智慧公路如何引領(lǐng)時(shí)代變革

          2 月的倒數(shù)第二日，交通運(yùn)輸部發(fā)布了《關(guān) 于加快推進(jìn)新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)的通知》（以下簡(jiǎn)稱“通知”），決定在北京、河北、吉林、江蘇、浙江、福建、江西、河南、廣東九?。ㄊ校?，加快推進(jìn)新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)。

　　何謂智慧公路？其優(yōu)勢(shì)、亮點(diǎn)有哪些？如何建設(shè)智慧公路，建設(shè)到什么程度才算智慧？目前有哪些智慧公路已經(jīng)開建？九?。ㄊ校┳鳛樵圏c(diǎn)，可窺見未來(lái)行業(yè)智慧交通發(fā)展的哪些趨勢(shì)？……

智慧出行 “牛皮鞋”還需智慧路

　　說(shuō)起智慧公路，我們可以先看這樣一個(gè)笑話：古時(shí)候有一位生活奢侈的國(guó)王，他覺得赤腳走在道路上很痛苦，下令要在宮殿內(nèi)外鋪滿牛皮地毯，好方便他四處巡視。但這樣做需要花費(fèi)很多錢，讓大臣們非?？鄲?。一位大臣靈機(jī)一動(dòng)，剪了兩片牛皮貼在國(guó)王腳下，巧妙解決了這個(gè)問題，還順便發(fā)明了鞋子。

　　同樣的道理可以應(yīng)用在自動(dòng)駕駛和智慧公路上。自動(dòng)駕駛的終極目的是讓人們更快、更方便的到達(dá)目的地，把全國(guó)的公路都做成自動(dòng)傳送式的履帶自然是一種理想的方式，但這樣的成本是不可想象的。于是我們有了牛皮鞋——自動(dòng)駕駛汽車。

　　但理想加入AI 技術(shù)的智慧物聯(lián)網(wǎng)的駕駛方式是，每一輛汽車之間都有車輛網(wǎng)裝置，了解對(duì)方下一步行動(dòng)是什么，減少出現(xiàn)剮蹭的出現(xiàn)。交通標(biāo)志、信號(hào)燈、過路等設(shè)施都通過信號(hào)發(fā)送實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行。道路甚至可以通過改變溫度、形態(tài)來(lái)對(duì)應(yīng)天氣變化……這一切光靠自動(dòng)駕駛汽車是實(shí)現(xiàn)不了的。

　　在交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院北京交科設(shè)計(jì)院教授級(jí)高級(jí)工程師盛剛看來(lái)，智慧高速公路的特征是與云計(jì)算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路透徹全面、實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的感知，掌握每段路、每輛車和每個(gè)結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)狀并精準(zhǔn)預(yù)測(cè)發(fā)展趨勢(shì)；這些感知到的數(shù)據(jù)要通過穩(wěn)定、大帶寬高速公路通信專網(wǎng)進(jìn)行傳輸。

　　簡(jiǎn)言之，這將是交通行業(yè)與人工智能、新能源產(chǎn)業(yè)深度融合的“黑科技”，它可以實(shí)現(xiàn)諸多功能：

　　——智慧公路兩側(cè)，將架設(shè)5G 通信技術(shù)設(shè)備，提供極低延時(shí)寬帶無(wú)線通信。開車用WiFi再也不是夢(mèng)。

　　——路面光伏發(fā)電和移動(dòng)式的無(wú)線充電。公路就是一個(gè)大的充電器，電動(dòng)車可以一邊跑一邊充電。

　　——公路、橋梁、隧道可以自己感知、分析安全狀態(tài)，并發(fā)出預(yù)警。也就是說(shuō)，再也不會(huì)出現(xiàn)那種車開著開著，前面橋梁突然塌了的事情。

　　——實(shí)行大數(shù)據(jù)和智能管理。比如，可以根據(jù)車輛特征識(shí)別完成移動(dòng)支付。也就是說(shuō)，開一公里路就會(huì)自動(dòng)收一公里的錢，不需要再建收費(fèi)站。

　　——實(shí)現(xiàn)利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)完成道路上各事物的監(jiān)測(cè)和通信。

