关于本刊   编辑机构   订阅指南   广告信息   联系本刊

智慧高速 驭风前行——智慧高速公路建设与发展聚焦
2017-12-27 《中国交通信息化》杂志 

文 / 《中国交通信息化》记者  崔雪薇

  现在的高速公路越来越“智慧”了。
  行驶在高速公路上,司机可以通过手机APP、路况提示屏、定向广播等多种方式实时掌握路况信息,避开拥堵路段;非现金收费渐成常态,ETC、手机扫码支付、闪付,方便又快捷;更令人惊喜的是,某些高速路段已实现免费Wi-Fi全覆盖,不管是乘车在公路上行驶,还是在公路周边漫步,都可以享受免费无线网络服务;甚至高速公路服务区也上了星级,进入服务区前可微信点餐,停车休息时还可通过视频监控随时关注爱车动向……
  高速公路信息化经历了数字化、网络化阶段,已迈进智慧化的大门。
  在十九大报告提出的五大强国战略中,“交通强国”占据一席,这意味着我们将开启建设交通强国的新征程。作为智能交通系统在高速公路领域的延伸,高速公路的信息化建设是实现“交通强国”的重要基础。交通运输部部长、党组副书记李小鹏也提出建设适应“交通强国”发展的智能交通体系,对智慧交通的发展提出了新的要求。
  借此东风,“2017全国智慧高速公路发展论坛”于2017年12月1日在贵阳举办,来自全国各地的业界同仁齐聚一堂,共同探讨智慧高速公路的建设与发展。

面对挑战怎么办?

  高速和安全是高速公路的两大特点,他们彼此关联又相互制约。速度的天花板在于是否安全,速度越快,安全风险就越大,速度越慢,通行能力就越差。
  国家智能交通系统工程技术中心物联网与节能减排研究室主任、副研究员蔡蕾在报告中指出,高速公路安全与运行效率的态势十分严峻。高速公路事故突发及事故严重性等问题突出,区域性拥堵、恶劣气象等阻断事件频发,突发事件影响的时空范围呈网络化扩散态势。安全行车和畅通快捷成为高速公路迫切需要解决的两大难题。
  高速公路交通事故的致死率远高于普通道路。究其原因主要由于高速公路行车速度高,一旦发生交通事故,高速碰撞释放的巨大能量足以对人员和车辆造成严重创伤,同时也容易产生二次伤害。然而,行车速度有上限,要么对高速公路进行扩建,要么多修几条复线,这些都受到用地资源的限制,不可能无限制地修下去,而且修建成本也会越来越高。
  法国交通和公路网整治科技研究所尚塔尔•德拉罗什说:“只有改变公路,才能带来交通的彻底创新。”因此,欧洲有了第五代公路计划,日本、韩国也纷纷推出了智慧道路和智慧高速公路行动计划。与此同时,我国也在积极探索智慧高速公路的建设和发展。广东省交通集团有限公司监控中心主任刘小峰指出,对于中国来说,应采取弯道超车,搞有中国特色的智慧高速公路,其核心目标是在安全的前提下提升通行效率,而车路协同能够把人工判断转化为机器判断,消除人眼、人脑极限反应时间的阈值,解决安全与高速的矛盾。因此,车路协同是智能交通系统的最新发展方向,也是智慧高速发展的重要方向。

何为智慧高速公路?

