数字道路白皮书 (2022) 数生万物慧智而城 引言 随着城镇化率的不断提升,我国城市交通面临的挑战随之增加。习近平总书记早在2014年就明确指出,要把解决交通拥堵问题放在城市发展的重要位置,加快形成安全、便捷、高效、绿色、经济的综合交通体系。2021年,总书记在第二届联合国全球可持续交通大会上强调:“要大力发展智慧交通和智慧物流,推动大数据、互联网、人工智能、区块链等新技术与交通行业深度融合,使人享其行、物畅其流”。 从消费互联网到产业互联网,从拥抱“互联网+”到行业数字化转型,数字化转型从各行业发展的“可选项”,已逐步成为全社会发展的“必选项”。信息技术发展推动互联网与各行业深度融合,数据驱动产业升级、业态创新成为推动经济发展的新动能。数字道路是信息技术在交通行业的先行落地基础,更是交通、信息、汽车三大行业的全面融合。中国电信作为网络强国、数字中国、智慧社会建设主力军,开创探索、身先士卒投入城市新型基础设施——数字道路的建设,发挥自身技术积累、产业合作优势,在雄安新区设计、建设并运营了全球规模最大的基于开放区域的数字道路。 我们基于对数字道路的建设运营的经验与认识,组织编写了本白皮书:新兴技术重构道路,数字道路赋能场景,人本服务孕育模式,共赢模式成就生态。数字道路,不仅仅是交通行业数字化转型的重要一环,更多的,是中国整体数字化转型中先行探索的重要一环。 中国电信充分结合自身优势,以产业发展和场景需求为导向,在不断实践过程中探索数字道路建设运营最优模式,致力成为城市新型基础设施运营商。中国电信将与合作伙伴一起,助力数字道路相关产业发展。为道路注智、为城市赋能,为智慧交通贡献中国智慧。 目录 新理念·新兴技术重构道路 创新·从传统基建到新型基建协调·从自建自治到统筹规划绿色·从建设运营到循环经济开放·从砂石水泥到智能中枢共享·从服务交通到服务城市 新服务·数字道路赋能服务 城市统筹协调管理城市道路便捷顺畅无人驾驶车路协同人流物流各享其行公共交通绿色低碳安全出行道路守护特种车辆通行保障道路管养统筹规范 01-14 15-32 新模式·人本服务孕育模式 创新运营城市统筹规划降本增效设施集中运维统筹调度事件联合监管各取所需数据定制服务统一纳管安全统一保障 新生态·共赢模式成就生态 数字道路运营商·崭露头角智能终端新技术·自主可控智能汽车产业链·换道超车 展望名词缩略语 33-44 45-52 53-54 55 56 新理念 新兴技术重构道路 城市是文明的摇篮,道路是城市的脉络。道路定义了居民在城市中的活动:居民的日常生活,与其说是依托城市展开,不如说是在道路连接的各个功能空间中进行转移。 随着新兴技术的驱动,道路这一重要城市基础设施也将得到重构,数字道路,秉承创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念,是道路形态发展、重构的必经途径,也将在数字城市建设中发挥重要引领作用。 从创传新统基建到新型基建 伴随人类科技进步,车辆与道路的形态逐步发生改变。从前,“马路”一词更多的诠释砂石道路如何服务于畜力车;近现代时期,机械车辆与沥青道路开始成为主流;而如今,畜力车、纯机械车辆已慢慢退出历史舞台,电动化、网联化、智能化、共享化的出行方式被越来越多的人所接受,道路正在进行数字化升级。 数字经济时代下的数字道路,有别于传统道路针对道路本体进行规划和建设,其重点在于对赋予数字特征的智能道路进行创新性建设和运营。数字道路所产生的数据要素,将重建人们对道路的理解和认知。通过道路相关交通元素和事件数字化,把交通出行从有限的物理空间拓展到了无限的数字空间,在数字空间内以数据要素高效流动,实现传统交通业务的重构与创新。 数字道路除了提升传统道路的通行效率外,还通过与后端运营中心、智能网联车辆进行深度协同,提供个性化、场景化、实时化的各类服务,进而助推数字道路空间上相关业务的数字化转型。