论文总字数：21925字

摘 要

本文从我国的交通发展状况出发，针对各学者对智慧公路的研究，总结归纳出智慧公路的内涵。并简单介绍了国内外对智慧公路的研究历史与现阶段推行智慧公路上的具体行动。接着对智慧公路的具体实施计划做了详细介绍，包括初期的智慧施工，到整个对智慧公路的建设管理与养护一体化的建设，包括数据的采集与管理与建管养系统的建设，最后到如何设计能源方案。之后对运用在智慧公路上的北斗导航系统与GIS地理信息系统做了一定基本的介绍与现阶段他们在公路上的具体应用。

本文重点与主要工作内容是对智慧公路的整体系统进行设计。从设计原则入手，对系统的内容与功能做一定的要求。之后对系统做出了具体设计步骤，包括如何建立基于数据库信息化建设的智能养护施工系统、建立基于北斗、GIS/拓扑和BIM的智慧养护管理系统、建立基于全方位感应检测的智慧化养护系统、建立基于路网运行的全面感知能力的智慧化车路协同系统以及智慧公路的光伏走廊设计。最后通过一张技术路线图概括出整体思路。

关键词：智慧公路，智慧施工，建管养一体化，车路协同，光伏走廊

Abstract

This article starts with the development of China’s traffic and focuses on the scholars’ research on smart highways, summarizing the connotations of smart highways. It also briefly introduces the research history of smart highways at home and abroad and the specific actions on smart highways at this stage. Then the detailed implementation plan for the Smart Highway is introduced in detail, including the initial smart construction and the entire construction of the intelligent highways construction management and conservation integration, including the collection and management of data and the construction of a management and construction management and conservation integration, system, and finally How to design an energy plan. Afterwards, the BeiDou Navigation Satellite System and Geographic Information System used on smart highways are introduced in a basic way and their specific application on the highway at the present stage.

This article focuses on the overall system design of smart highways. Starting from the design principles, certain requirements are made on the contents and functions of the system. Afterwards, specific design steps are made for the system, including how to build intelligent maintenance construction system based on database information construction, establishment of intelligent maintenance management system based on BeiDou, GIS/topology and BIM, and establishment of intelligent conservation system based on comprehensive sensing The establishment of a smart car road coordination system bases on the comprehensive sensing capabilities of road network operations and the design of photovoltaic corridors for smart roads. Finally, a general roadmap is outlined through a technical roadmap.

KEY WORDS: Smart highways, smart construction, construction management and conservation integration, Vehicle and road cooperation, photovoltaic corridor

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 智慧公路概况 1

1.1 引言 1

1.2 智慧公路内涵 1

1.3 研究意义 1

1.4 国内外智慧公路发展现状 1

1.4.1 国外智慧公路发展现状 2

1.4.2 国内智慧公路发展现状 3

1.4.3 小结 3

第二章 智慧公路的实施 4

2.1 智慧施工 4

2.1.1 施工质量控制评价体系与系统 4

2.1.2 施工环境效益评价体系 4

2.2 建管养一体化 4

2.2.1 建管养一体数字化 5

2.2.2 建管养一体化系统 5

2.3 智慧交通与能源方案 6

2.3.1 智慧交流 6

2.3.2 能源采集与应用 7

2.4 小结 7

第三章 运用在智慧公路上的科学工具 8

3.1 北斗卫星导航系统 8

3.1.1 系统概述 8

3.1.2 北斗系统在智慧公路上的应用 8

3.2 GIS地理信息系统 9

3.2.1 地理信息系统简介 9

3.2.2 地理信息系统在智慧公路上的的应用 9

3.3 小结 10

第四章 智慧公路系统设计 11

4.1 设计原则 11

4.1.1 最大化环境整合与资源利用效率 11

4.1.2 提供最优服务质量 11

4.1.3 经济可持续性 11

4.1.4 提升道路交通安全性 11

4.1.5 外部性的覆盖 11

4.2 系统设计 11

4.2.1 建立基于数据库信息化建设的智能养护施工系统 11

4.2.2 建立基于北斗、GIS/拓扑和BIM的智慧养护管理系统 13

4.2.3 建立基于全方位感应检测的智慧化养护系统 13

4.2.4 建立基于路网运行的全面感知能力的智慧化车路协同系统 15

4.2.5 智慧公路的光伏走廊设计 15

4.3 技术路线 16

4.4 小结 17

第五章 小结与展望 19

5.1 小结 19

5.2 展望 19

致 谢 20

参考文献 21

智慧公路概况

引言

随着我国经济水平的快速发展和现代化水平的持续提升，我国公路的发展十分迅速。显而易见，公路建设和管理的发展水平逐渐在现代化经济建设中占有越来越重要的地位，它更是极大地促进着地区经济发展，发挥出主要通道与命脉的重要作用。虽然我国现阶段的公路发展与建设水平呈现良好的现状，与广大群众对不断增长的出行需求的要求相比，还远远不够。此外，随着大数据的提出和新一代信息技术的持续发展，公路内时刻产生新数据资源无法被及时的获取、管理、分析并成为有关部门的决策支持，公路系统较为单一，很难及时为出行者和道路管理者提供信息，一旦发生安全事故，公路路网将严重堵塞，大大降低人民群众的出行舒适度。公路急需向智慧化的方向进步。

智慧公路内涵

目前，国内尚没有对智慧公路下一个统一、规范的定义，综合各国对智慧公路的研究与发展，并参照智能交通的定义，可以认为智慧公路是一项创新信息化建设，以安全、便捷、畅通、绿色为前提，通过对道路的感知，数据的收集与传输，人工智能等各种信息技术，让道路进行智能感知、决策与操作，并能及时地自我防御，以提高道路运行效率和性能。

研究意义

面对交通运输发展的新形势需要，传统公路急需向“智慧化”转型，由以往单一的模式转变成更加智慧、便捷的模式。与此同时紧紧地配合国家相关部门对推进智慧公路发展与研究的方案，加强落实公路与现代化科学技术紧密配合的具体工作，并对如何建设好群众满意的智慧公路进行研讨。这对我们来说有着重大的实践研究意义。

同时紧密地围绕交通运输部办公厅发布的《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，深入贯彻落实“科技强交”的战略，提出智慧公路的建设方案，具有重大的实践研究意义：

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