第10章智慧交通本章重點智慧交通智慧交通子系統(tǒng)無人駕駛技術(shù)車路協(xié)同技術(shù)ITS什么是智慧交通？智慧交通：充分運用物聯(lián)網(wǎng)、云計算、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、自動控制、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，通過高新技術(shù)匯集交通信息，對交通管理、交通運輸、公眾出行等等交通領(lǐng)域全方面以及交通建設管理全過程進行管控支撐，使交通系統(tǒng)在區(qū)域、城市甚至更大的時空范圍具備感知、互聯(lián)、分析、預測、控制等能力。為什么發(fā)展智慧交通？當前交通背景巨大的車輛保有量不合理的路線設計信號燈時間匹配不均衡問題交通管制和出行工具的混亂交通擁擠、交通安全物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)構(gòu)建智慧交通人、車、路綜合考慮智慧交通特點全面感知：應用物聯(lián)網(wǎng)感知技術(shù)和手段，實現(xiàn)對出行者、車輛、道路設施（橋梁、隧道、邊坡等）、交通狀態(tài)、氣象環(huán)境狀態(tài)、機電設備狀態(tài)等要素的全樣本感知。泛在互聯(lián)：智慧交通建立完善的視頻監(jiān)控網(wǎng)、DSRC通信網(wǎng)、光纖通信網(wǎng)、移動通信網(wǎng)與車載自組網(wǎng)等感知網(wǎng)絡，實現(xiàn)各種異構(gòu)網(wǎng)絡的互聯(lián)互通協(xié)同控制：出行者、智能車載單元和智能路側(cè)單元之間的實時、高效和雙向的信息交互，為交通參與者提供實時、可靠的全時空交通信息，實現(xiàn)人—車—路—環(huán)境的有效協(xié)同。深度融合：搭建基于云計算的交通綜合協(xié)同管理平臺和交通綜合信息服務平臺，強化信息數(shù)據(jù)之間的融合，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)處理、智能數(shù)據(jù)分析，優(yōu)化、調(diào)整業(yè)務內(nèi)容和流程，加強業(yè)務和系統(tǒng)之間的融合。智慧交通發(fā)展“十一五”“863計劃”單獨研究現(xiàn)代交通技術(shù)智能交通管理技術(shù)攻關(guān)“十二五”對大城市區(qū)域的交通協(xié)同聯(lián)動控制統(tǒng)、車路狀態(tài)的感知和交互系統(tǒng)、智能車路協(xié)同系統(tǒng)這樣一些關(guān)鍵技術(shù)進行了立項和布局“十三五”公路客車ETC使用率達70%，共享汽車開通運營城市達180多個、無人機、無人車、無人倉的應用和智能安檢技術(shù)已經(jīng)取得了突破“十四五”《數(shù)字交通規(guī)劃發(fā)展綱要》配合“十四五”規(guī)劃的交通建設加快建設現(xiàn)代化綜合交通體系實現(xiàn)“多規(guī)合一”

“多規(guī)融合”。本章重點智慧交通智慧交通子系統(tǒng)無人駕駛技術(shù)車路協(xié)同技術(shù)ITS智慧交通子系統(tǒng)智慧交通信號控制系統(tǒng)：基于交通大數(shù)據(jù)的人工智能應用系統(tǒng)。系統(tǒng)在挖掘海量實時交通大數(shù)據(jù)的基礎上，對道路運行態(tài)勢進行判斷，利用人工智能的方法優(yōu)化交通信號區(qū)域協(xié)調(diào)控制方案。智慧交通子系統(tǒng)智慧交通誘導系統(tǒng)：對交通誘導、交通流采集等系統(tǒng)的整合，實現(xiàn)對市區(qū)各個交通誘導屏的實時控制，并自動發(fā)布路況信息、交通事件、交通管制措施、交通安全宣傳等各類交通信息，對均衡城市道路交通流的分布有著極其重要的作用。