DB37∕T 4541—2022 智慧高速公路建设指南(山东省).pdf
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1、 ICS 03.220.20 CCS P 66 37 山东省地方标准 DB37/T 45412022 智慧高速公路建设指南 Construction guides for smart expressway 2022 - 08 - 08 发布 2022 - 09 - 08 实施 山东省市场监督管理局 发 布 DB37/T 45412022 I 目次 前言 . II 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 6 建养体系 . 4 7 运营体系 . 7 8 支撑体系 . 10 参考文献 . 14 DB37/T 45412022 I
2、I 前言 本文件按照GB/T 1.12020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。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由山东省交通运输厅提出并组织实施。 本文件由山东省交通运输标准化技术委员会归口。 DB37/T 45412022 1 智慧高速公路建设指南 1 范围 本文件对智慧高速公路总体要求和建养体系、 运营体系、 支撑体系智慧化建设提供了指导与技术建议。 本文件适用于新建、改扩建智慧高速公路项目和运营高速公路智慧化提升项目建设。 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。
3、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 35114 公共安全视频监控联网信息安全技术要求 GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求 GB/T 22240 信息安全技术 网络安全等级保护定级指南 GB/T 25070 信息安全技术 网络安全等级保护安全设计技术要求 GB/T 33697 公路交通气象监测设施技术要求 GB/T 37092 信息安全技术 密码模块安全要求 GB/T 37721 信息技术 大数据分析系统功能要求 GB/T 37722 信息技术 大数据存储与处理系统功能要求 G
4、B/T 38667 信息技术 大数据 数据分类指南 GB/T 39786 信息安全技术 信息系统密码应用基本要求 JTG D70/2 公路隧道设计规范 第二册 交通工程与附属设施 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 智慧高速公路 smart expressway 基于安全畅通、优质体验、高效管理的业务需求,以数据为主线,通过提升基础设施数字化、网络化、智能化水平,构建多层级业务智慧化应用,实现人、车、路、环境深度融合的高速公路。 3.2 伴随式信息服务 accompanied information service 利用多元交通信息数据,采用多种信息发布渠道,为用户提供基于位
5、置的出行全过程信息服务。 3.3 智慧服务区 smart service area 提供车辆服务、出行信息服务等智能化服务及智慧管理与经营决策辅助的高速公路服务区。 3.4 车路协同 vehicle-infrastructure cooperation 采用无线通信、新一代互联网等技术,在交通信息采集与融合分析应用的基础上,实现车与车、车与路、车与云平台数据实时交互及车辆运行服务和道路协同管控。 DB37/T 45412022 2 3.5 路侧计算设备 roadside computing device 部署在高速公路沿线,配合其他系统完成交通信息处理与决策的计算设备。 4 缩略语 下列缩略语
6、适用于本文件。 API:应用程序接口 (Application Programming Interface) BIM:建筑信息模型(Building Information Modeling) ETC:电子不停车收费(Electronic Toll Collection) EBS:工程分解结构(Engineering Breakdown Structure) GIS:地理信息系统(Geographic Information System) IaaS:基础设施即服务(Infrastructure as a Service) IP:网际互连协议(Internet Protocol) IPv6:互
