智慧高速公路发展现状分析与前景展望研究

智慧高速公路发展现状分析与前景展望研究摘要：当前国家正在推进交通强国建设，智慧高速是交通强国建设的先行领域，在交通强国建设中发挥着重要作用。本文将对智慧高速发展现状进行分析和总结，并对当前存在的问题开展深入探讨，为今后一个时期发展前景进行研究和展望。关键词：高速公路；智慧；前景一、发展现状评价当前我国高速公路信息化发展可分为三个阶段，即传统机电系统阶段、“高速公路+互联网”阶段、基于服务的车路协同阶段，主要内容如下：传统机电系统阶段本阶段高速公路处于蓬勃发展时期，也是高速公路机电系统不断完善和成熟的时期，传统高速公路机电系统包含收费系统、监控系统及通信系统和其他基础支撑系统等。传统机电系统核心业务是以高速公路收费为主，从路段独立收费走向全省联网收费、全国联网收费。机电系统围绕高速公路收费系统运转，监控系统承担视频监控、隧道控制及情报板发布功能。传统机电系统偏向于高速公路运营内部管理，机电系统内部各子系统相互独立，设备及业务各管一块。对于突发情况，传统机电系统主要以被动处置为主，难以做到提前感知、预判、决策处理等。传统机电系统虽然平稳运行多年，现有高速公路借助传统机电系统难以做到全方位提供安全、可靠和通畅的出行服务产品。“高速公路+互联网”阶段近年来随着政府将“互联网+”作为国家战略，大数据、云计算及电子支付技术取得飞速的发展，高速公路作为传统行业中重要组成，依托“互联网+”战略做出了较多的尝试，取得一定的效果。“高速公路+互联网”阶段，在传统机电系统基础上，不断升级完善相关系统，高速公路信息化系统从为内部服务逐步向公众及各交通参与方提供良好信息服务过渡。但由于缺乏统一标准和管理体制限制，“高速公路+互联网”阶段或将长期存在，需要彻底改造现有机电系统为主的系统结构和管理模式，从实际情况出发加大投入来不断完善数据感知及采集系统、数据存储系统及处理决策系统。从目前状况看，尚不具备大面积统一实施和改造条件，只能“分阶段、分目标、分路段”逐步实现。基于服务的车路协同阶段基于服务的车路系统阶段，是全路网实现智慧交通的阶段，参与交通各方主体“人一车一路”实现高度的协同，信息实时交互共享，交通行为高度可控，传统高速公路交费、路网监测运行、出行信息服务均实现实时在线。基于服务的车路协同阶段需要智能网联汽车等相关技术取得突破性发展，同时高速公路需实现多来源数据采集，信息实现实时准确采集和上传，更加可靠计算技术及通信系统为实时决策处理和信息服务提供基础条件。二、当前存在问题探讨当前发展阶段，高速公路在迈向基于服务的车路协同阶段迈进的过程中，依然存在以下问题：1.高速公路营运管理业务分散，难以协同统一。机电系统硬件设施的建设规模大、等级配置高，但各专业系统之间相对独立，缺乏有效联动，业务流程被有形或无形的界面分割成了“孤岛”，没能形成有机的整体。导致业务协同和联动能力不足，综合监管职能不够完善，服务效率低下，成为制约高速公路信息化、智能化发展的瓶颈。2.业务数据分散，难以为业务决策提供支撑。各业务部门、路段经过多年信息化建设，已经积累了大量业务数据，但是缺乏统一的数据管理平台，没有形成统一有效的信息采集、审核、共享、发布机制，导致各系统间的信息交换与共享不足，使得针对运营管理的集成解决方案发展滞后，未能有效带动运营管理模式的创新和服务能力的提高。3.各业务系统之间缺乏统一的数据标准和转换接口。数据共享通道未打通，业务沟通机制不健全，信息化监控管理和公众服务能力不足，无法为宏观决策、业务管理和社会服务提供有效的数据支撑。4.针对车路协同新场景应用缺乏必要基础条件。目前车路协同和智能网联汽车，属于前沿技术领域，高速公路基础设施需要给智能网联汽车提供何种车路协同新场景应用缺乏必要基础条件信息。高速公路需要提供什么标准的基础设施给智能网联汽车使用，当前还处于学术讨论和实验室研究阶段，高速公路还缺乏车路协同新场景应用的必要基础条件。三、智慧高速建设重点和发展方向展望1.构建泛在互联的智能感知体系全面感知是构建智慧高速公路全景交通信息环境的基础，可为平台分析、服务与应用提供全面、精准的数据。以物联网和数据技术为基础手段，通过视频感知、交通特征感知、交通事件感知、交通环境感知、基础设施监测等方面实现交通基础设施数字化，并对各要素的时空演化轨迹进行全链条跟踪和动态感知。2.建设高效融合的网络通信系统为各级管理、收费、监控等系统的语音、数据、图像等信息的传递提供稳定、高效、实时、可靠的专用信道。对现有网络通信系统进行系统评估，进一步完善系统维护和管理，做好光缆的巡查和维护工作，同时将干线通信升级，确保省级平台与各路段之间的传输实时可靠。3.打造一体化的大数据平台打造基于人工智能和大数据的一体化平台，以应用价值为导向，在融合并分析多源数据的同时，搭建数据资源管理系统，实现数据资源质量情况和分析结果的直接可见，形成能够切实服务路网管理的能力，并对行业管理系统及相关服务应用开放能力。4.打造智慧服务与应用从智慧管控、智慧收费、智慧养护、智慧调度、智慧运维、智慧服务和综合示范引领七方面实现智慧服务与应用。智慧管控即通过动态化智能感知，海量化数据支持、一体化通信保障、精准化业务分析，构建高速公路智能管控体系；智慧调度即通过对高速公路风险监控与应急指挥调度，强化风险点监测预警水平，提升应急事件协同联动效率，提升高速公路安全运行水平；智慧养护即通过智慧养护关键技术研究，形成预防性养护机制，提升养护作业效率与安全性，降低养护作业对高速公路通行效率影响；智慧运维即基于实景三维GIS技术，建设高速公路资产管理系统与机电设备智慧运维系统，提升高速公路日常管理与运维效率；智慧服务即通过信息集成、运营集成、支付集成，为用户提供出行前中后的全链条智慧出行服务；智慧收费即通过高速公路收费技术升级，提升高速公路精准收费水平并保障驾乘人员在途体验；同时基于路侧设备和车载设施，融合现代通信与互联网技术，在车路协同、自动驾驶、智能网联车道等方面形成较为突出的集成综合示范引领应用。5.加快重点技术的研发与应用开展面向出行服务和管理决策的路网运行大数据应用研究。在BIM技术研究应用方面，从设计、建设、运营全面深化各项应用，以技术手段提升管理水平。同时深化路桥隧智能监测技术研究应用，基于物联网技术和移动终端的信息采集监测特大桥梁、特长隧道、特殊路段的交通运行情况，并将监测的结果进行联网管理。推进车路协同技术的研究和应用，随着物联网、大数据、云计算等新一代信息技术和人工智能技术的快速发展，为交通基础设施的智能化、数字化、网联化发展提供强大的技术支持，同时为车路协同的实现提供基础。四、结语在组织推进智慧高速建设工作中，要研究确定发展思路和总体技术架构，制定符合本地区实际情况的实施方案，各单位部门打破各自为政惯例，共同推进智慧高速的统筹协调发展。在具体实施