国省干线智慧公路建设技术指南

ICS 93.080.30 CCS R01 3402 芜 湖 市 地 方 标 准 DB 3402/T 15—2021 国省干线智慧公路建设技术指南 Technical guide for national and provincial Technical guide of smart highway contruction for national and provincial arterials 2021 - 10 - 11 发布 2021 - 12 - 01 实施 芜湖市市场监督管理局 发 布 DB 3402/T 15—2021 目 次 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 总则 ................................................................................................................... 2 6 感知系统 ........................................................................................................... 2 7 出行服务系统 .................................................................................................... 4 8 数据管理平台 .................................................................................................... 7 9 运行管控系统 .................................................................................................... 8 10 保障系统 ......................................................................................................... 9 II DB 3402/T 15—2021 前 言 本文件按照GB/T 1.1—2020《标准化工作导则 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。本指南的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由芜湖市公路管理服务中心提出。 本文件由芜湖市交通运输局归口。 本文件起草单位：芜湖市公路管理服务中心、交通运输部公路科学研究院、中国十七冶集团有限公 司、安徽达尔智能控制系统股份有限公司、中国电信股份有限公司芜湖分公司。 本指南主要起草人：许带兵、孙传姣、李超、陈江晨、唐琤琤、陶子豪、金子帅、陈永胜、周军生、 张潇丹、沈朝榴、李萌、李春阳、狄胜德、吴京梅、王斌、樊叔晗、李军。 III DB 3402/T 15—2021 国省干线智慧公路建设技术指南 1 范围 本文件提供了国省干线智慧公路建设的总体要求、感知系统、出行服务系统、数据管理平台、运行 管控系统和保障系统等方面的指导。 本文件适用于国省干线公路的智慧化建设。 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 20609 交通信息采集 微波交通流检测器 GB/T 20839 智能运输系统 通用术语 GB/T 20988 信息安全技术 信息系统灾难恢复规范 GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求 GB/T 23828 高速公路LED可变信息标志 GB/T 24726 交通信息采集 视频车辆检测器 GB/T 31167 信息安全技术 云计算服务安全指南 GB/T 33697 公路交通气象监测设施技术要求 GB/T 28789 视频公路事件检测器 GB/T 14886 道路交通信号等设置与安装规范 GA/T 484 LED道路交通诱导可变信息标志 JT/T 1037 公路桥梁结构安全监测系统技术规程 JTGD 70-2 公路隧道设计规范 DB3402/T 7 城市道路智能交通管理设施设置规范 3 术语和定义 GB/T 20839界定的以及下列术语和定义适用于本文件。 