DB13∕T 5710-2023 高速公路车道级主动控制技术规范.pdf

ICS 03.220.20 CCS P 66 13 河北省地方标准 DB 13/T 57102023 高速公路车道级主动控制技术规范 Technical specification for lane-based active traffic management of expressway 2023-05-06 发布 2023-06-06 实施 河北省市场监督管理局 发 布 DB 13/T 57102023 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 总体要求.1 5 基础数据.1 6 交通运行态势评估.3 7 交通安全风险辨识.4 8 分车道控制策略.5 9 信息发布.7 附录 A（资料性）综合交通安全风险判别.8 附录 B（资料性）信息发布示例.9 参考文献.11 DB 13/T 57102023 II 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。本文件由河北省交通运输厅提出并归口。本文件起草单位：河北省交通规划设计研究院有限公司、东南大学、自动驾驶技术交通运输行业研发中心（河北省交通规划设计院）、车路云网河北省工程研究中心、河北雄安荣乌高速公路有限公司、河北雄安京德高速公路有限公司、京雄云控（北京）智能交通科技有限公司。本文件主要起草人：何勇海、刘攀、齐树平、雷伟、李春杰、徐铖铖、李志斌、焦彦利、付增辉、韩明敏、韩雨、张凯丽、杨祥、杨阳、邱文利、侯建华、石磊。DB 13/T 57102023 1 高速公路车道级主动控制技术规范 1 范围 本文件规定了高速公路车道级主动控制的总体要求、基础数据、交通运行态势评估、交通安全风险辨识、分车道控制策略及信息发布等要求。本文件适用于新建、改（扩）建高速公路车道级主动控制系统的建设实施，运营高速公路参照执行。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 5768.2 道路交通标志和标线 GB/T 33697-2017 公路交通气象监测设施技术要求 JTG B01 公路工程技术标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。主动控制 active traffic management 为提升交通安全与通行效率，基于交通运行态势评估、交通安全风险辨识及交通状态预测，采用速度控制、车道控制、匝道控制等手段对交通状态进行的主动干预。车道级主动控制 lane-based active traffic management 为提高交通精细化管控水平，分车道实施的交通主动控制。控制策略 traffic control strategy 实施交通主动控制所采用的策略和方法。虚拟情报板（或虚拟化可变信息标志）virtual variable message sign 在数字孪生系统、智能终端中使用，具备图形、文字、语音播报等信息发布功能的非实体信息载体。4 总体要求 车道级主动控制系统建设内容应包括基础数据感知、交通运行态势评估、交通安全风险辨识、分车道控制策略和信息发布等。车道级主动控制系统应利用基础数据，实时评估交通运行态势，辨识交通安全风险，分析生成匹配实时交通运行环境的分车道控制策略，通过车道级信息发布及诱导，实现高速公路分区段、分时段、分车道实时交通管理与控制。5 基础数据 一般规定 基础数据类型包括但不限于交通运行状态、气象环境状态等数据。DB 13/T 57102023 2 交通运行状态 交通运行状态数据应包括交通流数据、交通事件等。5.2.1 交通流数据 5.2.1.1 交通流数据包括断面和车道的车流量、平均速度、时间占有率、空间占有率、车辆类型等信息，参数要求见表 1。表 1 交通流数据参数要求 数据类型 相对误差 车流量 5%平均速度 5%时间占有率 5%空间占有率 5%车辆类型 10%5.2.1.2 交通流数据采集应满足以下要求：a)数据采集支持按断面、按车道统计交通参数信息；b)数据输出间隔宜为 30s。5.2.1.3 宜通过雷达、视频等设备实时采集车辆位置、轨迹等信息。5.2.1.4 采集点位布设间距应满足：a)有条件时，应实现连续检测；b)条件受限时，直线路段不宜大于 2km，分合流、弯道、长大下坡、隧道出入口、交通拥堵常发、交通事故常发、不利天气频发等重点区段不宜大于 1km。