智慧交通子系統(tǒng)智慧路燈：智慧路燈的“智慧”主要來源于燈桿上掛載的各種智能設備，如視頻攝像機、交通指示設備、交通監(jiān)控設備、環(huán)境傳感器、5G基站、車路協(xié)同路測單元、LED顯示屏、無線WIFI、信息觸摸屏、充電樁等，以此實現(xiàn)對城市公共照明及基礎設施體系的智能化、信息化管理。智慧交通子系統(tǒng)車輛快速充電樁：電動汽車作為一種發(fā)展前景廣闊的綠色交通工具，我國政府積極推進新能源汽車的應用與發(fā)展，充電樁作為發(fā)展電動汽車所必須的重要配套基礎設施，充電樁建設被列入“新基建”七大重點領(lǐng)域，具有非常重要的社會效益和經(jīng)濟效益。選址因素：駕駛行為、充電基礎設施和外部環(huán)境智慧交通子系統(tǒng)智慧公交：運用先進的GPS/北斗定位技術(shù)、3G/4G/5G通信技術(shù)、GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)，結(jié)合公交車輛的運行特點，建設公交智能調(diào)度系統(tǒng)，對線路、車輛進行規(guī)劃調(diào)度，實現(xiàn)智能排班、提高公交車輛的利用率，同時通過建設完善的視頻監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對公交車內(nèi)、站點及站場的監(jiān)控管理智慧交通子系統(tǒng)共享汽車：共享汽車是一種創(chuàng)新的租車服務，多人共享一輛汽車，開車人對車輛只有使用權(quán)而沒有所有權(quán)，從而提升車輛的使用效率。特點：電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化和共享化弊端：運營成本高、出行替代性強、用戶體驗有待加強“新四化”趨勢共享汽車的發(fā)展機遇5G時代到來汽車共享服務剛需無人駕駛技術(shù)發(fā)展本章重點智慧交通智慧交通子系統(tǒng)無人駕駛技術(shù)車路協(xié)同技術(shù)ITS“聰明的車”無人駕駛汽車：依靠車內(nèi)以計算機系統(tǒng)為主地智能駕駛儀，通過車載傳感器來感知道路環(huán)境，自動規(guī)劃行車路線、控制車輛，從而達到預定目標，實現(xiàn)無人駕駛。組成激光測距儀攝像頭傳感器定位系統(tǒng)處理器雷達激光測距儀攝像頭車載雷達GPS處理器傳感器無人駕駛汽車依靠多種技術(shù)組成的智能駕駛系統(tǒng)來實現(xiàn)無人駕駛關(guān)鍵技術(shù)感知系統(tǒng)激光雷達車輛周邊環(huán)境數(shù)據(jù)GPS高精地圖傳感器厘米級綜合定位攝像頭毫米波雷達道路狀況天氣情況交通標識其他條件不同場景智能決策定位系統(tǒng)決策系統(tǒng)無人駕駛技術(shù)分級無人駕駛分級：美國交通部國家公路安全局定義了5個自動駕駛級別。0級（無自動化）、1級（駕駛輔助）、2級（部分自動化）、3級（條件自動化）、4級（高度自動化）和5級（完全自動化）無人駕駛技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀國防科技大學研究出中國第一輛真正意義上的無人駕駛汽車1992紅旗HQ3無人汽車完成了全程無人駕駛試驗。2011首輛無人駕駛客車，在完全開放道路條件下完成自動駕駛試驗。2015百度無人駕駛汽車在國內(nèi)首次實現(xiàn)城市、環(huán)路及高速道路混合路況下的全自動駕駛。長安無人駕駛汽車完成2000km超級無人駕駛測試項目。