7、联网协议第6版(Internet Protocol Version 6) IP55:防护等级55(Ingress Protection 55) OBU:车载单元(On-Board Unit) OGC:开放地理空间信息联盟(Open Geospatial Consortium) PB:千万亿字节(Petabyte) PaaS:平台即服务(Platform as a Service) RSU:路侧单元(Roadside Unit) 5 总体要求 建设原则 5.1 智慧高速公路建设围绕“人民满意、保障有力、世界前列”交通强国建设总目标,以高速公路行业管理者、所有者、运营者和使用者的需求为基础,遵循下
8、列原则,覆盖建设、管理、养护、运营、服务全过程。 a) 统筹布局。智慧高速公路建设宜统筹全网调控和路段业务需要,紧密结合主体工程、深度融合交通工程设计要求,进行整体布局。 b) 因路制宜。智慧高速公路建设宜根据新建、改扩建、运营高速公路工程实际需求,并结合工程建设阶段、工程特征、服务水平、运营特征、已有设施和交通特性,确定具体路段的建设内容。 c) 先进适用。智慧高速公路建设宜结合业务需求和技术发展趋势评估投入、产出效益,指导建设过程中新技术的选用和新产品的选型。 d) 分步实施。智慧高速公路建设宜统筹应用场景、建设内容和建设时序,实现技术研发、测试验证、试点示范、推广应用迭代演进的正向闭环,
9、稳步推进项目实施。 建设目标 5.2 智慧高速公路建设宜实现下列目标。 a) 全寿命数字建养。宜提升基础设施数字化水平,通过智能建造、健康监测、智能检测、智能运维等方式,实现全寿命数字资产管理和科学养护。 DB37/T 45412022 3 b) 全过程安全畅通。宜通过建设全路段感知网,实施全过程管控,降低施工、事故、夜间及恶劣天气的潜在通行影响,提高路段通行能力,实现(准)全天候通行。 c) 全方位优质体验。宜通过拓展新技术、新产品的应用,探索车路协同和混合交通流管控场景应用,提高智能收费、伴随式服务和智慧服务区体验,提升公众出行获得感和幸福感。 总体架构 5.3 智慧高速公路总体架构包括建
10、养体系、运营体系和支撑体系,具体组成关系见图1。 图1 智慧高速公路总体架构 建设内容 5.4 5.4.1 智慧高速公路建设项目分为新建、改扩建智慧高速公路项目和运营高速公路智慧化提升项目: a) 新建智慧高速公路项目,是针对新建工程,满足建设、管理、养护、运营、服务全周期智慧化需求的高速公路项目; b) 改扩建智慧高速公路项目,是针对改扩建工程,在新建工程智慧化需求基础上,还需满足施工路段智能保通、大流量路段主动交通管理等需求的高速公路项目; c) 运营高速公路智慧化提升项目,是针对事故多发、大流量、重点交通枢纽连接等路段,满足路段主动交通管理和安全防控需求,实现交通安全水平和通行效率提升的
11、智慧高速公路项目。 5.4.2 智慧高速公路建设项目宜按照表 1 的应用内容进行建设。 DB37/T 45412022 4 表1 智慧高速公路建设应用内容一览表 应用范围 应用内容 新建智慧高速公路项目 改扩建智慧高速公路项目 运营高速公路智慧化提升项目 建养体系 智慧建设 勘察设计 推荐应用 推荐应用 不涉及 工程建设管理 推荐应用 推荐应用 不涉及 智慧工地 推荐应用 推荐应用 不涉及 智能建造 推荐应用 推荐应用 不涉及 智慧养护 基础设施检测 推荐应用 推荐应用 推荐应用 基础设施监测 基础应用 基础应用 基础应用 养护科学决策 基础应用 基础应用 基础应用 运营体系 路网管控 交通运
12、行监测 基础应用 基础应用 基础应用 主动交通管理 可选应用 推荐应用 基础应用 (准)全天候通行保障 推荐应用 推荐应用 推荐应用 应急保障 基础应用 基础应用 基础应用 出行服务 伴随式信息服务 基础应用 基础应用 基础应用 智慧服务区 推荐应用 推荐应用 推荐应用 车路协同 可选应用 可选应用 可选应用 智能收费 推荐应用 推荐应用 推荐应用 支撑体系 智能中台 基础应用 基础应用 基础应用 信息安全 基础应用 基础应用 基础应用 感知、通信与供电设施 基础应用 基础应用 基础应用 6 建养体系 建养体系建设原则 6.1 6.1.1 建养体系宜贯通勘察设计、工程建设管理、智慧工地、智能建