　　在此基礎(chǔ)上，在整個(gè)交通運(yùn)輸領(lǐng)域構(gòu)建充分利用物聯(lián)網(wǎng)、空間感知、云計(jì)算、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，綜合運(yùn)用交通科學(xué)、系統(tǒng)方法、人工智能、知識(shí)挖掘等理論與工具的智慧交通體系。以全面感知、深度融合、主動(dòng)服務(wù)、科學(xué)決策為目標(biāo)，通過建設(shè)實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)信息服務(wù)體系，深度挖掘交通運(yùn)輸相關(guān)數(shù)據(jù)，形成問題分析模型，實(shí)現(xiàn)行業(yè)資源配置優(yōu)化能力、公共決策能力、行業(yè)管理能力、公眾服務(wù)能力的提升，推動(dòng)交通運(yùn)輸更安全、更高效、更便捷、更經(jīng)濟(jì)、更環(huán)保、更舒適的運(yùn)行和發(fā)展，帶動(dòng)交通運(yùn)輸相關(guān)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、升級(jí)。

　　那么，怎么建設(shè)智慧公路，建設(shè)到什么程度才算智慧？

　　在《通知》中，為推動(dòng)新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)及智慧公路試點(diǎn)有序開展，防止試點(diǎn)同質(zhì)化、碎片化，交通運(yùn)輸部列出了試點(diǎn)主題，指出重點(diǎn)但不限于基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、路運(yùn)一體化、車路協(xié)同、路網(wǎng)綜合管理六個(gè)方向。

　　如果將“智慧公路”比作一個(gè)人，大腦相當(dāng)于云計(jì)算與大數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)，小腦相當(dāng)于是交通協(xié)同控制系統(tǒng)，肢體就是行動(dòng)系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是通信傳輸系統(tǒng)等，那么和人一樣，智慧高速公路的“智慧”也應(yīng)該是一個(gè)不斷進(jìn)化的過程。

　　廣東省高速公路監(jiān)控中心副主任梁華表示，城市智慧公路的建設(shè)，差距很大，格局還不夠高，認(rèn)識(shí)還不到位?！皩?shí)際上，我們離智慧公路還有很大的差距，大腦在發(fā)育，小腦不夠發(fā)達(dá)，感官還有缺失，肢體有待健全，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要完善?！?/span>

　　目前，行業(yè)交互平臺(tái)與運(yùn)營(yíng)平臺(tái)共約三十七家。平臺(tái)必須具有用戶管理和訂購(gòu)管理和獨(dú)立的計(jì)費(fèi)系統(tǒng)，而目前的很多平臺(tái)尚沒有完善支撐，如果使用其數(shù)據(jù)，實(shí)際上難度很大。大數(shù)據(jù)并不等于大量數(shù)據(jù)，如一些車流量審計(jì)，城市車輛的流向圖等。實(shí)際上，大數(shù)據(jù)的最大價(jià)值在于實(shí)時(shí)的洞察和預(yù)測(cè)。

　　公路如何智慧起來(lái)？

　　據(jù)悉，幾年前國(guó)內(nèi)外關(guān)于智慧公路就已經(jīng)有所設(shè)想，但由于投資巨大、涉及國(guó)家級(jí)基礎(chǔ)設(shè)施，普通的企業(yè)和廠商很難單純依靠自己的力量推進(jìn)智慧公路。

　　2017 年9 月，江西的寧都至定南高速公路智慧高速項(xiàng)目投入試運(yùn)行，這條智慧高速的特點(diǎn)可以被總結(jié)為“智行”和“智感”。

　　“智行”即在車輛行駛的過程中加入更多智慧、互聯(lián)的元素，如服務(wù)區(qū)覆蓋免費(fèi)Wi-Fi，建立平臺(tái)運(yùn)營(yíng)軟件，讓駕駛者可以通過自助服務(wù)終端查詢路況。同時(shí)結(jié)合北斗衛(wèi)星的定位技術(shù)，整合手機(jī)定位報(bào)警、路況預(yù)判、分流預(yù)案等等。“智感”則是在道路中加入更多傳感器，通過對(duì)數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)來(lái)方便出行、保障安全。

　　舉個(gè)例子，貨運(yùn)車輛常常被視為高速路上的危險(xiǎn)因素，因其負(fù)重較重，橫跨地域有溫差，易造成胎壓不穩(wěn)定，出現(xiàn)爆胎的情況。江西的智慧公路在高邊坡、隧道及霧區(qū)等特殊路段布設(shè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)車流情況和經(jīng)過貨車的速度、胎壓、胎溫、車廂溫度情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以減少類似情況的發(fā)生。

　　當(dāng)然，和理想中的智能公路相比，江西的這條公路還屬于非常非常初級(jí)的Beta 版本。在智能公路的公認(rèn)定義中，除了智行和智感，還需要“智控”和“智決”。即把道路的管控建立在車流、天氣等因素的數(shù)據(jù)之上，結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)形成自動(dòng)決策。如在惡劣天氣時(shí)自動(dòng)變化速度限制，根據(jù)往期節(jié)日車流量信息在節(jié)日開始前就向車主發(fā)送躲避擁堵信息，隨著情況變化加入潮汐車道、啟用應(yīng)急車道等等。