  一千个人眼中有一千个哈姆雷特。目前,业界对于智慧高速公路没有唯一、确切的定义,每个人都有不同的理解。刘小峰是这样解读智慧高速公路的。
  从狭义的角度来说,智慧高速公路就是以信息化、智能化引领高速公路管理和运营服务水平提升,积极推进云计算、大数据等现代信息技术与高速公路管理、运营服务的深度融合,全面深化高速公路信息数据的共享和开发利用,建立健全完善的监测感知体系、可靠的通信保障体系、实时的预报预警体系,实现路网“可知、可测、可控、可服务”。
  智慧先进与否的衡量标准主要包括以下几个方面:健全高速公路运行监测体系,完善通信系统设施建设,逐步建立高速公路管理信息系统和应用终端,实现多方资源共享;积极引导、培育并推动行业先进技术研发,先进科学技术在高速公路的应用水平达到稳步提升,实现高速公路管理的信息化、智能化、高效化;实现路网监测监控覆盖率达100%,路网运行实时信息可查询率达100%,ETC车道流量占比达90%以上。
  除了上述定义,我国广义的智慧高速公路还包括以下7个方面:智能标志、标线,路况及环境监测、诊断与预警,道路设施养护健康监测,先进的道路能源网络,新结构新材料,ITS综合服务基站,智能车路协同。其中,先进的道路能源网络包括能源互联与转化、能源回收、能源再生;新结构新材料采用更耐久、安全、降噪、绿色的路面材料及铺设技术,使用更先进的结构设计,具有损伤自愈及自清洁能力;ITS综合服务基是区域数据采集、存储、通信、信息处理、本地控制、供电网络的枢纽;智能车路协同以传感器、物联网、蜂窝通信、V2X车路协同技术、雷达、视频监控、人工智能为技术支撑。

如何构建智慧体系?

  一、五大业务

  智慧高速公路主要包含五大业务模块:智慧感知、智能传输、智慧管理、智慧服务、智能收费,如图1所示。交通运输部公路科学研究院研究员盛刚从这五个方面介绍了智慧高速公路的业务体系,他们彼此关联又相互独立,每一块业务都有自己的体系和发展目标。从图1可以看出,高速公路中产生的实时数据信息首先被智能感知系统采集,经过智能传输后,加以智慧管理,最终形成具体的、面向用户的智慧服务。在这个过程中,智能收费也是必不可少的一个分支。   
  智慧感知
  基于物联网、“互联网+”等新技术构建全面路网状态感知体系。发展目标:准确、实时、透彻、全面掌握高速公路运行状态;掌握每段路、每辆车、每个结构物的状况。评判指标:准确率、实时性。
  智能传输
  基于新一代传输技术,构建大带宽、高稳定的泛在传输体系。发展目标:构建以稳定、大带宽的高速公路通信专网为核心,以无线网、移动网、公网为辅助的传输体系,实现网络管理智能化。评判指标:故障率、稳定性。
  智慧管理
  搭建强大、高效、智能的综合管理平台体系。发展目标:建立省级统一智慧管理平台,达到功能完善、运行智能、管理高效的效果;实现业务流程与应急处置的可视化、移动化、智能化、全过程精准管理。评判指标:响应时间、实用性、可靠性。
  智慧服务
  基于“互联网+”、移动网络等构建全媒体矩阵的公众信息服务体系。发展目标:建设准确、及时、易获取、易识别的公众服务体系;随需而动、随需而获。 评判指标:及时性、易获取性。
  智能收费
  基于特征识别、通信、移动、北斗等构建智能收费体系。发展目标:建设收费准确、快速通过的智能收费系统,最终实现自由流收费;实现无人化、无感化、自动化、准确化、快速化、便捷化。评判指标:通过率、通过时间、非现金使用率。

  二、四大保障

  四大保障体系在智慧高速的建设中很容易被忽视。很多项目在运行一段时间后,系统就出现各种各样的问题,归根结底,就是保障机制出了问题。正如盛刚所认为,保障体系的构建在智慧高速项目的建设中至关重要。智慧高速的保障机制分为标准规范、安全保障、运营维护、考核保障四个方面。 
 
  标准规范:无规矩不成方圆,智慧高速的建设同样需要标准和规范的引导,使技术发展有一个清晰的脉络,而不是东奔西跑,各走各的。
  安全保障:互联网等跨行业技术的应用带来了安全问题,同时,安全法的公布又将安全问题上升至法律层面,进一步促使行业将安全保障提上日程。
  运营维护:机电工程的运营维护侧重于收费,而智慧高速的运营维护则侧重于服务,进入智慧化时代,运营维护在经费的使用和管理方面都会发生变化。
  考核保障:缺少管理是很多省份在智慧高速建设中存在的问题,也是行业需要迫切解决的问题,为了使系统发挥最大效用,需要考核机制来约束和监督管理人员对项目进行高效管理。
  蔡蕾还将智慧高速体系进一步细化为6项基础设施、7项服务、8项关键技术。6项基础设施作为底层建设,支撑着上层7项服务和8项关键技术的发展。6项基础设施包括:高速通信网、云路网中心、智慧路侧基站、应急响应服务设施、位置服务基础设施、充电设施。7项服务包括:路网协调管控、安全驾驶支持、综合出行信息、服务区综合服务、电子收费与支付、绿色公路、资产管理。8项关键技术包括:DSRC车车/车路通信、高精度定位及地图、安全认证、无人机监测与处置、精细化气象与环境预警、自由流电子收费、移动/快速充电、交通大数据分析。

先行成果有哪些?