13、造、智慧养护等各环节,实现多种数字化技术集成应用。 6.1.2 新建、改扩建高速公路项目中,养护运营阶段的基础设施监测设备设施宜与公路主体工程、交通工程同步设计、同步施工、同步验收。 6.1.3 智慧养护宜针对不同基础设施的特点,通过自动化检测、智能化监测支撑科学化决策,实现高速公路养护全过程、全要素的数字化、智能化、主动式、预防性管理,提高主体基础设施耐久性和可靠性,优化养护资金投入。 智慧建设 6.2 6.2.1 勘察设计 6.2.1.1 勘察设计宜采用先进技术提升勘测、设计和成果交付等环节的数字化和智能化水平。 6.2.1.2 勘测过程宜利用高分遥感、无人机、GIS、北斗等技术,实现设计
14、模型与地形的交互,提升勘测效率和精度。 6.2.1.3 设计过程宜采用 BIM 技术开展可视化比选、碰撞分析、净空核验、仿真模拟,进行方案设计和优化。BIM 模型包含几何和非几何信息,具备统一的 EBS 编码,模型精细度满足专业应用需要。 6.2.1.4 成果交付宜提供完整的构件模型及属性信息,并上传至建设管理相关平台,完成设计阶段向施工阶段信息无损传递,实现数字化交付。 6.2.2 工程建设管理 DB37/T 45412022 5 6.2.2.1 建设方宜协调监理、施工、检测等参建方,构建一体化的建设管理平台,实现建设全过程、各阶段、各环节有效衔接,以及计量管理、进度管控、质量监管、安全管控
15、、环境监测等工程建设管理各环节数字化和智能化,为养护运营提供数据支持。 6.2.2.2 计量管理宜采用自动化计量、BIM、图像识别等技术,实现数据自动采集、工序自动报验、过程资料自动生成和电子文件管理。 6.2.2.3 进度管控宜结合现场每日进度填报,实现进度自动汇总统计、偏差分析及预警、偏差纠正和进度可视化展示。 6.2.2.4 质量监管宜实现工程质量全过程管控,确保工程质量可跟踪、可反馈、可追溯。 6.2.2.5 安全管控宜实现对人的不安全行为和物的不安全状态的实时动态感知预警。 6.2.2.6 环境监测宜实现对工地扬尘、环境噪声、水质、土壤等的实时动态监测预警。 6.2.3 智慧工地 6
16、.2.3.1 智慧工地宜利用 BIM、 GIS、 物联网、 移动互联网等技术, 实现对工地现场人员、 机械、 材料、生产工艺、场地环境和施工过程关键场景的动态实时管理。 6.2.3.2 人员管理宜实现身份鉴定、考勤管理、位置定位以及安全防护用具使用状态监测等功能;机械管理宜实现施工车辆和关键设备管理等功能; 材料管理宜实现物料验收、 智能识别和清点物料等功能;生产工艺管理宜实现关键节点施工工序管理等功能;环境管理宜实现对扬尘、噪音、水质、土壤等环境的监测功能。 6.2.3.3 施工过程关键场景管理宜实现对施工过程中关键场景的数据采集、监测等功能,并明确采集内容、采集方式、采集频率、存储格式和应
17、用路径。 6.2.4 智能建造 6.2.4.1 智能建造宜在钢结构加工和预匹配拼装等阶段进行,宜与物流仓储系统配合,实现作业计划的优化制定与调整、物料的优化调配。 6.2.4.2 钢结构智能加工包括智能切割下料、智能焊接、智能涂装及智能管控等内容,宜利用 BIM 技术提高钢结构智能加工质量和效率。 6.2.4.3 构件安装前宜采用点云成像等技术结合 BIM 技术进行数字化预匹配拼装,保证精度满足安装要求。 智慧养护 6.3 6.3.1 基础设施检测 6.3.1.1 道路检测宜采用自动化检测设备对路基和路面进行检测,并在采用其他高效检测方法时提前比对确认。 6.3.1.2 桥梁检测宜优先采用快速
18、、无损检测技术对桥梁结构进行现场测试、试验、观测与检查。采用自动化检测技术时,综合考虑检测项目的精度要求和现场作业条件。 6.3.1.3 隧道检测宜采用自动化检测设备对隧道土建结构、机电设施和其他工程设施进行检测,自动化检测设备工作时尽量减少对正常行车的干扰。 6.3.2 基础设施监测 6.3.2.1 基础设施监测系统宜具备边缘计算能力,采用大数据、人工智能等技术对基础数据、检测数据、监测数据、养护数据、运营数据等进行融合分析和挖掘,实现实时监测预警及评估、定期结构安全评价及性能评估、突发事件预警及评估、应急响应等功能。 DB37/T 45412022 6 6.3.2.2 监测设备宜采用准确可
19、靠、耐久实用、经济合理的设备,且设备的技术性能指标满足工程及相关标准要求。 6.3.2.3 道路监测主要包括路基监测、路面监测和边坡监测: a) 路基监测内容包括地下分层水平位移、地下水位、含水率、路堤顶沉降、地表水平位移及隆起等,监测设备宜布置在高填方或特殊地质路基段; b) 路面监测内容包括道路状态(路表温度、路表变形、结构层温度、结构层变形等)、交通参数(交通量、车速、车型、轴重等)及气候环境参数(温度、湿度、降水、凝冰等)等,监测设备宜布设在重载交通、大交通量或具有特殊要求的路段; c) 边坡监测内容包括支护结构变形、支护结构应力、地下水位、降雨量、含水率、深部位移、地表裂缝、水平位移