3.1 智慧公路 smart highway 智慧公路是利用新一代的通信信息技术对交通基础设施及交通运行状态进行监测感知，对采集的数 据进行传输及融合分析，提供智慧管控、智慧服务，实现公路服务更为可靠、安全、舒适、快捷等目标。 3.2 1 DB 3402/T 15—2021 路侧智能终端 Roadside intelligent terminal 路侧智能终端为安装在路侧的多种感知系统的集成， 可根据需求实现交通运行状态感知、视频监测、 气象环境监测、交通诱导、应急报警等功能。 4 缩略语 下列缩略语适用于本文件。 API：应用程序接口（Application Programming Interface） NB-IoT：窄带物联网 （Narrow Band Internet of Things） DSRC：专用短程通信技术（Dedicated Short Range Communications） C-V2X：蜂窝车联网（Cellular vehicle to everything） OTN：光传送网 （Optical Transmission Net） MQTT：器对机器(M2M)/物联网(IoT)连接协议 LWM2M：适用于资源有限的终端设备管理的轻量级物联网协议（Lightweight Machine-To-Machine） HTTP：超文本传输协（Hypertext Transfer Protocol） 5 总则 5.1 建设内容 国省干线智慧公路建设应充分运用云计算、大数据等先进理念和技术，基于云服务平台架构进行部 署，采取云-边-端结合，构建国省干线公路的感知系统，为公路出行者提供高品质的出行服务，在不同 管理部门之间实现数据共享，提高道路设施安全性与交通运行效率，增强交通出行可靠性，提升交通出 行服务满意度，实现公路智慧化。参见附录A。 5.2 建设原则 智慧公路建设应遵循“系统性、实用性、安全性、可扩展性”的原则。 系统性：建立感知、分析、服务、管控等一体化平台，构建完备的系统。 实用性：智慧公路建设应因路制宜，结合现状和实际需求开展建设，在役公路应充分利用已有的监 测、感知、管控、出行服务等设备与系统。 安全性： 智慧公路建设注重交通运行安全与信息安全， 提升交通运行安全性，保证数据等信息安全。 可扩展性：考虑技术更新与成熟度，保证所采用的技术、设备、系统等具有良好的扩展性。 6 感知系统 6.1 一般规定 感知系统包含边坡监测、桥梁状态监测、隧道监测、交通运行状态感知、公路视频监控系统、气象 环境监测、路侧智能终端等。 6.2 边坡监测 6.2.1 设置要求 2 DB 3402/T 15—2021 在易出现边坡塌方以及滑坡、泥石流等地质灾害的路段布设边坡监控设备并定期巡检。 6.2.2 监测内容 边坡监测的内容包括裂缝监测、位移监测、滑动面监测、地表水监测、地下水监测、降水量监测和 应力监测。 6.3 桥梁状态监测 6.3.1 设置要求 桥梁状态监测宜选择交通运输部规定的“三特”（特大、特殊结构、特别重要）的桥梁。 公路桥梁结构安全监测设置条件参照JT/T 1037的有关要求。 6.3.2 监测内容 桥梁状态监测内容包括结构应力、桥梁变形、结构裂缝、环境腐蚀、交通荷载和结构温度等。 6.4 隧道监测 6.4.1 设置要求 具体要求参照JTGD70-2，重点加强交通流量、火灾、设备健康等状况监测，提升隧道运营安全。 6.4.2 监测内容 隧道状态监测的内容包括能见度、CO浓度、风速、风向、亮度、火灾和结构安全等。 6.5 交通运行状态感知 6.5.1 设置要求 选择交通流量大、事故发生率高、重要出入口、重要平交口、村镇路段等位置进行设置。 6.5.2 功能要求 交通运行状态感知主要包括交通量、车速、占有率、车辆类型等，可支持按车道采集并统计参数。 交通流检测设备应符合GB/T 20609、GB/T 24726的要求。 6.6 公路视频监控系统 6.6.1 设置要求 在关键路段、大型桥梁、 综合养护中心等重要公路节点和路段实现全面监测，对重要的出入口路段、 重要桥梁、事故多发路段、地质灾害易发路段、气象条件恶劣区段、易拥堵路段等重点节点基本覆盖。 6.6.2 功能要求 视频监控应具备全天候视频采集功能以及通信中断状况下的视频本地存储功能。 视频监控可具备交通事故、交通拥堵、违法变道、抛洒等交通事件检测功能，可采取边缘计算或者 后台计算，可具备交通事件报警功能。 公路视频监控设备应符合GB/T 28789的要求。 3 DB 3402/T 15—2021 6.7 气象环境监测 6.7.1 设置要求 在山区雾多发区域、雨雪多发地区、易出现团雾、冬季易结冰等路段设置。 6.7.2 功能要求 气象环境监测内容包括能见度、空气温湿度、风速风向、路面温度、路面湿度等指标。 