道路管控事件检测车路协同沿 江 智 慧 高 速 功 能普通车道自动驾驶 专用道交通流量、分车道车型、车速车流量、速度、车头时距、间距、区域停车数、停车时长、停车次 数、排队长度、平均延误、空间占 有率、气象信息（雨量、风速风 向、能见度、温湿度）等车流量、车速、拥堵信息、气象信 息等本车及周围车辆速度、位置、加速 度、车流量、平均速度、车道占用 情况、气象信息、平均密度、车道 占用率、拥堵等

15、级、预计通行时 间、匝道车辆检测、车辆异常轨 迹、交通管制等信息实现功能实现功能实现功能实现功能高清广角摄像头固态激光雷达雷视事件检测一体机多功能气象检测器超高超载车辆检测器高清广角摄像头雷视事件检测一体机超高超载车辆检测器多功能气象检测器固态激光雷达微波雷达高清广角摄像头红外摄像头雷视事件检测一体机多功能气象检测器检测信息检测信息检测信息检测信息150m200m200m200m300m150m100m200m检测 距离150m200m3.3.1 全域信息感知设备布设交通事件检测设备(间距 1km)RSU(间距500m)RSU(间距200m)气象监测设备(间距 10km)5D=200 mD=2

16、00 mD=200 mD=200 m沙溪 入口 匝道沪武 高速交通信息采集设备雷视事件检测一体机(间距 200m)3.3.1 全域信息感知设备布设中云500m200m杆件RSU雷视事件检测一体机交通事件检测设备RSU微云气象监测设备交通信息采集设备沪武高速沙 溪 出 口 匝 道3.3.1 全域信息感知信息融合 沿江高速全域信息感知沿江高速常规交通数据采集与交通运 行状态分析（已实现）沿江高速“端-边-云”一体化全域“车”“路”“交通”数据动态感知（需调整设备布设，技术可行）相邻路段融合数据汇聚相邻道路全时段车辆流量/流向的动态 统计分析（已实现）相邻道路车辆车型、车速等相关信息 动态统计分析（

17、待实现）相邻道路车流运行态势分析与交通事 件检测预警（待实现）3.3.1 全域信息感知功能应用以江阴大桥交通流运行状况为例，进行全域感知后能够及时检测拥 堵缓行状态并根据缓行长度、参与缓行的车辆数执行不同级别的预案，及时采取交通管制措施疏散拥堵车流，避免因拥堵过重导致局部路段瘫 痪。及时通过全域感知发现缓行车辆并执行相应预案，能有效缓解拥堵 缓行，提高行车效率。基于全域感知功能执行拥堵缓行预案以江阴大桥为例0 2 3 4 5 6 7 8 9 52728293033

18、7383940447484950557585960速度时变图不采取预案一级预案二级预案三、四级预案速度：km/h时间：min3.3.2 道路动态管控车道动态管控的概述在高速公路上，客车和货车在不同时间段的交通量相 差较大，客货车道动态管控能实现交通流在时间上的合理 分配，降低延误、提高通行能力。降低道路 延误客车和货车行驶速度不同，通常相差 10-20km/h，客 货车道动态管控能够实现交通流在空间上的合理分配，使 行驶速度相似的车辆处于稳定的跟随状态，提高出行者满 意度。提升出行 者满意度提高运输保证运输货物的大货车快速稳定的通行，从而提高整效率条

19、道路和区域路网的交通运输能力。动态 管控 优势小客车在白天早晚高峰交通量较大，而货车交通量在晚上较大。高速公路客货车比例时变图3.3.2 道路动态管控枢纽节点动态管控的概述 交通状态估计算法 匝道控制算法 驾驶员行为分析无控制匝道关闭结合交通流诱导交通状况 (较)畅通交通状况 较为拥堵交通状况拥堵交通严重拥堵单匝道控制 情报板信息控制匝机控制 交通流诱导策略高速公路主路匝道管控策略智慧高速通过对主线车流的实时感知，并结合汇 入高速及地面流量情况智能调控匝道智能控制信 号灯，做到间歇性、拉链式交替通行，有效减少 无序交织带来的拥堵和安全隐患，实现“高地联 动”和“高高联动”。3.3.2 道路动态

20、管控系统构成 流量感知模块：实时检测交通流信息 数据处理与决策模块：对道路管控模型进 行最优化求解及仿真验证 显示模块：显示道路管控信息 通信模块：实现各模块之间的信息交互道路动态管控流程开始交通流信息采集（车型识别、流量 检测）方案合理可行寻求次优解向车载 OBU 和手机 APP 发布最佳方案 信息否按照最佳方案更改路侧 车道标识按照最佳方案确定枢纽 节点的信号控制方案是仿真验证最优解方案道路动态管控模型最优化求解动态管控系统架构流量感知数据处理与决策显示数据通信车道动态管控枢纽节点动态 管控3.3.2 道路动态管控流量感知模块恶劣环境下交 通流信息采集分车道交通信息 感知流量、车型、速 度