5.2.2 交通事件 5.2.2.1 交通事件包括但不限于以下类型：a)车辆事件：交通事故、异常停车等；b)道路事件：交通拥堵、抛洒物等；c)天气事件：雾、雨、冰雪等；d)计划事件：道路施工、设备维修、道路断交、交通管制等；e)道路设施类事件：结构损坏、路面损坏等；f)环境卫生类事件：化学污染、放射性物品泄漏等。5.2.2.2 交通事件数据应实时上传，准确率96%，必要时增加人工确认。5.2.2.3 应采集交通事件位置（桩号、车道等）、发生时间、事件范围等信息。5.2.2.4 应记录并存储交通事件发生过程的图片、视频等信息。5.2.2.5 高速公路全线应设置无盲区连续覆盖的交通事件检测设备。5.2.2.6 宜采用雷达、视频等设备对交通事件进行检测，应具备交通事件自动识别能力。气象环境状态 5.3.1 气象环境状态数据应包括能见度、风速、降水量和路面状况等，性能指标应符合 GB/T 33697-2017 中 5.1 的要求，主要性能要求见表 2。表 2 气象环境状态数据性能要求 测量要素 测量范围 分辨力 最大允许误差 能见度 10m10000m 1m 10%（1500m）20%（1500m）DB 13/T 57102023 3 表 2 气象环境状态数据性能要求（续）测量要素 测量范围 分辨力 最大允许误差 风速 060m/s 0.1m/s（0.5m/s+0.03V）（V为标准风速值）降水量 雨强04mm/min 0.1mm 0.4mm（10mm）0.4%（10mm）路面状况 路面状态 一般包括干燥、潮湿、积水、积雪、结冰等 积水（水膜）深度、积雪层厚度、结冰层厚度等 0.1mm 0.1mm 0.5mm 5.3.2 数据采集输出频率不低于 1 次/min。5.3.3 结合高速公路沿线气候气象条件和地形地貌等因素，布设不同要素组成的气象环境或路面状况检测设备，布设要求如下：a)高速公路一般路段应设置全要素气象检测设备，布设间距宜为 10km20km，能见度检测设备布设间距不宜大于 5km；b)多雾路段应加密布设能见度检测设备；c)特大桥梁、长大下坡等路段宜加密布设路面状况检测设备。5.3.4 宜采用视频检测、车基反馈和第三方平台数据等多源数据融合方法，综合研判气象环境状态。6 交通运行态势评估 一般规定 交通运行态势评估应具备交通瓶颈识别、道路服务水平计算等功能。技术要求 6.2.1 交通瓶颈识别采用基于速度的识别方法。对于任意三个连续分布的检测器、+1和+2，检测器布设间距在 12km 之间，见图 1，当检测器在某一时刻采集的断面平均速度同时满足式（1）、（2）和（3）的条件，则定义在位置(,+1)间出现一个交通瓶颈。检测器检测器瓶颈位置瓶颈位置detdeti idetdeti i+1 1detdeti i+2 2通行车辆通行车辆 图1 检测器布设示意图 ()20%(2)+2(t)()40%(3)式中：检测器处的断面平均速度；+1检测器+1处的断面平均速度；+2检测器+2处的断面平均速度；设计速度。6.2.2 道路服务水平确定应符合 JTG B01 的规定。DB 13/T 57102023 4 6.2.3 交通运行态势评估频率根据需求设置，常规设置为 5min/次。7 交通安全风险辨识 一般规定 7.1.1 交通安全风险辨识应根据交通运行状态、气象环境状态等影响因素，实时判别道路交通安全风险等级。7.1.2 交通安全风险辨识重点关注分流区、合流区、交织区、瓶颈重叠区、交通事故常发路段、不利天气频发路段等。7.1.3 针对不同的影响因素，应用不同指标将路段的交通安全风险等级划分为级、级、级。其中级表示路段的交通安全风险等级高；级表示路段的交通安全风险等级较高；级表示路段的交通安全风险等级一般。交通事故风险 7.2.1 交通事故风险等级评价指标包括但不限于相邻车道速度差、相邻断面车道速度差、断面速度标准差等，常规阈值见表 3。表 3 交通事故风险等级评价指标阈值 评价指标 风险等级 速度差值 相邻车道速度差 级 速度差30km/h 级 25km/h速度差30km/h 级 20km/h速度差25km/h 相邻断面车道速度差 级 速度差30km/h 级 25km/h速度差30km/h 级 20km/h速度差25km/h 断面速度标准差 级 标准差20km/h 级 15km/h标准差20km/h 级 10km/h标准差15km/h 7.2.2 交通事故风险辨识应具备车道级解析度，更新频率不大于 5min/次。7.2.3 高等级交通事故风险辨识精确度不小于 80%。不利天气风险 不利天气风险辨识应识别雾、雨、冰雪等。风险等级常规阈值见表4。