如何讓既有高速公路更具智慧

文/圖 河南省交通規劃設計研究院股份有限公司 河南交通運輸戰略發展研究院 李昂

放眼未來，智慧高速公路將是當前和今后一段時間高速公路建設的重要方向，對現存高速公路進行逐步遞進的智慧化提升改造，是實現高速公路智慧化的重要發展思路。那么，什么是智慧高速公路？如何提升現有高速公路智慧化水平？探索出切實可行的模式與技術路線，以支撐智慧高速公路更好更快地建設發展，這些關鍵問題亟需探索解決。

近年來，隨著國家高速公路的不斷建設發展，我國已建成了全球規模最大的高速公路網，對經濟社會發展起到了至關重要的支撐作用。就河南省來說，截至2020年底，全省高速公路網通車里程達7100公里，至2025年“十四五”末，高速公路通車里程將新增3000公里，總里程達1萬公里以上。高速公路“內聯外通”骨架網絡基本形成，覆蓋廣度、通達深度、暢通程度及服務水平顯著提升。

2018年2月，北京、河北、吉林、江蘇、浙江、福建、江西、河南、廣東八省一市入選新一代國家交通控制網和智慧公路的試點地區，面向基礎設施數字化、大數據應用等六個方向開展智慧高速試點建設，在全國掀起了智慧公路建設的高潮；2019年9月印發的《交通強國建設綱要》明確提出推動新一代信息技術、人工智能、大數據等前沿科技與交通行業深度融合是智慧交通發展的方向；2020年8月，交通運輸部印發《關于推動交通運輸領域新型基礎設施建設的指導意見》，明確了交通運輸領域新型基礎設施建設的主要內容，提出打造包括智慧高速在內的融合高效的智慧交通設施，深化不停車收費、車路協同、狀態感知等智慧公路技術應用。

智慧高速的概念

目前，有關智慧高速的概念眾說紛紜，并沒有統一標準。但對于智慧高速“云邊端”的總體構架已基本形成共識。行業認為，智慧交通應該是應用5G、北斗定位技術、云計算、大數據等新一代信息通信技術，全面感知、分析、整合和處理交通運行各類信息，以數據資源驅動創新發展，提升交通規劃、建設、管理和服務智慧化的新理念和新模式。

未來，“聰明的車+智慧的路”將成為智慧高速的鮮明特征，這里“聰明的車”是指具備信息交互能力的自動駕駛汽車，“+”即車路協同技術，通過它們進而實現高速公路更加安全、快速、綠色的運行。

智慧高速的應用場景

基于數字孿生的全生命周期管理

基于“GIS+BIM”技術、遠程監控量測設施和大數據分析技術，通過數字模型實現道路狀態監控、設備管理、場景仿真，為道路后續運行、改進和維護提供精準、實時、個性化的決策，實現道路系統全生命周期管理。

全天候通行

通過霧天行車引導系統控制車輛間距和行車速度保證霧天行車安全；采用特殊路面材料降低路面結冰點或配備自動噴灑融雪劑裝置，解決冰雪天氣路面結冰問題等。

自由流收費

在現有ETC門架全國聯網收費系統的基礎上，結合北斗、5G等技術，實現車輛行駛路徑精確識別，建立現有ETC收費系統的逃票稽查系統，在不停車收費的基礎上實現不減速收費，進一步提升運行效率。

主動及時管控

通過交通流監控主動、及時發現異常情況，通過信息服務系統或沿線交通信息指示牌及時通知上游車輛并加以合理引導，避免次生事故發生，保障運輸安全，緩解交通擁堵。

快速精細救援

提高事故發現速度，精確定位事故地點，結合沿線救援設施布局，快速高效實施救援，保障人民群眾安全和后續交通運輸穩健運行。

伴隨式信息服務

通過智能終端實現伴隨式信息服務，實時發布交通引導、管控措施方案，為車輛提供沿線服務區服務信息，提高管控措施實施效果、信息服務水平，引導出行人合理安排出行方案。

智慧服務區

依托智慧高速數據采集和分析能力，深度挖掘用戶需求，打造智慧型服務區一體化的管理平臺，通過信息推送手段向公眾提供路況、預約、便捷服務等，滿足公眾出行服務需求；以服務區為高速公路樞紐節點，向客流運行提供指揮、保障、緊急醫療救助等服務，為惡劣天氣、突發事件提供應急指揮和緊急救助，滿足服務區運營監管、應急決策需要。

