智慧公路如何引領時代變革

          2 月的倒數(shù)第二日，交通運輸部發(fā)布了《關 于加快推進新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點的通知》（以下簡稱“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?，加快推進新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點。

　　何謂智慧公路？其優(yōu)勢、亮點有哪些？如何建設智慧公路，建設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，可窺見未來行業(yè)智慧交通發(fā)展的哪些趨勢？……

智慧出行 “牛皮鞋”還需智慧路

　　說起智慧公路，我們可以先看這樣一個笑話：古時候有一位生活奢侈的國王，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。但這樣做需要花費很多錢，讓大臣們非?？鄲?。一位大臣靈機一動，剪了兩片牛皮貼在國王腳下，巧妙解決了這個問題，還順便發(fā)明了鞋子。

　　同樣的道理可以應用在自動駕駛和智慧公路上。自動駕駛的終極目的是讓人們更快、更方便的到達目的地，把全國的公路都做成自動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，了解對方下一步行動是什么，減少出現(xiàn)剮蹭的出現(xiàn)。交通標志、信號燈、過路等設施都通過信號發(fā)送實現(xiàn)自動化運行。道路甚至可以通過改變溫度、形態(tài)來對應天氣變化……這一切光靠自動駕駛汽車是實現(xiàn)不了的。

　　在交通運輸部公路科學研究院北京交科設計院教授級高級工程師盛剛看來，智慧高速公路的特征是與云計算、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，實現(xiàn)對高速公路透徹全面、實時準確的感知，掌握每段路、每輛車和每個結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)狀并精準預測發(fā)展趨勢；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)進行傳輸。

　　簡言之，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”，它可以實現(xiàn)諸多功能：

　　——智慧公路兩側(cè)，將架設5G 通信技術(shù)設備，提供極低延時寬帶無線通信。開車用WiFi再也不是夢。

　　——路面光伏發(fā)電和移動式的無線充電。公路就是一個大的充電器，電動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)出預警。也就是說，再也不會出現(xiàn)那種車開著開著，前面橋梁突然塌了的事情。

　　——實行大數(shù)據(jù)和智能管理。比如，可以根據(jù)車輛特征識別完成移動支付。也就是說，開一公里路就會自動收一公里的錢，不需要再建收費站。

　　——實現(xiàn)利用大數(shù)據(jù)平臺和網(wǎng)絡完成道路上各事物的監(jiān)測和通信。

　　在此基礎上，在整個交通運輸領域構(gòu)建充分利用物聯(lián)網(wǎng)、空間感知、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，綜合運用交通科學、系統(tǒng)方法、人工智能、知識挖掘等理論與工具的智慧交通體系。以全面感知、深度融合、主動服務、科學決策為目標，通過建設實時的動態(tài)信息服務體系，深度挖掘交通運輸相關數(shù)據(jù)，形成問題分析模型，實現(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、公眾服務能力的提升，推動交通運輸更安全、更高效、更便捷、更經(jīng)濟、更環(huán)保、更舒適的運行和發(fā)展，帶動交通運輸相關產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、升級。

　　那么，怎么建設智慧公路，建設到什么程度才算智慧？

　　在《通知》中，為推動新一代國家交通控制網(wǎng)及智慧公路試點有序開展，防止試點同質(zhì)化、碎片化，交通運輸部列出了試點主題，指出重點但不限于基礎設施數(shù)字化、路運一體化、車路協(xié)同、路網(wǎng)綜合管理六個方向。

　　如果將“智慧公路”比作一個人，大腦相當于云計算與大數(shù)據(jù)服務平臺，小腦相當于是交通協(xié)同控制系統(tǒng)，肢體就是行動系統(tǒng)，神經(jīng)網(wǎng)絡是通信傳輸系統(tǒng)等，那么和人一樣，智慧高速公路的“智慧”也應該是一個不斷進化的過程。

　　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，差距很大，格局還不夠高，認識還不到位?！皩嶋H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，感官還有缺失，肢體有待健全，神經(jīng)網(wǎng)絡需要完善?！?/span>