2018百度”阿波龍“巴士首款Level4級無人駕駛,沒有駕駛位和方向盤2016面臨的問題技術(shù)有待革新無法精準識別環(huán)境，從而難以決策和判斷道路情況的復雜性民眾缺乏認知負面消息頻發(fā)，無人駕駛的安全性討論消費者對于新奇事物的看待和接受還需一定時間成本較高各種傳感器的成本高達35萬美元低成本傳感器在一定程度上會犧牲安全性法律法規(guī)有待完善無人駕駛事故的劃分責任民事、刑事、保險責任認定及違章處罰等立法依據(jù)法律將是比技術(shù)更難解決的障礙本章重點智慧交通智慧交通子系統(tǒng)無人駕駛技術(shù)車路協(xié)同技術(shù)ITS“智慧的路”智慧道路設施：通過道路及基礎設施的智能化改造，幫助城市實現(xiàn)智能化升級打造安全、高效的城市交通出行體驗監(jiān)控設備集裝箱式邊緣計算節(jié)點智能交通信號燈智能斑馬線智能路側(cè)人臉識別車路協(xié)同車路協(xié)同技術(shù)：以先進的無線通信技術(shù)、傳感器技術(shù)為基礎，通過車與車、車與道路基礎設施之間的信息共享，從而實現(xiàn)智能協(xié)同，緩解交通擁堵和提高車輛出行安全的智慧交通系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)智慧車載車輛定位智能車載系統(tǒng)交通信息路面狀態(tài)信息路側(cè)設備一體化智能路側(cè)系統(tǒng)環(huán)境感知車載一體化智能信息處理智慧路側(cè)車-路通信信息處理端到端時延高并發(fā)數(shù)據(jù)計算車路通信體系數(shù)據(jù)挖掘人工智能發(fā)展優(yōu)勢車路云一體化智能交通平臺：相較于單車智能路線，車路協(xié)同技術(shù)將所有智能車輛的信息傳到邊緣端，對每臺智能車輛進行協(xié)同運行優(yōu)化調(diào)控以及安全節(jié)能控制，通過實時的協(xié)同和融合感知以及科學決策來實現(xiàn)整個智能交通系統(tǒng)的有序運行。交通基礎設施智能化分級基礎設施分級：中國公路學會自動駕駛工作委員會、自動駕駛標準化工作委員會發(fā)布《智能網(wǎng)聯(lián)道路系統(tǒng)分級定義與解讀報告》將交通基礎設施分為六個級別。0級（無智能化）、1級（初步智能化）、2級（部分智能化）、3級（基于交通基礎設施的有條件自動駕駛）、4級（基于交通基礎設施的高度自動駕駛）和5級（基于交通基礎設施的完全自動駕駛）相關(guān)應用智能鋪面：智能鋪面所具備的智能能力包括主動感知、自動辨析、自主適應、動態(tài)交互、持續(xù)供能等5大能力。鋪面依靠智能材料或傳感器件來主動感知狀態(tài)、性能、環(huán)境和行為；智能能力分類具體的技術(shù)內(nèi)涵主動感知鋪面狀態(tài)感知溫度、濕度、電阻、冰凍、強度、模量鋪面性能感知平整度、摩擦系數(shù)、輪轍、損壞狀況交通流感知車/機型、速度、軸型、重量、行人、自行車外部環(huán)境感知氣溫、雨、霧、冰、風、雪鋪面行為感知應力、應變、位移、沖擊、振動自動辨析信息集成管理信號處理、信息集成、數(shù)據(jù)管理信息分析處理信息過濾、大數(shù)據(jù)分析、信息建模性狀評估診斷性能評估、狀態(tài)評估、損傷診斷、運行安全評估自主適應狀態(tài)自調(diào)控溫度調(diào)控、濕度調(diào)控損傷自修復裂紋修復、老化修復自動融冰雪融冰、化雪、除霜自清潔鋪面清潔、尾氣降解、粉塵抑制交通自管控限速控制、信號自適應、可變車道調(diào)整動態(tài)交互與車輛交互信息推送、狀態(tài)預警、位置引導、事件決策與飛機交互信息推送、狀態(tài)預警、事件決策與用戶交互信息推送、狀態(tài)預警、事件決策與管理者交互信息推送、狀態(tài)預警、性能預估、事件決策持續(xù)供能公用電網(wǎng)供電供能方法、供能線路綠色能量收集路域太陽能、熱能、風能、機械能、地熱能的收集綠色能量利用傳感器、交互終端、傳輸網(wǎng)絡、車輛、功能設施等供電相