　　3 個(gè)多月后，山東濟(jì)南國(guó)內(nèi)首段光伏高速公路南繞城高速正式通車。這條太陽(yáng)能公路里程長(zhǎng)、造價(jià)低、實(shí)用性強(qiáng)，設(shè)計(jì)荷載采用現(xiàn)行國(guó)家公路標(biāo)準(zhǔn)，且設(shè)計(jì)使用壽命、路用性能各項(xiàng)指標(biāo)均高于現(xiàn)有瀝青混凝土路面，可以說(shuō)是集夢(mèng)想與現(xiàn)實(shí)于一體的一段高科技公路。

　　鋪設(shè)了光伏路面的濟(jì)南南繞城高速

　　據(jù)了解，這段光伏高速公路可滿足太陽(yáng)能發(fā)電、公路變成“充電寶、融化路面積雪等功能?！薄疤?yáng)能公路”的秘密武器在于高速公路最上面一層鋪設(shè)了類似毛玻璃的半透明新型材料，摩擦系數(shù)較高。陽(yáng)光穿過時(shí)，路面下的太陽(yáng)能電池將把光能轉(zhuǎn)換成電能。而在路面下預(yù)留了電磁感應(yīng)線圈，隨著電動(dòng)汽車無(wú)線技術(shù)的配套使用，可實(shí)現(xiàn)電動(dòng)汽車在行駛過程中充電。同時(shí)，“太陽(yáng)能公路”還能將光能轉(zhuǎn)化為熱能，消去道路冰雪，保障出行安全。

　　而浙江省也已經(jīng)開始建設(shè)全國(guó)首條“超級(jí)高速公路”，預(yù)計(jì)2022 年杭州亞運(yùn)會(huì)前通車。

　　這條超級(jí)高速公路——杭紹甬高速公路全長(zhǎng)為161 公里，采用雙向六車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，項(xiàng)目總投資約96.9 億元。杭甬高速?gòu)?fù)線寧波段一期將在年內(nèi)開工。據(jù)悉，該公路將具備智能、快速、綠色、安全的四大要素。

　　智能方面，杭紹甬高速公路將構(gòu)建大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智慧云控平臺(tái)，通過智能系統(tǒng)、車輛管控，有效提升高速公路運(yùn)行速度；快速方面，中國(guó)高速公路目前最高限速在120 公里/ 小時(shí)，而超級(jí)高速公路的最高限速將突破120，達(dá)到130、140 脈，甚至更多；綠色方面，與濟(jì)南南繞城高速類似，杭紹甬高速期望通過太陽(yáng)能發(fā)電、路面光伏發(fā)電，為電動(dòng)車提供充電服務(wù)。后期還可實(shí)現(xiàn)“移動(dòng)式無(wú)線充電”，電動(dòng)車主可以“邊開車邊充電”；安全方面，超級(jí)高速公路未來(lái)將寄托高精定位、車路協(xié)同、無(wú)人駕駛等綜合接入系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)零死亡。

　　九?。ㄊ校┕舶l(fā)力 “領(lǐng)路”智慧交通發(fā)展

　　按《通知》要求，北京等九省（市）將作為加快推進(jìn)新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)，實(shí)際上，這并不是將不同的餅子放進(jìn)同一個(gè)車路協(xié)同 模具，而是行業(yè)布局智慧交通發(fā)展的規(guī)模式嘗試。

　　據(jù)悉，北京、河北、河南、浙江將重點(diǎn)應(yīng)用三維可測(cè)實(shí)景技術(shù)、高精度地圖等，實(shí)現(xiàn)公路設(shè)施數(shù)字化采集、管理與應(yīng)用，構(gòu)建公路設(shè)施資產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)；選取橋梁、隧道、邊坡等，建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施智能監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施安全狀態(tài)綜合感知、分析及預(yù)警功能。

　　北京、河北、廣東重點(diǎn)基于高速公路路側(cè)系統(tǒng)智能化升級(jí)和營(yíng)運(yùn)車輛路運(yùn)一體化協(xié)同，利用5G 或者拓展應(yīng)用5.8GHz 專用短程通信技術(shù)，提供極低延時(shí)寬帶無(wú)線通信，探索路側(cè)智能基站系統(tǒng)應(yīng)用，選取有代表性的高速公路，以及北京冬奧會(huì)、雄安新區(qū)項(xiàng)目，開展車路信息交互、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及預(yù)警、交通流監(jiān)測(cè)分析等。