　　目前，行業(yè)交互平臺與運營平臺共約三十七家。平臺必須具有用戶管理和訂購管理和獨立的計費系統(tǒng)，而目前的很多平臺尚沒有完善支撐，如果使用其數(shù)據(jù)，實際上難度很大。大數(shù)據(jù)并不等于大量數(shù)據(jù)，如一些車流量審計，城市車輛的流向圖等。實際上，大數(shù)據(jù)的最大價值在于實時的洞察和預測。

　　公路如何智慧起來？

　　據(jù)悉，幾年前國內(nèi)外關于智慧公路就已經(jīng)有所設想，但由于投資巨大、涉及國家級基礎設施，普通的企業(yè)和廠商很難單純依靠自己的力量推進智慧公路。

　　2017 年9 月，江西的寧都至定南高速公路智慧高速項目投入試運行，這條智慧高速的特點可以被總結(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，如服務區(qū)覆蓋免費Wi-Fi，建立平臺運營軟件，讓駕駛者可以通過自助服務終端查詢路況。同時結(jié)合北斗衛(wèi)星的定位技術(shù)，整合手機定位報警、路況預判、分流預案等等?！爸歉小眲t是在道路中加入更多傳感器，通過對數(shù)據(jù)的監(jiān)測來方便出行、保障安全。

　　舉個例子，貨運車輛常常被視為高速路上的危險因素，因其負重較重，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)等特殊路段布設監(jiān)測系統(tǒng)，對車流情況和經(jīng)過貨車的速度、胎壓、胎溫、車廂溫度情況進行實時監(jiān)測，以減少類似情況的發(fā)生。

　　當然，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的Beta 版本。在智能公路的公認定義中，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)合機器學習形成自動決策。如在惡劣天氣時自動變化速度限制，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、啟用應急車道等等。

　　3 個多月后，山東濟南國內(nèi)首段光伏高速公路南繞城高速正式通車。這條太陽能公路里程長、造價低、實用性強，設計荷載采用現(xiàn)行國家公路標準，且設計使用壽命、路用性能各項指標均高于現(xiàn)有瀝青混凝土路面，可以說是集夢想與現(xiàn)實于一體的一段高科技公路。

　　鋪設了光伏路面的濟南南繞城高速

　　據(jù)了解，這段光伏高速公路可滿足太陽能發(fā)電、公路變成“充電寶、融化路面積雪等功能?！薄疤柲芄贰钡拿孛芪淦髟谟诟咚俟纷钌厦嬉粚愉佋O了類似毛玻璃的半透明新型材料，摩擦系數(shù)較高。陽光穿過時，路面下的太陽能電池將把光能轉(zhuǎn)換成電能。而在路面下預留了電磁感應線圈，隨著電動汽車無線技術(shù)的配套使用，可實現(xiàn)電動汽車在行駛過程中充電。同時，“太陽能公路”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)開始建設全國首條“超級高速公路”，預計2022 年杭州亞運會前通車。

　　這條超級高速公路——杭紹甬高速公路全長為161 公里，采用雙向六車道高速公路標準，項目總投資約96.9 億元。杭甬高速復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)動的智慧云控平臺，通過智能系統(tǒng)、車輛管控，有效提升高速公路運行速度；快速方面，中國高速公路目前最高限速在120 公里/ 小時，而超級高速公路的最高限速將突破120，達到130、140 脈，甚至更多；綠色方面，與濟南南繞城高速類似，杭紹甬高速期望通過太陽能發(fā)電、路面光伏發(fā)電，為電動車提供充電服務。后期還可實現(xiàn)“移動式無線充電”，電動車主可以“邊開車邊充電”；安全方面，超級高速公路未來將寄托高精定位、車路協(xié)同、無人駕駛等綜合接入系統(tǒng)，實現(xiàn)零死亡。

