智慧高速建设一体化发展需求的浅析

宋平 邹细平 娄乾坤

摘 要：本文从智慧高速建设当前的背景和现状出发，分析当下智慧高速建设存在的弊端以及造成的影响，浅析智慧高速建设一体化发展的需求和方向，最后提出可供参考的具体措施，以期可以推动智慧高速建设一体化发展。

关键词：智慧高速;一体化;智慧化;发展需求

0 引言

据公安部统计，截至2020年6月，全国机动车保有量达3.6亿辆，机动车驾驶人4.4亿人，其中汽车2.7亿辆，汽车驾驶人4亿人;另外载货汽车保有量达2 944万辆，占汽车总量的10.9%。2020年上半年，新注册登记载货汽车达188万辆，与去年同期相比，增加13万辆，再创历史新高;危险货物运输车保有量达60.4万辆，较去年同期增加2.8万辆，增长4.86%。

沪杭甬高速的设计车流量日均为10万辆，目前路面车流量已达到设计车流量的70%至80%，数据显示，目前的沪杭甬高速公路的实际行车速度在每小时90公里左右，高速公路设计标准普遍在每小时100公里至120公里，比起不限速，达到设计速度来提升高速公路使用效益更切实可行。

根据第一阶段项目的试验路段，道路平均车速提升8%、通行能力提升20%、道路拥堵时间降低10%、道路行车事故下降10%、救援时间缩短10%，道路运营环境更趋安全，交通秩序明显提升，车辆出行更顺畅。从目前角度来看，智慧高速的实施与应用，提升高速公路通行能力和运营安全水平是一條可行的路径。

1 国内智慧公路发展背景

1.1 国内智慧公路发展背景

2012年5月，浙江省政府发布《关于务实推进智慧城市建设示范试点工作的指导意见》（浙政发[2012]41号）文件，“智慧高速”建设，是首批启动的13个示范试点项目之一[1];交通运输部在《2016年全国公路服务区工作要点》中要求进一步加强服务区信息化建设。高速公路迈出了智慧提升这一小步，是智慧高速迈进快速发展阶段的一大步。2018年11月浙江智慧交通研究院、浙江省交通规划设计研究院有限公司联合浙江沪杭甬高速股份有限公司、浙江高速信息工程技术有限公司、浙江交工集团股份有限公司、浙江省交通投资集团实业发展有限公司等单位共同开展了全省既有高速公路“智慧高速建设需求”调研[2]。2019年9月，中共中央、国务院发布了《交通强国建设纲要》，将“交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网融合发展，构建泛在先进的交通信息基础设施”放在重点发展的位置[3]。

依托国家建设交通强国这一战略要求，国内目前在智慧公路方面的应用主要包括数字公路、车路协同、自由流收费、智慧管控、“互联网+”服务等几大方向;基础地理数据、泛在感知设施、自由流收费设施、公众信息服务设施、智慧云平台、高速通信设施、新能源供给设施等七项基础设施;云计算、物联网、移动互联网、大数据、人工智能、高精地图（BIM、GIS）、高精定位（北斗）、车路协同、高速度低延时无线网络（5G、LTE-V 等）、无感支付、无线充电、L5级自动驾驶等十二项关键技术[4]。

1.2 沪杭甬智慧化提升项目启动

2019年9月12日，沪杭甬高速智慧化提升改造工程设计施工总承包项目启动，有的放矢的针对智慧管控、泛在感知设施、公众信息服务设施等几方面进行布设。同年12月26日，长安服务区智慧化提升改造项目启动，智慧管控、泛在感知设施、公众信息服务设施、5G高速度低延时无线网络等几项智慧建设被囊括其中。12月30日沪杭甬智慧算法项目启动，算法涵盖云计算、大数据、智慧云平台等几大方面。2019年三大项目分别从三个角度去构建沪杭甬智慧高速建设。

2 建设一体化发展需求分析

2.1 智慧高速建设现状

国内智能交通起步较晚，在政府相关机构大力扶持下，虽然在部分核心技术领域取得多项成就，但是纵观目前智慧高速的建设现况，依旧主要依附于对高速公路上传统设备单独进行升级改扩建，并未真正意义上完全实现高速公路的智慧化。

如上述沪杭甬智慧化提升项目启动，智慧算法中后端数据收集、处理、分析、发布指令和智慧前端感知设备中硬件、基础设施在建设时存在物理分离，前端实施数据源以及数据的精度未能准确提供等问题，同时算法在实施工程中对数据的要求难以被满足。