通过数字道路构建的一体化运维体系,也将实现全生命周期的数据服务,为城市交通规划、道路建设监理、路上场景应用提供数据支持。通过运营和维护数字道路所产生的数据要素,城市也将具备应急指挥调度、交通引导、流量统计、风险预警等能力,进而对交通出行以及交通组织产生深远影响。 道路数字化 道路本体及参与者的数字化交通出行从物理空间扩展到数字空间 决策智能化 数字道路运营数据长期累积 交通决策从经验主导转变为智能决策 与此同时,数据逐渐成为进行社会生产经营活动所需的必要社会资源,被认为是维系国民经济运行及市场主体生产经营所必须具备的基本因素。2020年,数据作为一种新型生产要素被写入中央文件,其重要程度 参与协同化运营全局化 与土地、劳动力、资本、技术比肩,成为第五大生产要素,标志我国数字经济进入全新阶段。 数字道路车路协同能力开放道路设施从被动使用升级为主动服务 资产全生命周期数字化转型 道路运营从硬件维护统筹为区域运营 0304 数字道路统筹规划,纵观全局 从协自调建自治到统筹规划 传统道路建设、运营过程各个业务部门各自为政 交管部门布设信控电警 市政部门运营城市照明 养护部门负责道路巡护 城市规划 规划部门协调 建设部门统筹道路建设 传统的道路建设流程中,规划部门协调城市规划,建设部门统筹道路建设,市政部门专注路下管线,养护部门顾虑道路质量,交管部门布设信控电警,电力部门负责电力电缆铺设维护,城市综治部门负责创文创卫,各部门各有所考,各司己职。由于道路系统的建设与运营本身就是一个巨系统,建设过程中很难通观全局,因此“先建设,再整改”的现象屡有发生,数字道路的建设在根本上解决了上述问题:利用数字化相关技术,数字道路将在数字空间统一考虑各类需求,进行全生命周期的协同管理,完成统一的规划、建设与运营。 数字道路 统一规划 统一建设 统一运营 16 多感合一 杜绝“麻雀杆”现象,智慧城 市路侧感知设备多元复用。 多箱合一 配电、光交、消防控制、信 号控制箱体统一空间复用。 多网合一 通信网、视频网、电力网等网 络统一规划设计,集约投资。 多杆合一 路灯、电警、红绿灯、广告、 标志标牌竖杆统一建设复用。 06 从绿建色设运营到循环经济 2020年9月,中国明确提出2030年“碳达峰”与2060年“碳中和”目标。2021年10月,国务院发布了《2030 交通运输是经济高质量发展的“先行官”,亦是碳排放和空气污染物排放的“大户”。基于数字道路建设, 年前碳达峰行动方案》,明确提出“碳达峰十大行动”。2022年“,规划,强有力推动各行各业向绿色低碳转型。 双碳”目标相继写入政府工作报告和“十四五” 结合智能网联汽车、车路协同等技术,联合地图服务商、道路运输服务提供商等一起推动交通出行场景数字化,能够有效改善道路运输效率,助力城乡低碳物流配送体系建设。 CO2 10%-12% 交通领域的CO2排放占全 国总碳排放量的10%-12% 左右 PM2.5 15%-35% 交通领域PM2.5排放占全 国总排放比例达15%-35% 数字道路通过整合推进充电桩、配套电网等基础设施建设,助力交通出行朝着电动化、共享化、智能化、网联化方向演变。通过将绿色低碳理念贯穿至数字道路基础设施的规划、建设、运营、维护全过程,开展多杆合一、多感合一、多箱合一、多网合一的整体建设,能够降低道路全生命周期的碳排放总量。道路管理者同样可以借助数字道路能力推行多元的碳普惠机制,激励居民采用更多的公共交通方式出行。 能源绿色低碳转型行动 循环经济助力降碳行动 各地区梯次有序碳达峰行动 绿色低碳科技创新行动 节能降碳增效行动 工业领域碳达峰行动 碳汇能力巩固提升行动 城乡建设碳达峰行动 交通运输绿色低碳行动 绿色低碳全民行动 07 08 从开砂放石水泥到智能中枢 传统道路是城市的度量,是通行的工具,是固化的砂石。通过对道路进行数字化改造,数字道路能力将持续升级。数字道路作为城市智能中枢的有机组成,将城市能力与道路能力开放给交通参与者、交通治理者等。 