  2012年,浙江省在全国率先启动智慧高速公路计划;2014年,云南省、湖南省也相继开展了智慧高速公路建设,江苏、河北、河南等省份紧随其后。五年来,各地给予了充分重视,大力发展并应用物联网、大数据、云计算、移动互联网等新技术、新理念,一些省份先行先试,在智能监测、智能传输、智慧服务、应急处置、智能收费等领域取得了重大突破,在路网运行安全、行驶畅通舒适、公众服务水平、道路管理水平等方面也上了一个新台阶。
  河南省
  河南省采取高处着眼,加强规划引领;细处着手,加快项目推进;实处着力,注重整体效能提升的做法,智慧高速建设成果丰硕。在公共服务水平方面,ETC用户达到175万,客车ETC使用率达到30.54%;货车非现金支付方式2016年底开通使用;全省311个高速公路收费站开通移动支付,1211条出口车道安装了扫码设施;12328服务监督电话实现部省市(县)三级联网,月均受理业务近5万件;搭建了“畅行中原”微信平台,服务用户200万余次;智慧服务区实现了车辆智能检测记录、车辆智能诱导、安防监控等功能。在信息资源开放共享方面,与郑州等城市建立了公交、地铁、出租及其他信息共享交换机制;实现了两客一危、施工阻断、行政执法等信息部省市(县)三级互通;与公安、气象、应急等部门建立了信息共享机制;通过部出行云平台,将基础公路网、班线客运和郑州出租等数据信息向社会共享开放。在网络信息安全保障方面,建成了24小时不间断互联网舆情监测系统和信息网络监测预警系统。
  河北省
  河北省应用交通大数据云平台,实现了对全省64条路段、458个收费站的运行状况实时监控分析、路况关联分析以及各种因素对路况的影响分析;针对其雾霾污染严重的情况,实现了对雾霾能见度的实时监控测算,利用高速公路监控视频,智能分析并实时判断雾霾能见度等级变化,为高速交警交通管制的实施和解除提供实时决策参考;河北省96122服务热线于2017年6月上线,支持960路同时接入,日最高呼入量达47.3万个,话务总量达到6627万个,为用户提供个性化、智能化的服务,引导用户分流,且能够根据用户经纬度坐标,向用户提供附近的高速路况、收费站、服务区等信息;中国交通广播河北FM101.2于2017年10月12日正式开播,全省同频覆盖11地市,以河北高速路况信息为主线,突出高速路况服务的特点,不间断播出即时高速路况信息,24小时随时插播突发路况。
  江西省
  2017年9月23日,江西省首条智慧高速公路——宁定(宁都至定南)高速公路智慧高速项目建成并投入试运行。依托宁定智慧高速的建设,江西省建立了一套实用的智慧交通系统平台——宁都至定南智慧高速综合运营管理服务平台,该平台从区域管理中心实际出发,满足了区域路网的运行监测、突发事件处置以及出行服务的需要;通过对原有各分散应用系统的整合,实现了数据及业务的统一;通过手机报警自动定位、区域资源统一调度,实现了应急指挥救援过程的图形化、进度化,使调度救援进展一目了然;配套了应急指挥APP、北斗卫星系统、无人机,可实现对事件点的无死角全覆盖。下一步,该平台将以提高路况拥堵分析准确性、优化高速公路分流方案、增强区域高速公路路网协同为重点,继续打造江西省智慧高速公路。
  贵州省
  贵州交通认真贯彻落实习近平总书记“贵州发展大数据确实有道理”的重要指示精神,积极建设大数据工程,实现了省公安厅交管局、省气象局、省旅发委、高德等政府与企业之间的数据共享和交换;与云南、四川、重庆、陕西、湖南、湖北实现了行业数据的跨省共享。此外,开发了“黔通途”APP,提供一站式服务;搭建了物流公共信息平台,以支持“货车帮”的发展。总体而言,贵州省智慧高速公路的建设围绕“7个一”工程展开,即一套感知体系、一张行业专网、一个云数据中心、一令通、一号通、一卡通、一点通。
  各省智慧高速的建设离不开企业的支持与协作,BAT等互联网企业积极推进云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新技术的研发和应用,通过与地方政府合作,助力智慧高速公路的建设与发展。
  阿里云在杭州中河高架万松岭北至鼓楼中间进行了视频智能巡检试验,3500路球机监控替代人工巡逻,360度24小时自动巡检,试运行以来,视频监控自动发现事件19200起;在苏州落地实施了交通事件智能检测项目,可成功检测高架路上的非机动车、大货车闯禁现象并自动报警,避免发生交通事故,提升交通治理效率。阿里云大数据计算服务(ODPS)为浙江省交通厅未来路况预测项目提供了分析支持,对于近1300千米的高速路段,ODPS可在20分钟内完成历史数据分析,10秒钟完成实时数据分析,在高速公路上对未来路况预测方案做了60分钟预测测试,准确率达到90%+,在城市路网应用的准确率达到82.54%+。