主线智慧化提升与服务区智慧化提升在建设时存在物理分离，主线与服务区的智慧化提升在设计以及施工过程中，未能形成统一思想战线，各自为阵，建设标准、数据和信息融合统一存在屏障。

另外主线与隧道、主线与收费站的智慧高速建设也存在物理分离，难以形成统一的有机整体，很难发挥整体的协同效应，不能完全实现高速公路高效、科学、智慧的建设、管理与运营的目标。

同期，智慧高速建设尚未涉及土建养护、绿化养护的智慧提升，忽略了业主公司与交警、路政的数据共享、数据校核等功能。

2.2 智慧化提升显现的问题

智慧化建设时期物理分离所显露的弊端较为明显的有：多种数据标准不统一、智慧应用性界面过多、服务区数据与主线数据未能融合、前端采集数据不符合后端算法所需数据要求或精度不足。

另外，由于智慧高速应用主体单位职能职责的不同，高速公路运营路公司所推行的智慧化提升目标与高速交警及路政的智慧化提升目标存在部分分歧点，各自所采集到的各项数据未能完全共享，采集数据后的分析路径不一致，分析数据后得出的结论和将要采取的措施或需要发布的指令不一致。

2.2.1 单层数据处理分析欠缺

传统设备对数据未存在深入处理，未针对新场景应用进行改造升级，数据处理缺失致使数据应用率大幅降低;例如实施过程中摄像机的功能仍停留在过去，多个摄像机之间不存在联动，简单将图像收集上传至指挥中心后无后续图像分析处理，导致只能通过人工查看、手工调取录像等效率较低的手段使用图像。

2.2.2 多层数据之间无“交流”

多种数据标准不统一、各数据目标不一致等原因导致数据无法在不同平台间互通，智慧应用性界面过多，导致监控值班人员应接不暇，信息处理或发布不及时，影响场景落地应用效果;服务区数据与主线数据未能融合，致使智慧管控策略不能统一部署;前端采集数据不符合后端算法所需数据要求或精度不足误导后端智慧算法的分析结果，使用成果大打折扣。

2.2.3 数据结论指向未统一

高速公路运营路公司与高速交警及路政的智慧化提升目标存在个别分歧点，数据分析得出的结论与将要采取的措施或需要发布的指令不一致，双方或多方未能形成统一管理方案，数据结论指向性出现偏差，导致无法迅速采取措施，降低行动效率。

3 智慧高速建设一体化发展需求的设想

3.1 消除智慧高速建设时期的物理分离

智慧高速建设项目版块可划分为：智慧高速智慧算法、主线智慧化提升工程、服务区智慧化提升工程、隧道智慧化提升工程、大桥智慧化提升工程、土建绿化养护智慧化提升工程等。上述工程实现一体化建设，可以避免多种数据标准不统一、智慧应用性界面过多、服务区数据与主线数据未融合、前采集端数据与后端智慧算法所需数据不吻合等问题。

3.2 破解智慧高速主体单位的壁垒障碍

总体而言需要联合各智慧高速应用主体或在建主体单位，融合各方智慧高速需求，共享各方数据，统一部署和配置智慧高速应用界面，共谋实际应用场景落地。以实现智慧化提升目标一体化、数据源和数据智慧分析路径一致、采取预案措施或信息指令一致的目标。

4 智慧高速建设一体化发展的可改进方向

4.1 消除物理分离方向

方案一：将工程打包成一个整体，作为一个完整的项目进行发包，由总包或联合体总包牵头人统筹协调项目的总体建设。

方案二：各版块工程依旧独立实施，但最终由智慧高速专班对数据标准、应用界面、数据融合、前后端衔接统一制定标准，部署单一数据通道与执行命令。

上述方案均可消除智慧高速建设时期的物理分离，但同时也存在缺点：方案一的缺点主要在于各版块工程建设周期不一致，立项不一致，涉及主体单位不一致，三个“不一致”使得实现完全同步招标、实施、使用等存在困难。方案二的缺点主要在于智慧高速专班组成人员队伍大，涉及职能范围广，工作量与工作难度较大，需要扩充专班的专业技术力量。

