智慧高速建设与发展深度观察
原文刊载于《中国交通信息化》杂志
2017年第12期
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。
两大挑战：安全和快捷
高速和安全是高速公路的两大特点，二者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，为了保证通行效率，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。”纵观国外，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。
两种定义：狭义与广义
狭义的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，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；
（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综合服务基站；
（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）
五大模块：构筑智慧高速
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。
交通运输部公路科学研究院研究员盛刚认为，这五个方面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。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，智能收费是其中必不可少的一个分支。
01
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。
02
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。
03
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。
04
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。
05
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。
六点建议：探索“智慧”之路
智慧高速公路的发展日新月异，各省建设成果也十分显著。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。针对未来建设中面临的重重考验，盛刚给出了几点建议。
01
转变新时代理念
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。
02
重视技术的选择
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。
陈阳春 摄
03
把好实施第一步。
智慧高速项目实施的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。
04
选择好合作单位。
合作单位的选择没有规律可循，无论是施工单位、软件单位，还是产品单位、设计单位，都关系到整个工程的落地质量和使用效果，需要被重点关注。
05
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，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。
06
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。
智能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。智慧高速公路将围绕“安全、快捷、服务”三个核心，着重“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”四个建设，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。
作为智能交通的重要细分领域的智慧高速公路，万里长征才走完第一步，其发展任重而道远。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！
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