車路協同自動駕駛

自動駕駛是近幾年各大車企和交通行業的重點研究方向，在路段沿線配置智能感知設施和車路通信設施，協同開展自動駕駛，不僅能夠提高自動駕駛車輛的安全性，還能提高道路運輸效率。特別是對于長途貨運來說，自動駕駛技術能夠節約司機成本、降低交通事故率，從而提高行業運營效率。

除以上列舉的應用場景外，智慧高速公路應用場景還包括自動駕駛貨車編隊、車道精準管控、智慧隧道等。

現有高速的智慧化提升改造

眾多的智慧高速應用場景，在現有高速公路智慧化提升改造中都需要實現嗎？都適用嗎？是不是全部實現了才叫智慧高速？答案是否定的。業內認為，現有高速公路智慧化提升改造要符合高速公路自身特點和功能定位，因地制宜，量力而行，并結合不同類型高速公路提出智慧化提升思路。

城市通道

從服務城市角度出發，連接主要城市間的智慧高速公路應立足全線，圍繞“全要素實時運行感知、全融合安全傳輸網絡、全環節數字云控平臺、全過程伴隨信息服務、全天候智能安全通行”等方面開展最高層規模建設。全線車道級管控，提升通行效率；突出通道誘導平衡交通，實現交通最優運行；實施5G覆蓋，開展車路協同無人駕駛示范應用，打造示范引領名片。

繞城高速

基于繞城高速公路具有緩解城市交通壓力、分流車輛、承載一定規模的同城不同區域間的交通轉換功能，智慧高速公路建設應側重對交通運行狀態的實時感知，通過共享交換城市快速路等城市交通信息，大數據分析未來一段時間路網級交通態勢，借助互聯網媒介、信息發布屏、交通廣播及智能車載終端等途徑為公眾提供伴隨式信息服務。

物流通道

基于物流通道重載交通占比較高，智慧高速公路建設應側重對貨運車輛的在途管控、基礎設施結構健康監測，以及智慧化養護等內容。一方面通過統計所有駛入路段的車牌、車型、軸載、進出時間、行駛區間等信息，形成“一車一檔”，并同步采集路面損傷和橋梁等重要結構的健康信息數據，分析重載交通對路面和橋梁結構的影響，科學指導養護計劃；另一方面對貨車開展在途管控，加強對貨車長期占用超車道、超速、異常低速等不規范駕駛行為的監管和警示，綜合提升物流通道的形成秩序和通行效率，保障行車安全。

旅游高速

針對沿線景區資源豐富的高速公路，應側重公眾出行服務，改善出行體驗。加強與旅游景區、相關干線公路的數據交換共享，協調統籌高速公路收費站、服務區資源；借助互聯網媒介、全彩信息發布屏、交通廣播及智能車載終端等途徑為公眾提供伴隨式信息服務，發布周邊景區客流信息；開展智慧服務區建設，配套建設智能停車、智能衛生間等設施提升服務品質，試點建設景區全息講解設施，改善公眾出行體驗，帶動地方旅游經濟發展。

山區高速

山嶺重丘區高速公路的橋隧比較高，且一般地處偏遠，其環境易受天氣和周邊地理環境影響，出現團霧、黑冰、橫風等惡劣氣象的可能性較大，給交通運行造成一定的風險隱患。智慧高速公路建設應以實現全天候安全通行為目標，通過開展不良環境的全要素實時感知，建立匹配路段實際情況的氣象環境預測模型，精確預測惡劣氣象環境發生區段和時間等，及時采取安全保障措施，并利用霧天行車誘導設施、路面智能除冰融雪設施、橫風預警發布設施，保障車輛安全通行。

智慧高速建設不僅是高速公路信息化建設的延續，更是高速公路高質量發展的一個必然階段。目前智慧高速公路尚無完善的架構體系和標準規范，直接將新建高速公路建設為完善的智慧高速公路難度較大。因此，對現有高速公路進行符合自身特點、功能定位的專項智慧化提升改造，將成為未來一定時期智慧高速公路建設的重點任務。