21、信息检测流量感知模块由智能感知设备组成，通过先进 的智能感知技术对各条车道的交通流量、车型及车速进行采集，具备在恶劣天气（如大雾、雨雪天气）正 常采集交通流信息的能力，为道路管控功能提供基础 信息。采集到的信息实时传输给数据处理与决策模块，作为管控模型的基础数据辅助探索适用于当前交通运行状态的最佳道路管控方案。3.3.2 道路动态管控数据处理与决策模块数据处理与决策模块内嵌算法库、参数 存储库、地图存储库、仿真平台、评估体系，算法库包含道路管控模型，可基于车型、流 量，数据进行最优化求解，并基于沿江高速地 图进行仿真，验证最优管控方案的合理性，并 及时传输给显示模块。流量感知模块分车道车型数据

22、分车道流量数据道路管控模型求解输入地图实时仿真及效果评估最佳道路管控方案输出基于动态交通流数据的实时仿真道路管控模型求解算 法 库流 量最佳管控方案场景进行实时仿真最佳道路管控方案实时仿真交通流、地图信息车 型流量感知模块输入数据实时交通运行状态数据、地图数据3.3.2 道路动态管控通信模块无线通信基于 5G-V2X/I2X 技术实现流量 感知模块与数据处理与决策模块、数据处理与 决策模块与显示模块、以及 OBU 和手机APP 与流量感知模块间的数据交互。有线通信通过在各路侧通信单元、路侧通信单元与路侧感知设备之间建立光纤连接，实现高速 率、大容量的有线通信。路侧通信单元路侧通信单元路侧通信单

23、元交换机路侧感知设备 OBU：车载通信单元流量感 知模块手机APPOBU数据处理与决 策模块显示模块通信模块包含有线通信子模块和无线通信子模块3.3.2 道路动态管控信息发布模块 路侧 LED 显示屏：显示车道划分、车道限速 等信息路侧显示设备希迪智驾OBU2.0CIDI 车路协同APP千寻位置+华为+高德地图APP车道级别导航星云互联智能辅助驾驶助理APP车载显示设备车载 OBU 应用示例：大唐移动 ICDC5002星云互联 V-Box手机 APP 应用示例：3.3.2 道路动态管控车道动态管控功能应用示例通信模块信息检测 模块数据处理与决策模块将内侧货车道转货车 数量少变为混 合车道客车数

24、量 多货 车 道客 车道客 车 道混货合 车车 道道1.货车多，客车少2.货车减少，一条货车道转变 为混合车道3.按照新的车道分布规则行车显示模块通信模块流量感知模块货车数量多，两条 车道为货车专用道3.3.2 道路动态管控枢纽节点动态管控功能应用示例云平台信息采集 RSU子系统欢迎进入沿江智能网联示范道路信息发布 子系统前方严重拥堵！前方拥堵消散前方高速主路拥 堵，匝道管控智能通讯系统1.主路严重拥堵2.匝道流量限制3.主路拥堵消散4.取消匝道限流智能路侧系统检测到前方主路 严重拥堵！匝道管控3.3.3 异常事件的全天候预警概述路障检测施工检测抛洒物检测拥堵检测逆行检测异常事件检测场景货物

25、遗撒压线检测变道检测违停检测蛇形行驶检测大车占道检测1信息采集 事件分类事件上报统一管理事件发布动态监测：实况信息传递2精准预判：科学预防事故3智能响应：安全快速消除 事故影响5主动预警：有效避免事故4数据存档：决策支持和事故预案393.3.3 异常事件的全天候预警信息采集雷达视频一体机采集道路视频图像，通过数据深度融合与目标分类等技术，输出数据类型（包 括车流量、速度、状态、队列、时距、间距、区域停车数、停车时长、停车次数、排队长度、平均延 误、空间占有率等），传送给路口边缘计算服务器。布设方位全天候采集界面403.3.3 异常事件的全天候预警事件分类检测器间距事件严重程度分类非重要事件次重

26、要事件重要事件严重事件事件检测性能检测率误报率平均检测时间直接检测算法间接检测算法事件分类主要负责对信息采集的数据初步进行融合处理、分析和判断（模式识别、图像处理、计算机 视觉等技术），进而分析交通流实时数据，判断路段是否有事件发生以及事件严重程度分类。事发前交通状态 事件检测算法计算 中心动态目标深度神经网络检测算法视频图像交通事件事件分类413.3.3 异常事件的全天候预警事件上报事件上报通过无线通信技术将信息采集到的原始视频信息及事件分类处理后的各类严 重事件信息发送至云平台的异常事件模块进行统一处理或保存，该环节是事件管理和数据信 息采集的中介。信息感知采集事件侦测分类事件上报模块事件