　　江西、河北、廣東重點(diǎn)建設(shè)北斗高精度基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)北斗信號(hào)在示范路段( 含隧道) 的全覆蓋，在災(zāi)害頻發(fā)路段實(shí)施長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)與預(yù)警；探索開展基于北斗高精度定位的高速公路通行費(fèi)收費(fèi)應(yīng)用研究，強(qiáng)化技術(shù)儲(chǔ)備。構(gòu)建基于北斗的高速公路應(yīng)急救援一體化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛人員的迅速定位與救援力量的動(dòng)態(tài)調(diào)度和區(qū)域協(xié)同。

　　福建、河南、浙江、江西構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的高速公路運(yùn)營(yíng)與服務(wù)智能化管理決策平臺(tái)，應(yīng)用在區(qū)域路網(wǎng)綜合信息采集、運(yùn)營(yíng)調(diào)度、收費(fèi)、資產(chǎn)運(yùn)維養(yǎng)護(hù)、公眾信息服務(wù)、應(yīng)急指揮。

　　利用無(wú)人機(jī)等移動(dòng)手段，提高運(yùn)行監(jiān)測(cè)和應(yīng)急反應(yīng)能力。利用新媒體、公眾信息報(bào)告等渠道，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)信息采集。開展智能養(yǎng)護(hù)、路政和路網(wǎng)事件巡查智能終端示范，融合互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)開展路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)。

　　吉林、廣東利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，探索基于車輛特征識(shí)別的不停車移動(dòng)支付技術(shù)。開展基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)區(qū)停車位和充電設(shè)施引導(dǎo)、預(yù)約等增值服務(wù)。探索開展高速公路動(dòng)態(tài)充電示范，實(shí)現(xiàn)新能源汽車動(dòng)/ 靜態(tài)充電。開展低溫條件下精準(zhǔn)氣象感知及預(yù)測(cè)，以及車路協(xié)同安全輔助服務(wù)等。

         江蘇、浙江則先行研究推進(jìn)建設(shè)面向城市公共交通及復(fù)雜交通環(huán)境的安全輔助駕駛、車路協(xié)同等技術(shù)應(yīng)用的封閉測(cè)試區(qū)和開放測(cè)試區(qū)，形成新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)實(shí)體原型系統(tǒng)和應(yīng)用示范基地。

　　目前，江蘇正在打造無(wú)錫342 省道智慧公路示范項(xiàng)目。具備高度感知能力的智慧公路，可利用機(jī)器視覺、北斗、物聯(lián)網(wǎng)等最新感知監(jiān)測(cè)技術(shù)，對(duì)公路主體、結(jié)構(gòu)物、沿線設(shè)施感知。

　　以前，路是個(gè)通道，僅限于滿足普通通行，而將來(lái)道路是數(shù)字化設(shè)施，將會(huì)夜以繼日工作，自動(dòng)采集數(shù)據(jù)。

　　“北斗等技術(shù)不只是感知路面環(huán)境，還要感知車流量，路口有無(wú)車輛、動(dòng)物和行人。道路上的相關(guān)信息都會(huì)被及時(shí)抓取，迅速反饋?！苯K省交通運(yùn)輸廳公路局信息科副科長(zhǎng)殷浩說(shuō)，這些技術(shù)看似新鮮，其實(shí)只是把許多成熟的前沿技術(shù)應(yīng)用到道路上。

　　中設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)副總工程師王維鋒介紹，“北斗等技術(shù)還會(huì)讓以往“沉睡”的交通標(biāo)志、安全護(hù)攔自動(dòng)‘報(bào)傷’。我們通過智能傳感技術(shù)探測(cè)標(biāo)志信息和安全護(hù)欄受損信息，并實(shí)時(shí)發(fā)送給管理平臺(tái)，有助于提升交通設(shè)施監(jiān)測(cè)預(yù)警與快速養(yǎng)護(hù)水平。”

　　隨著公路的信息化、汽車自動(dòng)駕駛技術(shù)等交通領(lǐng)域的變革，智慧交通漸行漸近。

　　或許在不久的未來(lái)，公路會(huì)被“賦予生命”，時(shí)刻感知著路上行駛的車輛、外部的溫度和風(fēng)向，甚至可以預(yù)知每一個(gè)路口的車流量和每一輛車的轉(zhuǎn)向制動(dòng)。車輛監(jiān)控也不再依賴于效果有限的攝像頭，整條道路就是巨大的監(jiān)控體系。交通事故的概率大大下降，人們浪費(fèi)在堵車上的時(shí)間也將越來(lái)越短。

　　這就是技術(shù)的魅力所在，它誕生于一小部分人的大腦中，卻改變了屬于多數(shù)人的世界。

         責(zé)任編輯：梁蘭春