表 4 不利天气风险等级阈值 评价指标 风险等级 气象条件 雾 级 能见度50m 级 50m能见度100m 级 100m能见度200m 雨 级 降雨强度30.0mm/h，或降雨强度2.1mm/min且能见度为150m 级 15.0mm/h降雨强度29.9mm/h，或1.3mm/min降雨强度2.0mm/min且150m能见度200m 级 10.0mm/h降雨强度14.9mm/h，或0.8mm/min降雨强度1.2mm/min且200m能见度500m DB 13/T 57102023 5 表 4 不利天气风险等级阈值(续)评价指标 风险等级 气象条件 冰雪 级 积雪深度30mm或冰层厚度0mm 级 10mm积雪深度29mm 级 积雪深度10mm 综合交通安全风险 综合交通安全风险判别可参照附录A。8 分车道控制策略 一般规定 车道级主动控制系统应结合交通运行态势、交通安全风险、气象环境状态以及交通事件等数据综合判断，生成匹配实时交通运行状态的分车道控制策略。控制分级 根据控制精细化程度，车道级主动控制由低到高分为ZD1、ZD2、ZD3三级，具体分级见表5。表 5 控制分级 控制等级 控制效果 控制区段长度（km）一般适用范围 ZD1 分车道长单元动态管控 34 六车道一般路段 ZD2 分车道中单元动态管控 23 长隧道和特长隧道入口 六车道大交通量区段 ZD3 分车道细单元动态管控 12 长大下坡等事故多发路段 不利天气频发路段 交通拥堵常发路段 双向四、六车道高速公路主线分合流处 八车道全线 控制策略 8.3.1 车道级主动控制系统响应事件应涵盖车辆事件、道路事件、天气事件、计划事件、道路设施类事件、环境卫生类事件等。当路段同时发生多起交通事件时，应进行策略融合处理和协同控制。8.3.2 分车道控制策略根据控制方式分为速度控制、车道功能控制、匝道控制和硬路肩开放等。根据交通主动控制需求，多种控制方式宜协同使用。主要交通事件控制策略见表 6。表 6 交通事件控制策略一览表 事件类型 事件名称 速度控制 车道功能控制 匝道控制 硬路肩开放 车辆事件 交通事故（含车车事故、人车事故、车撞设施、车辆火灾等）-道路事件 交通拥堵 -大交通流量缓行 -连接线拥堵 -相邻断面车道速度差过大 -相邻车道速度差过大 -货车流量占比高 -DB 13/T 57102023 6 表 6 交通事件控制策略一览表（续）事件类型 事件名称 速度控制 车道功能控制 匝道控制 硬路肩开放 道路事件 抛洒物（障碍物）-天气事件 雾 -冰雪 -雨 -风 -计划事件 道路施工 -设备维修 -交通管制 半幅断交 全幅断交 道路设施类事件 桥梁、隧道等结构损坏 路基、路面损坏 自然灾害 环境卫生类事件 化学品污染 放射性物品泄漏 8.3.3 针对异常停车、异常驾驶行为、异常闯入等事件，应根据实际情况采取管控措施。8.3.4 控制策略实际应用前宜进行验证。技术要求 8.4.1 交通事件发生后，控制策略生成时间应不大于 5s。8.4.2 速度控制应满足以下技术要求：a)时间步长应不大于 2min，为 30s 的倍数；b)同一断面车道速度宜以 10km/h 为倍数调整；c)相邻断面车道速度宜以10km/h 为倍数进行平滑过渡，相邻断面车道速度差不宜大于 20km/h；d)相邻车道速度差不宜大于 20km/h；e)速度变化频率应根据驾驶员的视认距离确定，不宜频繁变化；f)大交通流量缓行事件的最低限速值不宜小于 60km/h。8.4.3 车道功能控制应满足以下技术要求：a)车道的开启与关闭应与速度控制协同使用；b)可通过设置专用车道调节交通流；c)作业区上下游范围车道控制应符合 GB 5768.4 的相关规定。8.4.4 匝道控制应满足以下技术要求：a)宜支持固定配时、分时段配时、自适应控制等信号控制方式；b)支持单匝道流量控制、多匝道流量协调控制等策略；c)应与主线速度控制、车道控制相协调，优先保障主线交通流量均衡；d)服务型互通匝道控制应与收费站的管理相适应，枢纽互通匝道控制应考虑相交道路的通行能力。8.4.5 硬路肩开放应满足以下技术要求：a)宜在紧急情况时临时开放硬路肩，开启前应经高速交警部门同意；b)硬路肩开启前应排查是否存在车辆、障碍物等影响通行的因素；c)临时开放的硬路肩宽度应不小于 3m；d)硬路肩开放持续时间宜不小于 10min；DB 13/T 57102023 7 e)交通事故等道路突发事件和不利天气情况下不宜开放硬路肩。8.4.6 基于车流量、货车流量占比等数据，可采用开启专用车道方式对货车管控，开启前应经高速交警部门同意。货车专用车道开启宜满足以下要求：a)双向六车道及以上高速公路；b)控制路段内平均当量流量高于 1500pcu/（hln）；c)货车当量流量占比不小于 50%；d)断面车流量和车辆类型等数据检测时间应不小于 15min；e)开启持续时间应不小于 15min。