“智慧”之路在何方?

  高速公路的发展智慧日增,各省建设成果显著。但智慧高速建设总体上还处于初期阶段,标准规范才刚起步,行业建设、管理经验仍然缺乏,建设模式仍需大胆突破,运营和维护等也需要加强探索。为了合理应对智慧高速公路在未来建设中面临的重重考验,盛刚给出了几点建议。
  1、转变新时代理念。进入智慧化建设新时代,要“解放思想”,转变理念,不能以机电工程的理念看待智慧高速,要避免走回头路,无论是建设模式、管理模式,还是招标模式、采购模式等,都要慢慢适应新时代的发展。
  2、重视技术的选择。各省的建设情况和体制各不相同,且不是短期内可以改变的,因此,在关注先进技术的同时,更应根据各省的自身特点、宽容度选择适合的技术,而不是一味选择最新的技术。
  3、把好实施第一步。对于智慧高速项目的实施,迈出第一步至关重要,且第一步一定要产生巨大的效应,让行业人士震惊,使社会有强烈的反响,这样才能更好地推进第二步和第三步。
  4、选择好合作单位。合作单位的选择往往容易被忽视,然而在实际工作中,无论是施工单位、软件单位,还是产品单位、设计单位的选择,都不像看起来那么简单。合作单位的选择没有规矩可循,而且关系到整个工程的落地质量和使用效果,需要被重点关注。
  5、制度与考核并举。有效的考核形式是使新技术达到预期效果的重要保障,从某种角度来说,甚至比技术的选择更重要。只有制度完善,考核措施合理、有效,相关链条的价值才能得到充分发挥。
  6、把人才作为核心。“云大物移”等新型科技的发展日新月异,需要相应领域的专家、人才来研发、落地,人才是实现交通强国的关键,应把人才培养、引进作为一个持续发展的长期战略。
  万里长征才走完第一步,智慧高速公路的发展任重而道远。如专家们所说,智慧高速公路将围绕三个核心“安全、快捷、服务”,着重四个建设“智能基础设施、智能与自动驾驶车辆、智能管理云平台、基于‘互联网+’的智能服务体系”,向“路网运行更安全畅通、公众出行更便捷愉快、交通管理更高效智能、智慧道路更绿色经济”的方向跃进。智慧交通以风雷之势席卷全球,新的技术进展和新的出行方式,快速改变着人们的生活。智慧高速公路是智慧交通的重要细分领域,政府高度重视,行业迫切需求,技术支撑引领,我们相信,长风破浪会有时,智慧高速公路定能披荆斩棘,驭风前行!(原文刊载于2017年第12期《中国交通信息化》杂志上)

版权所有:中国交通信息化杂志社  技术支持:中国公路网