羅華松 劉志宏

摘 要：結(jié)合我國(guó)智慧高速公路的發(fā)展背景與需求，對(duì)智慧高速公路進(jìn)行定義、特征分析、內(nèi)容分類;通過(guò)對(duì)三省《指南》建設(shè)內(nèi)容的對(duì)比研究，探析智慧高速公路建設(shè)內(nèi)容，針對(duì)智慧公路建設(shè)實(shí)施中的問(wèn)題，提出建議。

關(guān)鍵詞：交通強(qiáng)國(guó);智慧高速公路;數(shù)字化;感知體系;車路協(xié)同

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-6903（2022）02-0108-03

高速公路建設(shè)駛?cè)敫哔|(zhì)量發(fā)展的快車道，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)日新月異，截至2020年底，高速公路總里程達(dá)16.1萬(wàn)km，從“連線成片”到“基本成網(wǎng)”，運(yùn)行態(tài)勢(shì)良好。在建設(shè)發(fā)展過(guò)程中出現(xiàn)瓶頸制約問(wèn)題：（1）安全事故依然突出，區(qū)域性擁堵和惡劣天氣影響等阻斷事件頻發(fā);（2）部分地區(qū)面臨土地、環(huán)保等約束，新建空間有限;（3）從20世紀(jì)90年代發(fā)展起來(lái)的高速公路收費(fèi)、通信、監(jiān)控系統(tǒng)，不能完成適應(yīng)數(shù)字化、信息化等發(fā)展趨勢(shì)。建設(shè)交通強(qiáng)國(guó)，做好經(jīng)濟(jì)社會(huì)的“先行官”，滿足民眾高品質(zhì)出行的需要，智慧高速公路應(yīng)運(yùn)而生。

1智慧高速公路的發(fā)展背景

智能交通系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ITS）代表著一種較高層次的交通系統(tǒng)管理形式，其目標(biāo)是以較低的造價(jià)和較短的時(shí)間來(lái)有效解決由于社會(huì)進(jìn)步而引發(fā)的效率、擁堵、污染、資源等方面的問(wèn)題[1]。隨著大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、區(qū)塊鏈等技術(shù)與交通行業(yè)加速融合，ITS在我國(guó)呈快速發(fā)展態(tài)勢(shì)，邁向新一代智慧化發(fā)展階段。

2019年9月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》明確要推動(dòng)大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、區(qū)塊鏈、超級(jí)計(jì)算等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合，智能、平安、綠色、共享交通發(fā)展水平明顯提高，是交通強(qiáng)國(guó)發(fā)展目標(biāo)之一。2020年8月，交通運(yùn)輸部印發(fā)《交通運(yùn)輸部關(guān)于推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見(jiàn)》明確智慧高速公路建設(shè)任務(wù)，包括先進(jìn)信息技術(shù)應(yīng)用，全要素、全周期數(shù)字化水平，推進(jìn)車路協(xié)同建設(shè)，推動(dòng)公路感知網(wǎng)絡(luò)與基礎(chǔ)設(shè)施同規(guī)劃、同建設(shè)，重點(diǎn)路段實(shí)現(xiàn)全天候、多要素的狀態(tài)感知，提升在役公路維養(yǎng)快速化、自動(dòng)化、智能化水平，建設(shè)智慧路網(wǎng)云控平臺(tái)等。2021年2月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》提出，到2035年交通基礎(chǔ)設(shè)施質(zhì)量、智能化與綠色化水平居世界前列。智慧高速公路是ITS的著力點(diǎn)和發(fā)力點(diǎn)，正處于政策利好和快速推進(jìn)時(shí)期。

2智慧高速公路的概念

目前，對(duì)智慧高速公路沒(méi)有明確、統(tǒng)一的定義，但業(yè)內(nèi)越來(lái)越趨向于認(rèn)同。

智慧高速公路，是在土地資源趨近飽和的條件下，為滿足日益增長(zhǎng)的交通需求，充分利用現(xiàn)代技術(shù)，以大數(shù)據(jù)為核心，提升多源感知、融合分析、決策支持能力，實(shí)現(xiàn)人、車、路、環(huán)境的深度融合，實(shí)現(xiàn)建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營(yíng)、服務(wù)全過(guò)程數(shù)字化和智能化的高速公路。