基础道路 砂石水泥的道路给城市赋予了最基础的通行能力。 静态数字化 道路本体及道路部件进行电子信息化管理,静态建模,提升道路资产管理能力。 感知数字化 感知设备与道路融合,道路信息实时、动态更新变化,提升道路感知能力。 协同数字化 交通参与者与道路逐步协同,道路将能力开放给交通参与者,提升道路通行能力。 09 未来更高需求 道路将作为城市信息中枢,开放通行能力的同时逐步开放电力输送、网络通达、通信接入等能力。 道路能力开放场景示意 数字道路开放能力能够赋能出行业务创新,驱动新兴的道路出行模式。在雄安新区容东片区,通过数字道路建设实现了城市定制公交、无人驾驶与慢行交通体系的融合发展,并且逐步衍生出无人自动驾驶出租车 (Robotaxi)、出行即服务(MaaS)平台、交通信息服务平台、货物的自动协同化流转等新兴出行模式,使得服务落地过程更加便捷、快速。 除了将能力直接开放给交通参与者,数字道路建设过程中产生的真实世界感知能力、高效网络传输能力、云边协同算力能力、电力网络传输能力等,都可以作为能力开放给周边的居民和空间内的设备。 10 中国智能交通产业联盟 中国交通运输部指导组建的民间组织 《智慧高速公路车路协同系统框架及要求》 1施2级完:备基础道路,道路交通标志和标线设象3级、:交数通字流化)道、路通,信安和装计路算侧设具智能感知(气平采级集台:、的多车道源路融协管合同控感感服知知务道融,路合支,和持交全备域基交于通云信控息4级:协同控制道路,支持自通动信驾息驶处车理队编队行驶和在线调度 雄安新区智能城市创新联合会 雄安新区管委会指导组建的社团组织 《雄安新区数字道路分级标准》 X-I123级:静动交态互要联素网数信字息化X-I54级:情引感导式协出作行数字出行 上海市嘉定区 政府工作部门 《智慧道路建设技术导则》 基主服,务本的:满基提足本高交需道通求路参的与者数对字化通、行信效息率化、水安全平为和中方协同级:的在智基能本道智路慧交化通的环基境,础能上,以实智现慧车化路的 式对道路交通运行进行管理,对交通参 与高者级提:供在精中准级的智信慧息化服的务基础上,实现网联协全自动的、智全慧方化位管的控服环务境和,监具管备的对能路力网进行 重庆市交通局、四川省交通运输厅 政府工作部门 《智慧高速公路第2部分:智慧化分级》 D运D1行级控:制建中设心收费、通信、监控等系统、D2级:本数条字件化和信息化基础设施,以及级D3基级本:条车件路协同、智能管控,以及D2级4基级本:条自件主可控、新能源供给,以及D3 数字道路能力的开放使得道路上的交通参与者优先获益,目前国内外各个机构将道路能力对道路交通参与者开放的程度划分成了不同的等级: 发布机构 机构简介 发布文件 道路能力分级 欧洲道路运输研究咨询委员会 欧盟自动驾驶专业管理机构 《自动驾驶的基础设施支持级别》 ED化级:最支低持,静无态数道字路化标信识息在内的静态数字B级信息持静协态同和感动知态,基即础可设感施知信微息观交通情况别支 A以级引:导支自持动驾协驶同车驾辆驶的,速数度字、化间基距础、设车施道可 中国公路学会 全国公路交通行业学术性群众团体 《智能网联道路系统分级定义与解读报告》 I动1化级:无初信步息数化字/化无/智初能步化智/能无化自/动初化步自I动I2化级:部分网联化/部分智能化/部分自驶3和级高:度基网于联交化通基础设施的有条件自动驾I驶5级:基于交通基础设施施的的高完度全自自动动驾化驶驾 中国智能交通协会 全国性、行业性的非营利社会组织 《智慧高速公路分级》 D1级:高速公路无具智有慧简基化单慧化D43级:高速公路具有自协主同可式控智的慧智化慧化 1112 从共服享务交通到服务城市 01 基础通行 能力 04 公共服务 能力 城市感知 能力 02 城市管理能力 03 数字道路将能力共享智慧城市 传统意义上,道路的功能只是将城市划分为不同的功能区域,进而分域而治。数字道路与智