气象环境监测技术要求应符合GB/T 33697的要求。 6.8 路侧智能终端 6.8.1 设置条件 满足以下条件之一，可设置路侧智能终端系统： ——多雾、积水、结冰路段； ——道路转弯地段、交叉路口、出入口等； ——易发生交通事故地段。 6.8.2 功能要求 路侧智能终端系统可具备： ——交通诱导功能：轮廓强化、主动诱导、防追尾显示； ——气象检测功能：温湿度、能见度、照度、积水、结冰检测； ——车辆检测功能：流量、速度检测； ——信息发布功能：闪烁、模拟警灯； ——图像采集功能：定时拍照，触发拍照，连续录像； ——智能低空照明：主动检测车辆，前向延伸照明； ——应急报警功能：提供报警按钮、紧急语音对讲、位置汇报、声光报警。 7 出行服务系统 7.1 一般规定 出行服务系统包括弯道会车智能预警系统、雾天行车安全智能诱导系统、可变信息发布系统、自动 除冰预警系统、智慧服务系统、交叉口安全预警系统、拥堵及事件监测系统、信号联控系统等。 7.2 弯道会车智能预警系统 7.2.1 设置条件 满足以下条件之一，可设置弯道会车智能预警系统： ——转弯半径较小或较急的弯道； ——弯道视距受限路段； ——弯坡组合路段； ——事故多发路段等。 4 DB 3402/T 15—2021 7.2.2 功能要求 弯道会车智能预警系统可具备以下功能： ——超速车辆减速提醒； ——对事故易发路段车辆提醒； ——对弯道、平交路口进行会车预警； ——车速、车流量等交通量采集； ——视频抓拍与事件监测监控。 7.3 雾天行车安全智能诱导系统 7.3.1 设置条件 应布设在多雾（团雾、浓雾等）频发的路段两侧。 7.3.2 系统功能 雾天公路行车安全智能诱导系统可具备以下功能： ——道路轮廓强化； ——行车主动诱导； ——防止追尾警示； ——LED 发光面板同步闪烁频率； ——发光亮度、红色警示区间长度可调。 7.4 可变信息发布系统 7.4.1 设置条件 满足以下条件之一，可设置可变信息发布系统： ——急弯； ——易积水路段； ——路口交汇处； ——雾区等事故频发路段。 7.4.2 系统功能 可变信息发布系统应具备以下功能： ——显示红蓝警示、红黄闪烁警示； ——通过软件控制自定义信息交互内容功能，支持汉字、字母、阿拉伯数字； ——联网信息发布，通过可变情报板发布公路沿线路况信息。 可变信息设备的技术要求应符合GB/T 23828、GA/T484的有关要求。 7.5 自动除冰预警系统 7.5.1 设置条件 满足以下条件之一，可设置自动除冰预警系统： ——易因为冰雪导致交通事故的山坡弯道； 5 DB 3402/T 15—2021 ——易出现团雾及冬季易结冰的桥梁； ——路面结冰的路段。 7.5.2 功能要求 自动除冰预警系统可具备以下功能： ——对路面的状况如结冰、下雪等进行监测； ——根据气象监测及路面状态监测数据，自动开启消冰模式； ——独立启动并完成结冰预警及处置操作； ——提供多种通讯接口，与路段信息发布设备进行联网。 7.6 智慧服务系统 7.6.1 设置条件 智慧服务系统可布设在公路驿站、服务区、停车区、观景台等。 7.6.2 功能要求 智慧服务系统可具备以下功能： ——自助信息查询终端：作为共享式的人机交互终端，实现便民信息的自助查询和共享； ——WIFI 系统：实现驿站、服务区全区域无线网络覆盖； ——移动智能终端充电设施； ——应急广播系统； ——智能停车诱导设施。 7.7 交叉口安全预警系统 7.7.1 系统组成 交叉口安全预警系统由辅助发光标志、太阳能供电系统、雷达检测设备、语音喇叭、通信单元等组 成。 7.7.2 设置条件 交叉口安全预警系统一般设置在无信号控制平面交叉口或者存在视距不良的平面交叉口。 7.7.3 功能要求 交叉口安全预警系统应具备以下功能： ——全天候高精度的机动车、非机动车、行人检测识别； ——对行人、非机动车、机动车驾驶员进行安全预警； ——太阳能供电。 7.8 拥堵及事件监测系统 7.8.1 系统组成 拥堵及事件监测系统由流量检测设备、视频监控设备、网络传输单元、后台软件平台、硬件服务器 支撑环境组成。 6 DB 3402/T 15—2021 7.8.2 设置条件 满足以下任一条或一条以上，应设置拥堵及事件监测系统： ——易发生交通事故路段； ——车流量交通较大路段。 7.8.3 功能要求 拥堵及事件监测系统应具备以下功能： ——交通流量采集； ——流量统计分析； ——预留接口与信号系统对接； ——事件监测主动报警； ——事件统计分析； ——事件预警。 7.9 信号联控系统 7.9.1 系统组成 信号联控系统由信号灯、信号机、网络传输单元、后台软件平台、硬件服务器支撑环境组成。 7.9.2 设置条件 信号联控系统用于城市道路或者干线公路交叉口，满足以下条件之一可部署信号联控系统： ——路口信号机联网控制； ——路口信号机协调控制； ——特勤任务需求。 