20、、垂直位移、坡顶建(构)筑物变形等,监测设备宜布置在挖方高边坡和不良地质、特殊岩土地段的挖方边坡处。 6.3.2.4 符合下列条件之一的桥梁,宜设置结构安全监测系统: a) 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(交办公路202121 号)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; b) 荷载等级提高或重载交通持续周期性通行的重要桥梁; c) 有典型病害加固历史或技术状况等级较差且尚需继续服役的桥梁; d) 路网内具有代表性或关键节点的中小跨径桥梁; e) 采用特殊材料、特殊工艺或具有特殊要求的桥梁。 6.3.2.5 桥梁监测方案宜结合桥梁类型、 跨径等桥梁特
21、点进行单独设计, 监测内容根据桥梁服役环境、结构特点和监测目的确定,宜包括以下监测内容: a) 荷载与环境监测:包括车辆荷载、温度、湿度、风、地震、降水、船舶撞击等; b) 结构整体响应监测:包括结构振动、变形(线性下挠、基础沉降)、位移、转角等; c) 结构局部响应监测:包括结构应变、裂缝、索力、疲劳、支座反力、伸缩缝变位、桥墩冲刷、腐蚀等。 6.3.2.6 隧道监测内容宜包括结构变形、应力应变、衬砌裂缝、衬砌剥落、渗漏、内装饰脱落等。监测设备宜布置在围岩等级较差、结构受力复杂、不良健康状态和不良地质条件的隧道路段。 6.3.2.7 交通安全设施监测内容宜包括交通标志、交通标线、护栏、视线诱
22、导及防眩等设施的服务状态。 6.3.2.8 机电设施监测内容宜包括监控、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。 6.3.3 养护科学决策 6.3.3.1 高速公路养护科学决策主要包括养护目标设定、基础设施数据库构建、公路技术状况检测和评定分析、养护需求分析、养护方案设计、养护决策后评估等内容。 6.3.3.2 养护目标设定。宜根据国家、行业及山东省公路养护管理发展规划,以全寿命周期养护费用效益最优为原则,结合公路技术状况、交通量、管理需求、资金约束等因素,并针对不同设施确定养护目标。 6.3.3.3 基础设施数据库。包括路线、路基、路面、桥隧构造物、交通安
23、全及机电等设施基础数据,建设质量检测、交竣工检测等静态数据,日常巡检、定期检测、专项检测、健康监测、养护历史、交通状况及气候环境等动态数据。 6.3.3.4 公路技术状况检测和评定分析。包括技术状况检测、技术状况评定、病害原因诊断等内容,并科学评估基础设施的服役状态。 DB37/T 45412022 7 6.3.3.5 养护需求分析。宜建立养护性能预测、养护方案及养护决策等模型,并根据养护目标和技术状况评定结果进行养护路段划分及养护性质分析。 6.3.3.6 养护方案设计。宜在养护需求分析的基础上,按照设计流程对养护工程项目开展养护对策选择、养护时机选择、养护费用估算、养护方案比选等工作。养护
24、方案设计宜采用新技术、新材料、新设备、新工艺,尚无相关标准参照的新技术、新材料、新设备、新工艺,经过试验论证后方可开展规模化使用。 6.3.3.7 养护决策后评估。包括养护决策工作执行情况评估、决策过程中相关影响因素与实际情况的符合性评估、决策实施效果评估等内容,并形成决策评估报告。决策评估报告宜包括决策制定与执行情况的总体评价、决策效益分析、进一步优化决策工作的意见、建议等内容。 7 运营体系 运营体系建设原则 7.1 7.1.1 运营体系遵循“按需建设、设备共用、信息共享”原则,建设与业务场景需求相适应的机电和交安设施。 7.1.2 运营体系宜根据智慧运营需求,在主体工程建设过程中进行感知
25、、通信等设施扩容条件和安装基础的预留预埋。 7.1.3 运营体系包括边缘端、路段级、路网级三层,各层计算、存储和网络连接能力根据具体业务需求确定并可扩展,实现边缘端、路段级、路网级的协同联动: a) 边缘端:实现路侧态势感知、事件检测、实时预警等功能,宜与路段级平台共享数据,支持远程管理和本地低时延控制,宜具备算法学习能力; b) 路段级:实现路段数据的采集、管理、共享、应用等功能,宜与路网级平台共享数据,提供关联路段的路况查询、拥堵预判等服务,实现路段实时交通控制策略的制定; c) 路网级:实现跨路段数据汇聚分析、预警预测、协调控制等功能,具备路段控制与管理能力,宜与外部系统进行数据共享、信
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