27、统一管理模块原始视频信息事件严重判别服务器防火墙上报平台Internet5G 基站5G 网关综合交换机VPN 路由器MEC 服务器NVR 服务器边缘计算单元路 口 新 增 机 柜路口挂杆交换机雷视一体机云平台3.3.3 异常事件的全天候预警统一管理统一管理主要是指对上报后的严重程度事故信息进行统一管理，并生成解决方案。事件种类匹配严重程度事件持续时间事件影响范围3.3.3 异常事件的全天候预警事件发布事件发布主要是指将事故预警信息通过各大媒介发布给道路使用者及管理者。用于信息发布的技术具体如 下：商业广播、交通信息台、可变信息板、互联网/在线服务、车载设备、手持终端/APP 等所提供的各种信息

28、发 布方法。3.3.3 异常事件的全天候预警抛洒物场景应用高清摄像机雷视一体机信息采集事件上报云平台统一管理事件发布解决备案 应急处理指令 位置信息 路况信息可变情报板前方道路有抛洒 物请减速绕行前方 1.5 公里处有 道路抛洒物，请减 速慢行，选择内侧 车道行驶1.出现货物遗撒现象2.将该路况信息传至后方车辆3.后方车辆及时换道行驶4.启动应急处理方案5.恢复正常行驶货物遗撒预警44 网络互联化通过先进的车、路感知设备以及 I2X 和 V2X 的信息交互对交通环境 进行实时高精度感知 车辆智能化涵盖不同程度的车辆自动化驾驶阶段，考虑车辆与道路供需间不同 程度的分配协同优化 系统集成化通过系统

29、（车、路）高效和协同执行感知、预测、决策和控制功能，形成以车路协同自动驾驶为核心的新一代智能交通系统3.3.4 车路协同概述3.3.4 车路协同广义的车路协同 单车智能无人驾驶车 智能网联无人驾驶车 前装 OBU 的智能网联车 后装 OBU 的智能网联车 下载 APP 的普通车 普通车3.3.4 车路协同服务对象提供周围环境信息 代替驾驶人的感知交通检测和数据采集模块提供数据支撑 分析预判驾驶行为车载计算模块实时反馈车辆与道路交通等信息，提高驾驶安全车载显示模块 高可靠性和低时 延的实时通信与 自组网防撞预警实时信息交互智能终端 多屏映射智慧高速示范道路可以同时面向自动驾驶汽车、前 装或后装车

30、载 OBU 的智能网联车辆以及普通车辆，根据不同的信息服务要求制定多维度和多样化的信 息发布机制，实现不同等级的车路协同服务自身不具备通信功能，无法 实现车车交互或车路交互路侧感知终端+车辆感知终端数据感知模块数据处理与决策模块信息发布模块多级云平台+边缘计算车端 APP/OBU+路侧 RSU 及发布设备系统支撑带 APP/OBU 的普 通车辆自动驾驶车辆普通车辆出行信息服务+驾驶信息服务出行信息服务自动驾驶车辆、装载 OBU/APP 的普通车辆在专用车 道上获得出行信息服务和驾驶信息服务。自动驾驶车辆、装载 OBU/APP 的普通车辆、普通车 辆在专用车道和普通车道上获得出行信息服务。3.3

31、.4 车路协同服务体系通过协同预警和控制功能，合理利 用路侧传感器和云控平台信息，提升驾驶 的安全性。可减少汽车交通安全事故 50%-80%。专用道内车辆间的车头间距将会缩 短，单车道的通行能力将会进一步提升。提升交通通行效率 20%-40%。车辆在专用道上行驶更加顺畅，从 而减少频繁的加减速行为，从而节约燃料 和降低排放。降低燃料消耗约 20%减少空气污染和二氧化碳排放量近 30%自动驾驶专用道普通车道安全高效节能沿江专用道车路协同系统出行服务信息出行服务信息驾驶服务信息专用道预 期成效3.3.4 车路协同自动驾驶（智能网联）专用道概述专用道服务于带通信功能 的 自 动 驾 驶 车 辆 和

32、带 App 或 OBU 的普通车辆；乘用车使用的自动驾驶专 用道设置在内侧车道，同时借 用应急车道作为自动驾驶车辆 超车及紧急避障区域。柔性专用车道的位置设计沿江高速3.3.4 车路协同自动驾驶（智能网联）专用道设计软软隔离单黄线双黄线自动驾驶专用车道的标志标线设计自动驾驶专用车道的隔离设计3.3.4 车路协同自动驾驶（智能网联）专用道设计高速公路出口信息车道汇合信息车道变窄信息弯道信息交通拥 堵信息路侧信息发布道路施工预警 超视距避撞匝道汇出手机 APP 信息发布trm-zs7 型高速公路 自动气象监测系统布设间距 10km车 载OBU路 侧RSU100ms/发射频率 布设间距200m可变信息板云 平 台气象监测设备通信华为 155M SDH 光传输通信设备 设布设间距 500m备中兴 sdh 光通信设备zxmp s385110g sdh 传输平台激光雷达摄像机布设间距 200m布设间距200m路 侧 设 备RSU拟采用路侧设备 及信息发布场景3.3.4 车路协同出行服务信息发布结束语单车智能已经实现特斯拉无人驾驶编队 一汽重卡车路协同才刚开始