智慧高速公路演進及發(fā)展探究

智慧高速公路演進及發(fā)展探究摘要：2020年7月31日，北斗三號工程建設(shè)提前全面完成，標志著我國實施的自主發(fā)展、獨立運行的北斗系統(tǒng)已經(jīng)全面提供全球服務(wù)，同時發(fā)布的星基增強、精密單點定位、北斗短報文等特色服務(wù)使北斗系統(tǒng)的服務(wù)能力在亞太局部區(qū)域已經(jīng)趕超其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。我國5G網(wǎng)絡(luò)于2019年開始大規(guī)模商用，2021年7月5日，工信部發(fā)布《5G應(yīng)用“揚帆”行動計劃》，5G個人用戶普及率超過40%，用戶數(shù)超過5.6億，5G車聯(lián)網(wǎng)試點范圍將進一步擴大。北斗高精度定位作為時間和空間信息感知采集的關(guān)鍵技術(shù)，正在推動傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的改造升級與新興產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展。關(guān)鍵詞：智慧高速；數(shù)字化；智能網(wǎng)聯(lián)引言5G所帶來的增強帶寬、海量連接和超低延時等網(wǎng)絡(luò)特性構(gòu)筑起萬物互聯(lián)的核心基礎(chǔ)。北斗與5G的融合，不僅可以相互賦能，彼此增強，更將打造智能化信息時代的基礎(chǔ)感知網(wǎng)絡(luò)，結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的融合推進，將推動社會由“萬物互聯(lián)”向“萬物智聯(lián)”進行演進。1智慧公路產(chǎn)生背景到2030年，實現(xiàn)人工智能、5G、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、物聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)在交通運輸系統(tǒng)各個領(lǐng)域深度的融合，智慧基礎(chǔ)設(shè)施要實現(xiàn)立體網(wǎng)絡(luò)化運營管理，客貨運輸綜合信息的服務(wù)能力也不斷加強，圍繞智能終端與自動駕駛發(fā)展形成若干產(chǎn)業(yè)。近年來，山西省交通行業(yè)利用高速公路視頻、ETC等數(shù)據(jù)，強化路網(wǎng)擁堵預(yù)警和應(yīng)急協(xié)同管控等綜合分析和應(yīng)用;進行交通供給需求匹配分析、交通流分析、交通擁堵特征分析等，為城市公交線網(wǎng)優(yōu)化提供支撐;建立基于大數(shù)據(jù)的分析決策體系，推進電子車牌、北斗高精度定位等技術(shù)在客運車輛監(jiān)管中的綜合應(yīng)用，實現(xiàn)電子運單技術(shù)在危險貨物運輸監(jiān)管中的應(yīng)用;組建治超聯(lián)網(wǎng)管理信息系統(tǒng);搭建統(tǒng)一公路網(wǎng)運行監(jiān)測與服務(wù)平臺。2智慧高速初步探索高速公路實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)后，面對公眾日益增長的通行需求和管理痛點，浙江、云南、湖南、江蘇等省份開展了智慧高速建設(shè)的初步探索。這一階段智慧高速的主要特征是對傳統(tǒng)機電系統(tǒng)的提升，移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)在高速公路行業(yè)得到初步應(yīng)用，高速公路的管理和服務(wù)效能得到極大提升。２０１１年底，浙江省高速公路日均車流量達到８４萬車次，在經(jīng)濟社會發(fā)展中具有舉足輕重的作用。然而高速公路協(xié)同管理問題和智慧服務(wù)問題逐漸顯現(xiàn)，道路交通不堪重負、交通事故多發(fā)、遇到重特大交通事故缺少省級統(tǒng)一指揮平臺、惡劣天氣下通行安全保障缺少科學(xué)預(yù)測和決策支持、?；愤\輸管控難、ＥＴＣ沒有形成規(guī)模、全省高速公路服務(wù)電話號碼不統(tǒng)一、信息不共享等問題突出｜２１，亟需加以解決。２０１２年５月，浙江省人民政府在《關(guān)于務(wù)實推進智慧城市建設(shè)示范試點工作的指導(dǎo)意見》（浙政發(fā)丨２０１２］４１號）中，首次提出“智慧高速”的概念，將其作為浙江省首批啟動的智慧城市建設(shè)１３個示范試點頂目之一。通過兩期工程的建設(shè)，浙江智慧高速建成了智慧管理與服務(wù)平臺，實現(xiàn)了“一路三方”指揮調(diào)度，開通了“兩微一端”信息服務(wù)，對于貨車實現(xiàn)預(yù)警。２０１４年全國交通運輸工作會議上提出了“四個交通”的概念，其中智慧交通是關(guān)鍵。在“四個交通”的指引下，云南、湖南等省份開展了智慧高速的建設(shè)。２０１４年，云南省高速公路聯(lián)網(wǎng)通行里程快速增加，導(dǎo)致高速公路管理的地域范圍、業(yè)務(wù)管理難度和復(fù)雜度急劇增加，必然要求高速路網(wǎng)運營管理工作從日常監(jiān)管、被動響應(yīng)、抽查巡檢向主動感知、預(yù)警預(yù)測、全程監(jiān)控方向轉(zhuǎn)變。