智慧高速公路應(yīng)滿足交通出行者、交通管理者、道路運(yùn)營(yíng)方三者需求。為交通出行者提供安全、暢通、經(jīng)濟(jì)、全天候的通行條件，及時(shí)準(zhǔn)確的路況信息服務(wù)，周到舒適的娛樂(lè)、餐飲、旅游等出行服務(wù);為交通管理者提供實(shí)時(shí)和周期性交通數(shù)據(jù)信息，用于道路交通管制及優(yōu)化決策，降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高運(yùn)行效率;為道路運(yùn)營(yíng)方提供科學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析預(yù)判，提供智能化的處理控制手段，及時(shí)消除異常風(fēng)險(xiǎn)、保障路網(wǎng)安全暢通，提供量化分析指標(biāo)支撐長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)決策。

3智慧高速公路信息化建設(shè)分類

智慧高速公路信息化建設(shè)從物理位置上分為外場(chǎng)、通信、內(nèi)場(chǎng)三個(gè)部分[2]。外場(chǎng)系統(tǒng)主要作用是對(duì)車輛、道路、環(huán)境的感知;通信系統(tǒng)是連接智慧高速公路各個(gè)子系統(tǒng)的紐帶，為各個(gè)子系統(tǒng)提供與之要求相符的傳輸帶寬，傳輸安全，傳輸速率保障;內(nèi)場(chǎng)系統(tǒng)采用分級(jí)部署，總中心承載全路網(wǎng)完整業(yè)務(wù)管理，分中心布署本地視頻和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、視頻監(jiān)控管理系統(tǒng)，支撐本地路網(wǎng)監(jiān)測(cè)預(yù)警、養(yǎng)護(hù)管理、安全應(yīng)急、收費(fèi)管理業(yè)務(wù)開(kāi)展的應(yīng)用系統(tǒng)。

智慧高速公路信息化從內(nèi)容屬性上概括為基礎(chǔ)設(shè)施、應(yīng)用、信息安全三個(gè)部分?；A(chǔ)設(shè)施以支撐智慧化公路運(yùn)營(yíng)、管理服務(wù)為主，包括智慧公路運(yùn)行監(jiān)測(cè)、多網(wǎng)融合通信、高精度地圖、高精度定位、智慧能源供給、數(shù)據(jù)中心、應(yīng)用支撐平臺(tái)等;智慧應(yīng)用為實(shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)、管理的各項(xiàng)服務(wù)，主要包括智慧公路運(yùn)行管理與應(yīng)急處、出行服務(wù)、路政管理、公路養(yǎng)護(hù)、收費(fèi)服務(wù)、車路協(xié)同等;信息安全包括網(wǎng)絡(luò)安全、設(shè)備安全、應(yīng)用安全、數(shù)據(jù)安全等。

4三省《指南》智慧高速建設(shè)內(nèi)容

自2018年起，交通運(yùn)輸部啟動(dòng)了新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)，積極開(kāi)展智慧高速的探索實(shí)踐，至今已建或正建的智慧高速項(xiàng)目，涉及10多個(gè)省份，30多個(gè)路段。浙江、江蘇、山東三省在建設(shè)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，率先發(fā)布了本區(qū)域《智慧高速建設(shè)指南》。三省《指南》以需求為導(dǎo)向，指出應(yīng)結(jié)合區(qū)域特性、建設(shè)階段、工程特點(diǎn)、交通特性來(lái)確定建設(shè)內(nèi)容，在先進(jìn)性、實(shí)用性、經(jīng)濟(jì)性上達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，根據(jù)技術(shù)升級(jí)理性規(guī)劃建設(shè)時(shí)序，打造可迭代、可擴(kuò)展、可閉環(huán)的發(fā)展路徑，對(duì)智慧高速公路建設(shè)實(shí)施極具參考價(jià)值。

江蘇《指南》采用面向過(guò)程的方法，以“數(shù)據(jù)鏈”為主線，構(gòu)建數(shù)字化采集體系、網(wǎng)絡(luò)化傳輸體系和智能化應(yīng)用體系，結(jié)合業(yè)務(wù)應(yīng)用和管理需求提出三大感知、五大服務(wù)、七大管理應(yīng)用。山東《指南》采用“設(shè)計(jì)—建造—運(yùn)營(yíng)—養(yǎng)護(hù)”全壽命周期視角來(lái)解讀智慧高速，把建設(shè)前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)、建設(shè)期的施工建造、通車后的養(yǎng)護(hù)等內(nèi)容納入綜合解決方案，擴(kuò)展了智慧交通的整體外延。浙江《指南》沒(méi)有根據(jù)功能分類，直接提出九大基本應(yīng)用和四大創(chuàng)新應(yīng)用建設(shè)。