4.2 破解壁垒高墙方向

智慧高速专班从集团内部各高速公路运营管理单位、设计单位、施工单位抽调从事智慧高速工作人员，涵盖了建设设计施工单位的力量，专班下设4个业务工作部，分别为：架构策划部、技术分析部、应用推广部、后勤保障部。

四个业务部门进行职责划分，智慧高速专班的运行流程、操作流程及工作机制、工作职责均有明确。专班实行联合办公，统一管理，旨在统筹谋划、深化协同、优化配置、资源共享，共同搭建集团智慧高速建设平台，打造全国一流企业，推进交通服务大提升。

4.3 智慧高速需求方向

在《浙江智慧高速公路建设需求调研分析》[2]文中可以看到，浙江智慧交通研究院联合多家单位围绕出行服务和行车安全两方面，对浙江省约4 200 km已建高速公路进行实际调研，并选取具有典型特征的15对服务区展开问卷调查。调研对象主要包括：（1）针对高速公路主线行车体验的调查，调研人员通过在调研路段亲自驾车获得评价体验结果;（2）针对高速公路服务区的调查，调查对象主要为15对服务区内的司乘人员等。

该文在分析调查结果后，对智慧高速公路建设提出了四方面的建议，其研究成果对推进智慧高速公路建设具有重要的参考价值。随着智慧高速建设的逐步演进和落地实施、硬件的技术进步、算法算力的提升，智慧高速的建设单位、运营单位、受用主体对于智慧高速的应用场景相比以前有了更多的需求。

因而，从智慧高速一体化发展需求来讲，进行第二次智慧高速建设需求调研极为重要并迫在眉睫。同时，再次调研应继续扩大调研对象范围、调查问卷覆盖的内容。对象范围可从出行者扩大到管理者、建设者、应用者、相关互联网公司、物流公司等，调查问卷可从出行服务和行车安全扩大到高速驾驶行为习惯、管理需求、应用需求、公司个性化需求等。

5 智慧高速建设实现一体化的具体措施

5.1 智慧高速建设框架一体化

什么是智慧高速？如何建设智慧高速？目前全世界都没有统一认识和标准，《智慧高速公路建设指南（暂行）》率先规范化定义了智慧高速公路、准全天候通行、货车编队行驶等新名词，提出智慧高速公路是“对通信技术、控制技术和信息技术等在公路系统中集成应用的通称，包括智能设施、智能决策、智能服务和智能管控等，从而形成的具备信息化、智能化、社会化的交通运输综合管理、运营服务和控制系统” [5]。

崔优凯[3]等提出了智慧高速建设“1+M+N”总体框架，其中“1”为基础支撑，“M”为配套体系，“N”为应用场景。

本文认为上述总体框架下应该融入更多内容，涵盖更多智慧高速相关应用场景和可能方向。

5.2 智慧高速专班成员一体化

在已有智慧高速专班成员的基础上，充分吸纳产学研用方面的专家，邀请高速交警、高速路政共同参与智慧高速的建设中来。用外部力量弥补内部专业的不足，降低内部意向单一、视角缺失等问题，实现智慧高速的需求均衡发展。

5.3 智慧高速建设需求一体化

在智慧高速建设项目中，优先以路公司业主牵头为主，以出行者需求为中轴线，适当涵盖管理者、建设者、应用者各方需求。在推广阶段，应当避免一次性全面铺开，而针对不同情况采取不同策略，进行不同程度的智慧高速建设，项目建设前充分论证智慧高速建设的必要性、可实现性、以及实现的技术路线、效益性等。

智慧高速建设需求一体化，通过必要性论证、可实现性论证、实现的技术路线论证、效益性论证四方面的论证后，通过的需求项即可作为智慧高速建设项目的需求，然后以此需求为出发点进行设计、实施、完善、验收等来推进项目的落地。

參考文献：

[1]王洪涛.浙江省智慧高速一期工程设计和实施回顾[J].中国交通信息化，2013（11）：110-114.

[2]周义程.浙江智慧高速公路建设需求调研分析[J].中国交通信息化，2019（10）：26-31.

[3]崔优凯.浙江智慧高速公路建设顶层设计研究[J].中国交通信息化，2020（4）：18-23.

[4]张雯靓.上海智慧高速公路建设与发展探讨[J].上海公路，2020（2）：102-106+130.

[5]崔优凯.智慧高速公路建设的浙江方案——《智慧高速公路建设指南（暂行）》解读[J].中国公路，2020（20）：22-25.