交通信号控制设备布设应符合GB 14886、DB 3402/T 7的要求。 7.9.3 功能要求 信号联控系统应具备以下功能： ——远程控制； ——多时段控制； ——感应控制； ——手动/遥控控制； ——行人过街触发控制； ——集中协调控制； ——单点优化控制； ——公交优先控制； ——特勤警卫路线控制。 8 数据管理平台 8.1 一般规定 7 DB 3402/T 15—2021 通过数据管理平台实现数据的接入与汇集、感知系统数据融汇，并具有应用程序接口的能力。 8.2 数据接入与汇集 数据接入与汇集标准应满足： ——海量终端统一的数据接入与汇集标准； ——支持异构端设备的多协议无缝接入技术； ——支持 MQTT、LWM2M、NB 网关、HTTP 等多种协议； ——支持长距、短距，有线、无线等多种通信制式； ——支持极低功耗、深度覆盖海量接入技术。 8.3 感知系统数据融汇 8.3.1 数据清洗 配置简单规则，即可对设备上报的海量数据进行自定义筛选，过滤冗余数据、识别合规数据，实现 数据的清洗和加工。 8.3.2 数据转发 支持将数据或清洗加工后的数据，转发至应用服务器、消息队列MQ、对象存储。符合规则的告警消 息可以发送到规则配置的手机和邮箱。 8.3.3 场景联动 通过规则配置定义设备之间的联动规则，并将规则部署执行，当汇聚数据的属性值满足执行条件时， 则会触发执行规则中定义的执行动作，实现设备联动。 8.4 接口能力 8.4.1 API 接口 提供设备管理、事件上报、指令下发以及数据查询等 API 接口，可基于 HTTP 协议来调用 API，实 现获取数据、终端管理等操作。支持 Java、Python、C#和 Go 开发语言的 SDK，方便应用程序的快速对 接。 8.4.2 应用组件 提供行业应用组件服务，可在无需关注应用组件的后端业务逻辑功能实现的前提下，实现客户侧前 端展示功能、快速构建和部署应用，以及基于场景的开发。 9 运行管控系统 9.1 一般规定 运行管控系统可采用云服务平台架构进行部署，接入数据管理平台的数据，通过大数据、人工智能 算法等技术手段，实现设施的监测和运维、运行的监测与智慧管控、风险的防控与应急等功能。 9.2 功能模块 8 DB 3402/T 15—2021 9.2.1 总体架构 运行管控功能模块包括：系统管理与展示、设施监测与智能运维、运行监测与智慧管控、风险防控 与应急处置等。 9.2.2 系统管理与展示 具有对公路感知设备进行调度管控、数据可视化、实时动态展示、多模态异构数据的组合分析展示 等功能。 9.2.3 设施监测与智能运维 具有对公路主体设施、交通安全设施、机电设施等状态进行实时监测，故障自动派单等功能。 9.2.4 运行监测与智慧管控 具有对公路施工作业区和交通运行状态进行监测，并实施智慧管控等功能。 9.2.5 风险防控与应急 具有公路交通运行风险预测预警、风险管理与控制、事件反应与应急处置等功能。 10 保障系统 10.1 一般规定 保障系统部分主要包含融合通信、信息安全的技术要求。 10.2 融合通信 融合通信满足以下技术要求： ——多网融合通信系统设计应充分考虑多网联通情况下链路、带宽配置，实现公路通信信息网络与 卫星通信信息网络、互联网等深度融合，实现广覆盖、低时延、高可靠、大带宽的网络通信服务； ——公路主干线光缆数量、通信管道容量应充分考虑智慧公路业务需求以及远期备用等因素； ——智慧公路的核心通信技术包含光纤、4G/5G、NB-IOT、紫峰协议（Zigbee）、DSRC、C-V2X、OTN、 无线网格网络（MESH）等。 10.3 信息安全 10.3.1 访问控制 访问控制应能够通过在系统区域边界部署防火墙或其它访问控制设备、设置访问控制策略，实现边 界协议过滤。 10.3.2 网络防护 网络设备防护应具备鉴别登录用户身份、限制网络设备管理员登录地址、处理登录失败、防止网络 远程管理被窃听等功能。 10.3.3 云服务平台 9 DB 3402/T 15—2021 云服务平台应按 GB/T 22239 第三级安全要求标准建设，应满足 GB/T 31167 等安全要求。 云服务平台应参照 GB/T 20988，具备同城灾难业务恢复的能力，当重要业务系统所在的机房发生 重大事故时，可以在规定的时间内实现业务恢复。 10 DB 3402/T 15—2021 附录 A （资料性） 国省干线智慧公路建设内容 国省干线智慧公路建设系统构成由感知系统、出行服务系统、数据管理平台、运行管控系统和保障 系统组成。根据技术发展和实际应用环境，可对感知系统、出行服务系统以及运行管控系统的内容及功 能模进行适度扩展与变更。 1