參照江蘇《指南》總體架構(gòu)，建設(shè)內(nèi)容上分為全要素感知、全方位服務(wù)、全業(yè)務(wù)管理、車路協(xié)同與自動(dòng)駕駛、支撐及保障、新技術(shù)應(yīng)用6部分內(nèi)容[3]，對(duì)三省《指南》智慧化建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行對(duì)比分析。

（1）全要素感知。從感知全面性來(lái)看，三省《指南》在信息采集上對(duì)交通運(yùn)行狀態(tài)、交通突發(fā)事件、氣象環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測(cè)取得共識(shí);但對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測(cè)，浙江指南只涉及橋隧監(jiān)測(cè)，江蘇、山東兩省的更全面，還包括道路狀態(tài)監(jiān)測(cè)、交通工程沿線設(shè)施監(jiān)測(cè)。

（2）全方位服務(wù)。結(jié)合高速公路業(yè)務(wù)需求和當(dāng)前技術(shù)水平，三省提出了可落地的服務(wù)和創(chuàng)新應(yīng)用，達(dá)成共識(shí)的有：①伴隨式信息服務(wù);②準(zhǔn)全天候通行服務(wù);③車道級(jí)服務(wù);④智慧服務(wù)區(qū);⑤自由流收費(fèi);以下分別論述。

①伴隨式信息服務(wù)?？煽醋鳛椤皬V義”的車路協(xié)同應(yīng)用。三省方案幾乎覆蓋了道路信息發(fā)布的各種渠道，包括沿線可變信息標(biāo)志、服務(wù)出行網(wǎng)站、交通服務(wù)熱線、廣播、手機(jī)短信、手機(jī)應(yīng)用軟件/小程序、微信公眾號(hào)、車載終端OBU等[4]，包含了“聲、光、色、形、圖、文”等各種信息展現(xiàn)形式，建立面向出行者的“路—車”單向通信方式，可看作為車路協(xié)同的初級(jí)形態(tài)。

②準(zhǔn)全天候通行服務(wù)。用于保障車輛在惡劣天氣、不良光線下以及復(fù)雜路段的安全行駛。在服務(wù)對(duì)象上，浙江《指南》僅用于具備智能車載終端車輛;江蘇、山東《指南》對(duì)智能車輛、普通車輛均可有效誘導(dǎo)和保障。惡劣天氣具備強(qiáng)烈地域特點(diǎn)，指南中涵蓋范圍有限，以江蘇為例《指南》主要服務(wù)于霧天、冰雪天氣，省內(nèi)常見(jiàn)還包括龍卷風(fēng)、臺(tái)風(fēng)、暴雨、雷暴、高溫等惡劣天氣，大風(fēng)會(huì)降低車輛行駛穩(wěn)定性，路面高溫會(huì)增加車輛故障率，應(yīng)同樣重視。

③車道級(jí)服務(wù)。是智慧高速路交通精細(xì)化管理的重點(diǎn)。浙江方案在交通流量大、事故發(fā)生率高路段以及在突發(fā)事件、施工養(yǎng)護(hù)、惡劣氣象情況下，通過(guò)分車道“可變限速標(biāo)志”或手機(jī)App，實(shí)現(xiàn)車道級(jí)交通控制;江蘇《指南》在此基礎(chǔ)上，擴(kuò)展了匝道控制場(chǎng)景、匝道分合流場(chǎng)景，山東《指南》進(jìn)一步擴(kuò)展了易擁堵收費(fèi)站和隧道場(chǎng)景。

④智慧服務(wù)區(qū)。通過(guò)實(shí)現(xiàn)智慧停車、集約式燈桿、智慧餐廳、智慧廁所、新能源充電、綜合信息發(fā)布等功能，提升公眾在服務(wù)區(qū)的體驗(yàn)感、獲得感、幸福感。服務(wù)區(qū)是高速公路服務(wù)提升的重點(diǎn)，從“廁所革命”到“智慧服務(wù)區(qū)”再到交旅融合的“網(wǎng)紅服務(wù)區(qū)”，把以“餐飲、超市、加油、廁所”為代表的傳統(tǒng)服務(wù)區(qū)打造成商業(yè)綜合體，實(shí)現(xiàn)由內(nèi)到外升級(jí)。