　　九?。ㄊ校┕舶l(fā)力 “領路”智慧交通發(fā)展

　　按《通知》要求，北京等九省（市）將作為加快推進新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點，實際上，這并不是將不同的餅子放進同一個車路協(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、浙江將重點應用三維可測實景技術(shù)、高精度地圖等，實現(xiàn)公路設施數(shù)字化采集、管理與應用，構(gòu)建公路設施資產(chǎn)動態(tài)管理系統(tǒng)；選取橋梁、隧道、邊坡等，建設基礎設施智能監(jiān)測傳感網(wǎng)，實現(xiàn)交通基礎設施安全狀態(tài)綜合感知、分析及預警功能。

　　北京、河北、廣東重點基于高速公路路側(cè)系統(tǒng)智能化升級和營運車輛路運一體化協(xié)同，利用5G 或者拓展應用5.8GHz 專用短程通信技術(shù)，提供極低延時寬帶無線通信，探索路側(cè)智能基站系統(tǒng)應用，選取有代表性的高速公路，以及北京冬奧會、雄安新區(qū)項目，開展車路信息交互、風險監(jiān)測及預警、交通流監(jiān)測分析等。

　　江西、河北、廣東重點建設北斗高精度基礎設施，實現(xiàn)北斗信號在示范路段( 含隧道) 的全覆蓋，在災害頻發(fā)路段實施長期可靠的監(jiān)測與預警；探索開展基于北斗高精度定位的高速公路通行費收費應用研究，強化技術(shù)儲備。構(gòu)建基于北斗的高速公路應急救援一體化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛人員的迅速定位與救援力量的動態(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)的高速公路運營與服務智能化管理決策平臺，應用在區(qū)域路網(wǎng)綜合信息采集、運營調(diào)度、收費、資產(chǎn)運維養(yǎng)護、公眾信息服務、應急指揮。

　　利用無人機等移動手段，提高運行監(jiān)測和應急反應能力。利用新媒體、公眾信息報告等渠道，實現(xiàn)互動式現(xiàn)場信息采集。開展智能養(yǎng)護、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)相關數(shù)據(jù)開展路網(wǎng)運行監(jiān)測系統(tǒng)建設。

　　吉林、廣東利用“互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，探索基于車輛特征識別的不停車移動支付技術(shù)。開展基于移動互聯(lián)網(wǎng)的服務區(qū)停車位和充電設施引導、預約等增值服務。探索開展高速公路動態(tài)充電示范，實現(xiàn)新能源汽車動/ 靜態(tài)充電。開展低溫條件下精準氣象感知及預測，以及車路協(xié)同安全輔助服務等。

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

　　目前，江蘇正在打造無錫342 省道智慧公路示范項目。具備高度感知能力的智慧公路，可利用機器視覺、北斗、物聯(lián)網(wǎng)等最新感知監(jiān)測技術(shù)，對公路主體、結(jié)構(gòu)物、沿線設施感知。

　　以前，路是個通道，僅限于滿足普通通行，而將來道路是數(shù)字化設施，將會夜以繼日工作，自動采集數(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，路口有無車輛、動物和行人。道路上的相關信息都會被及時抓取，迅速反饋?！苯K省交通運輸廳公路局信息科副科長殷浩說，這些技術(shù)看似新鮮，其實只是把許多成熟的前沿技術(shù)應用到道路上。

　　中設設計集團副總工程師王維鋒介紹，“北斗等技術(shù)還會讓以往“沉睡”的交通標志、安全護攔自動‘報傷’。我們通過智能傳感技術(shù)探測標志信息和安全護欄受損信息，并實時發(fā)送給管理平臺，有助于提升交通設施監(jiān)測預警與快速養(yǎng)護水平?！?/span>

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

　　或許在不久的未來，公路會被“賦予生命”，時刻感知著路上行駛的車輛、外部的溫度和風向，甚至可以預知每一個路口的車流量和每一輛車的轉(zhuǎn)向制動。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，人們浪費在堵車上的時間也將越來越短。

　　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。

         責任編輯：梁蘭春