9 信息发布 一般规定 通过可变信息标志、虚拟情报板等形式实现分车道控制信息发布，调控交通状态，保障全线交通安全、平稳、高效运行。显示内容要求 9.2.1 根据控制策略发布需求，可采用分车道信息发布和断面信息发布方式。9.2.2 信息显示内容可采用字符、图形等形式。9.2.3 字符包含汉字、字母、阿拉伯数字等，应符合 GB 5768 的相关规定。9.2.4 图形标志应符合 GB 5768 的相关规定。9.2.5 分车道信息宜同时显示两部分内容，左侧部分显示限制速度、建议速度、禁止通行和变道等信息，右侧部分显示事件或预警图标信息，显示形式参考附录 B。设施布设要求 9.3.1 双向四车道高速公路主线一般路段可采用悬臂式可变信息标志，双向六车道及以上高速公路主线一般路段宜采用门架式分车道可变信息标志。9.3.2 匝道、服务区入口及被交路可设置悬臂式可变信息标志等适宜的发布形式。9.3.3 可变信息标志布设间距应符合车道级主动控制策略有效实施的要求。9.3.4 结合技术发展，利用虚拟情报板、沿线广播、车载广播、车载单元、“两客一危”车载终端、车载导航等方式拓展新的信息发布途径。9.3.5 主线分合流、特大桥、隧道出入口等区段，弯道、长大下坡、交织区等不良道路条件和易发生团雾路段，宜设置主动发光式安全诱导装置。DB 13/T 57102023 8 A A 附录A （资料性）综合交通安全风险判别 A.1 参照多因素组合条件下的权重值，判别综合交通安全风险。多因素组合条件下的权重值参见表A.1。表A.1 综合交通安全风险指标权重参考表 评价指标 权重值 相邻车道速度差 0.1 相邻断面车道速度差 0.2 断面速度标准差 0.2 雾 0.2 雨 0.1 冰雪 0.2 A.2 综合交通安全风险等级可采用组合权重法，根据式（A.1）计算。R=（）(A.1)式中：R综合交通安全风险指数；单项指标风险权重值；单项指标风险等级（仅考虑存在安全风险的单项指标）。A.3 综合交通安全风险等级常规阈值见表 A.2。表A.2 综合交通安全风险等级阈值 风险等级 综合交通安全风险指数 级 2/3R1 级 1/3R2/3 级 R1/3 DB 13/T 57102023 9 B B 附录B （资料性）信息发布示例 B.1 门架式可变信息标志 B.1.1 分车道显示屏 分车道显示屏设置在行车道及硬路肩正中上方位置。显示屏宜同时显示两部分内容，左侧部分宜显示限制速度、建议速度、禁止通行和变道等信息，右侧部分宜显示事件或预警图标信息，示例见图B.1。a）交通事故事件 b）大雾事件 c）货车管控 d）旅行时间（匝道门架）图B.1 分车道显示屏信息发布示例 B.1.2 条形显示屏 条形显示屏信息发布采用以下两种方式：a)交通事件预警及提示信息，示例见图 B.2 a）；b)参照分车道显示屏显示内容，示例见图 B.2 b）。a）b）图B.2 条形显示屏信息发布示例 B.1.3 组合显示屏 组合显示屏一般由条形显示屏和分车道显示屏构成，示例见图B.3。DB 13/T 57102023 10 图B.3 组合显示屏发布示例 B.2 悬臂式可变信息标志 悬臂式可变信息标志信息发布采用以下两种方式：a)断面信息：限制速度、建议速度、事件预警、信息提示等，示例见图 B.4 a）和 B.4 b）；b)分车道交通控制信息：车道封闭、车道数减少等，示例见图 B.4 c）和 B.4 d）。a）限制速度 b）信息提示 c）车道封闭 d）车道数减少 图B.4 悬臂式可变信息标志发布示例 DB 13/T 57102023 11 参考文献 1 GB 5768 道路交通标志和标线 2 GB/T 24726-2009 交通信息采集 视频交通流检测器 3 GB/T 28789-2012 视频交通事件检测器 4 GB/T 29100-2012 道路交通信息服务 交通事件分类与编码 5 GB/T 31445-2015 雾天高速公路交通安全控制条件 6 GB/T 33697-2017 公路交通气象监测设施技术要求 7 GA/T 960-2011 公路交通安全态势评估规范 8 JTG B01-2014 公路工程技术标准 9 JT/T 1032-2016 雾天公路行车安全诱导装置 10 QX/T 76-2007 高速公路能见度监测及浓雾的预警预报 11 QX/T 111-2010 高速公路交通气象条件等级 12 TCITSA 13-2021 交通事件检测 微波交通事件检测器技术规范 13 中华人民共和国道路交通安全法(2021年修订)