⑤自由流收費(fèi)。浙江、江蘇方案均與《交通運(yùn)輸部關(guān)于印發(fā)取消高速公路省界收費(fèi)站總體技術(shù)方案的通知》保持一致，山東方案未此部分內(nèi)容，默認(rèn)保持一致。

（3）全業(yè)務(wù)管理。面向公路全壽命周期實(shí)現(xiàn)建設(shè)管理、運(yùn)行監(jiān)測(cè)、應(yīng)急指揮、養(yǎng)護(hù)管理、收費(fèi)管理、決策支持等，將相關(guān)功能集成于云控平臺(tái)，管理人員基于同一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)“可視、可測(cè)、可控、可服務(wù)”。山東指南對(duì)智慧高速建設(shè)全過(guò)程（勘察設(shè)計(jì)、建設(shè)管理、智慧工地、智能建造）做出詳細(xì)規(guī)定[5]，而江蘇和浙江指南僅聚焦其中的建設(shè)管理提出要求;相對(duì)于江蘇指南的七大管理應(yīng)用，浙江指南沒(méi)有對(duì)應(yīng)急指揮、決策支持做專門(mén)要求，山東指南沒(méi)有對(duì)收費(fèi)管理、決策支持做專門(mén)要求。

（4）車路協(xié)同與自動(dòng)駕駛。近期重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)車路協(xié)同，支持安全輔助駕駛，遠(yuǎn)期實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)駕駛。浙江《指南》將車路協(xié)同理念貫穿全篇，定義了“準(zhǔn)全天候通行、自動(dòng)駕駛支持、貨車編隊(duì)行駛”三大場(chǎng)景，服務(wù)對(duì)象為不低于L2級(jí)的自動(dòng)駕駛;江蘇《指南》對(duì)車路協(xié)同與自動(dòng)駕駛分開(kāi)表述，明確了車路協(xié)同服務(wù)是支撐安全輔助駕駛，可以同時(shí)面向智能網(wǎng)聯(lián)車輛和L3級(jí)以上自動(dòng)駕駛;山東方案未明確車路協(xié)同場(chǎng)景，僅規(guī)定了自動(dòng)駕駛級(jí)別不應(yīng)低于L3級(jí)。

（5）支撐及保障。主要包括設(shè)施供電、融合通信、數(shù)據(jù)中臺(tái)、服務(wù)中臺(tái)，確保各類數(shù)據(jù)有效傳輸和高效處理，為業(yè)務(wù)應(yīng)用提供支撐。浙江指南將多網(wǎng)融合通信作為九大基本應(yīng)用之一單獨(dú)要求，對(duì)于數(shù)據(jù)、供電等要求均滲透到其他應(yīng)用中規(guī)定，江蘇、山東指南單獨(dú)用一章對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與治理、通信、供電等方面做出規(guī)定;在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和服務(wù)上，江蘇指南提出數(shù)據(jù)中臺(tái)和服務(wù)中臺(tái)概念，山東指南提出智能中臺(tái)概念;江蘇方案強(qiáng)調(diào)了信息安全，山東指南強(qiáng)調(diào)了電子地圖。

（6）新技術(shù)應(yīng)用;主要實(shí)現(xiàn)5G、C-V2X、云計(jì)算、邊緣計(jì)算、BIM、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生、高精度地圖、大數(shù)據(jù)、SD-WAN、物聯(lián)網(wǎng)、北斗、高分遙感、人工智能等技術(shù)在全要素感知、全方位服務(wù)、全業(yè)務(wù)管理、支撐及保障中的融合應(yīng)用，支撐高速公路智慧化設(shè)施建設(shè)與運(yùn)營(yíng)。浙江指南用通信技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)等集成應(yīng)用來(lái)概括，山東指南則統(tǒng)稱為現(xiàn)代技術(shù)。

5思考與建議

受編制實(shí)施經(jīng)驗(yàn)所限，三省指南基本是從單一路段角度考慮智慧高速解決方案，容易形成數(shù)據(jù)壁壘和信息孤島，不能充分發(fā)揮智慧化效應(yīng);應(yīng)用場(chǎng)景要實(shí)現(xiàn)連續(xù)覆蓋，形成規(guī)?；?，需要有智慧路網(wǎng)“數(shù)據(jù)鏈”的相互匹配與協(xié)同聯(lián)動(dòng)，需要從全路網(wǎng)視角來(lái)統(tǒng)籌智慧高速的頂層設(shè)計(jì)，擴(kuò)大交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)。