3智慧公路北斗+5G典型應(yīng)用場景3.1智慧公路北斗+5G交通違章預(yù)防服務(wù)系統(tǒng)基于北斗+5G技術(shù)，能夠徹底改變交通違章管理現(xiàn)狀，使以事后罰款、扣分為主的管理模式轉(zhuǎn)變?yōu)槭虑邦A(yù)防的管理模式。北斗+5G結(jié)合人工智能、高精度地圖和交通大數(shù)據(jù)，能夠做到精細化交通規(guī)章指示，即使是新手司機或復(fù)雜路況也能給駕駛員提供精準指示，避免和預(yù)防絕大多數(shù)非人為故意的交通違章，提升駕駛安全，打破民眾對于交管部門“釣魚執(zhí)法”的錯誤印象。相對于現(xiàn)有的公路導(dǎo)航系統(tǒng)、交通違章預(yù)防系統(tǒng)相當(dāng)于一個針對交通違章的VIP強化版，主要基于北斗+5G的實時增強和泛在感知技術(shù)，需要全路段車道級的定位精度保障和毫秒級的通信延遲保障。3.2智慧公路北斗+5G遠程駕駛服務(wù)系統(tǒng)基于北斗+5G的遠程操控方案可實現(xiàn)異地遠程操控車輛。遠程無人駕駛要求苛刻的導(dǎo)航和通信指標，在智慧公路100km/h以上的動態(tài)條件下傳輸延遲需要小于10ms，定位精度需優(yōu)于1m，傳輸帶寬需大于20Mbps。高精度定位指標采用北斗+5G融合定位技術(shù)進行保障、傳輸指標主要通過5G網(wǎng)絡(luò)以及其網(wǎng)絡(luò)切片關(guān)鍵技術(shù)進行業(yè)務(wù)保障。遠程智能駕駛的定位精度、通信時延和通信速率3個主要的關(guān)鍵性指標與網(wǎng)絡(luò)的部署架構(gòu)密切相關(guān)，不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)提供的速率以及時延保障不同，需根據(jù)實際路段和應(yīng)用場景設(shè)計和定制Qos保障方案，根據(jù)用戶需求選擇不同的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)進行差異化服務(wù)。如圖4所示、基于北斗+5G的協(xié)同控制技術(shù)，可遠程同時顯示前、左前、右前、后視多路視頻，多角度、全方位的視角，減少視覺盲區(qū)，便于遠程安全駕駛；遠程駕駛艙可以分時控制多個車輛，便于車輛經(jīng)營部門實現(xiàn)車輛的統(tǒng)一的監(jiān)控、管理、和應(yīng)急接管。4實現(xiàn)以模塊化、數(shù)字化為載體的標準體系4.1突出科技創(chuàng)新能力，培育差異化競爭優(yōu)勢沒有核心能力和特色優(yōu)勢，就始終處于危險之中。要堅持把創(chuàng)新擺在發(fā)展的核心位置，把先進技術(shù)和一流人才團隊作為最寶貴的資源，加強技術(shù)研發(fā)、平臺建設(shè)、人才引育，通過提高創(chuàng)新能力來培育核心競爭力。4.2加強標準化、智能化建設(shè)，實現(xiàn)智能化管理建立以管理標準、工作標準、技術(shù)標準為內(nèi)涵，以模塊化、數(shù)字化為載體的標準體系，實現(xiàn)標準體系全面覆蓋。全面推進集團公司業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化建設(shè)，推進流程再造、資源配置優(yōu)化，加快形成上下聯(lián)動、協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)的標準化體系。在項目建設(shè)、養(yǎng)護、收費、機電、信息監(jiān)控、服務(wù)區(qū)經(jīng)營等領(lǐng)域開展精細化管理試點，對標一流，提升各類工作流程、工程作業(yè)的標準化、規(guī)范化、制度化水平，推動降本增效、提質(zhì)增效。以降低單位成本為導(dǎo)向，推進各業(yè)務(wù)流程的標準化管理，降低單公里建設(shè)、單公里養(yǎng)護、單車道機電維護、單個服務(wù)區(qū)運營等單位成本。5智慧高速發(fā)展展望國內(nèi)已經(jīng)有浙江、江蘇、山東等省份在總結(jié)本省智慧高速實踐的基礎(chǔ)上編制完成了智慧高速建設(shè)指南，指導(dǎo)本省智慧高速的后續(xù)建設(shè)。在大規(guī)模的總結(jié)與推廣階段，交通運輸部需將各省的建設(shè)成果加以提煉形成可執(zhí)行的指導(dǎo)性文件，為智慧化高速的建設(shè)提供支撐。這一階段預(yù)計需要５－８年時間，在推廣的同時將跨越路段走向聯(lián)網(wǎng)。在此基礎(chǔ)上，智慧高速相關(guān)技術(shù)、產(chǎn)品更加成熟，產(chǎn)業(yè)將迅猛發(fā)展，智慧高速將進入大規(guī)模應(yīng)用階段。在具體實施過程中，可借鑒聯(lián)網(wǎng)收費的推廣經(jīng)驗，通過局部試點示范再總結(jié)推進，避免推進過程中急于求成。結(jié)束語堅持創(chuàng)新引領(lǐng)、科技賦能，著力提升創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展水平。堅持科技興企，著力在自主創(chuàng)新上取得新突破。深入實施創(chuàng)新驅(qū)動戰(zhàn)略，增強科技自主創(chuàng)新能力，推動科技成果的轉(zhuǎn)化。參考文獻[1]龍雪梅.智慧公路建設(shè)中數(shù)據(jù)資產(chǎn)的確認與運用[J].科技和產(chǎn)業(yè),2021,21(11):134-137.[2]趙瑞雪,張蒙.智慧高速護航冬奧交通[N].河北日報,2021-09-23(007).[3]成