三省指南要求結(jié)合路段的區(qū)域特性、建設(shè)階段、工程特點(diǎn)、交通特性來(lái)確定智慧高速建設(shè)內(nèi)容，但是沒(méi)有明確量化指標(biāo)，導(dǎo)致實(shí)施中的困難。目前交通運(yùn)輸部對(duì)高速公路智慧化等級(jí)尚無(wú)劃分標(biāo)準(zhǔn)，建議結(jié)合中國(guó)智能交通協(xié)會(huì)相關(guān)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的研究思路，根據(jù)智慧高速的建設(shè)水平、感知水平、服務(wù)水平和管理水平進(jìn)行智慧分級(jí)，結(jié)合當(dāng)下技術(shù)水平，細(xì)化可實(shí)施的路徑和階段，處理好代際傳承的平滑過(guò)渡問(wèn)題，把智慧高速的理想變成可實(shí)施、可落地的現(xiàn)實(shí)。

對(duì)比傳統(tǒng)上，用高速公路車道數(shù)、設(shè)計(jì)/運(yùn)行速度、交通量、通行能力等指標(biāo)衡量高速公路服務(wù)水平，智慧高速缺少實(shí)施前后的效果對(duì)比量化指標(biāo)，交通流運(yùn)行數(shù)據(jù)沒(méi)有客觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。推動(dòng)智慧高速公路建設(shè)的發(fā)展，應(yīng)盡早建立智慧高速公路運(yùn)行狀況客觀評(píng)價(jià)體系，包括基本交通要素，道路運(yùn)行效率指標(biāo)，公路安全性評(píng)價(jià)指標(biāo)，以及其他創(chuàng)新指標(biāo)，讓出行者的體驗(yàn)感、獲得感成為衡量智慧高速是否有效的真正標(biāo)準(zhǔn)。

從三省《指南》來(lái)看，各省對(duì)智慧高速的理解和認(rèn)識(shí)未在深層次形成統(tǒng)一，凾待突破和完善。應(yīng)進(jìn)一步對(duì)智慧高速試點(diǎn)工程科學(xué)評(píng)估、歸納總結(jié)，分類制定關(guān)鍵性、基礎(chǔ)性標(biāo)準(zhǔn);堅(jiān)持標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)發(fā)展、用戶需求相結(jié)合，標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量提升相結(jié)合，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相結(jié)合，建立有利于智慧高速公路健康發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)體系。

在交通強(qiáng)國(guó)大背景下，智慧高速建設(shè)已呈蓬勃發(fā)展態(tài)勢(shì)，期待人享其行、物暢其流的未來(lái)交通早日實(shí)現(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 岑晏青.物聯(lián)網(wǎng)與新一代智能交通系統(tǒng)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2021.

[2] 中國(guó)智能交通協(xié)會(huì).T/ITS 0125-2020，智慧高速公路信息化設(shè)計(jì)[S].

[3] 江蘇省交通運(yùn)輸廳.ZJ/ZN 2020-01，智慧高速公路建設(shè)指南（暫行）[S].

[4] 浙江省交通運(yùn)輸廳.JSITS/T 0001-2020，江蘇省智慧高速公路建設(shè)技術(shù)指南[S].

[5] 山東省交通運(yùn)輸廳.SDITS/GL 2021-01，智慧高速公路建設(shè)指南（試行）[S].

Analysis on Connotation and Construction Content of Smart Expressway

LUO Huasong， LIU Zhihong

（Hubei Transportation Planning and Design Institute Co.， Ltd.， Wuhan? Hubei? 430051）

Abstract： Combined with the development background and demand of smart Expressway in China， this paper defines， analyzes the characteristics and classifies the content of smart expressway; Through the comparative study of the construction contents of the guide in three provinces， this paper analyzes the construction contents of smart highway， and puts forward suggestions for the problems in the implementation of smart highway construction.

Keywords： transportation power; smart highway;digitization; perception system; vehicle road coordination

收稿日期：2021-12-17

作者簡(jiǎn)介：羅華松（1978—），男，湖北松滋人，本科，高級(jí)工程師，研究方向：公路工程總體規(guī)劃設(shè)計(jì)。