新基建背景下智慧道路內(nèi)涵與應(yīng)用場景研究

魏正澤

摘 要：隨著科技的快速發(fā)展，我國逐步實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化變遷，各行業(yè)迎來新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。近年來，新基建的發(fā)展思路已落實(shí)到道路建設(shè)項(xiàng)目中，BIM+GIS等新技術(shù)深度融入道路建設(shè)過程，衍生出一系列智慧道路應(yīng)用場景。

關(guān)鍵詞：新基建背景;智慧道路內(nèi)涵;應(yīng)用場景

0 引言

高科技技術(shù)的快速發(fā)展推動(dòng)我國整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速，其先進(jìn)技術(shù)不斷深入我國各行業(yè)的發(fā)展中。在新基建的推動(dòng)下，城市道路將迅速向數(shù)字化、智能化、便捷化轉(zhuǎn)型。其中智慧道路涉及的范圍比較廣泛，在智慧道路管理平臺(tái)、主動(dòng)事件檢測、智慧照明等方面，與人們的日常生活越來越息息相關(guān)。

1 智慧道路內(nèi)涵及發(fā)展目標(biāo)

智慧道路通過升級及添置各種智能感知設(shè)備，由數(shù)據(jù)中臺(tái)對各設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、組織、標(biāo)準(zhǔn)化、分析、應(yīng)用，根據(jù)設(shè)備類型、數(shù)據(jù)及設(shè)備管控等內(nèi)容進(jìn)行分權(quán)分域給到各管理部門、電信運(yùn)營商、互聯(lián)網(wǎng)公司等，以實(shí)現(xiàn)各智能設(shè)備的互聯(lián)感知、道路設(shè)施的智慧管養(yǎng)、人車路智能協(xié)同、決策支持。其目標(biāo)是通過多桿合一、多牌合一、多管合一、多箱合一、多塔合一5個(gè)合一技術(shù)手段，有效提升城市宜居性，減少城市管理單位運(yùn)營維護(hù)成本;通過構(gòu)建數(shù)據(jù)中臺(tái)、升級各智能化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)道路的海量數(shù)據(jù)采集和標(biāo)準(zhǔn)化及資源共享共管;通過構(gòu)建智能管控平臺(tái)，利用大數(shù)據(jù)、人工智能、云計(jì)算等新一代技術(shù)對標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析應(yīng)用，能夠滿足人車路協(xié)同、自動(dòng)駕駛及政府和城市管理部門智能決策、智慧管養(yǎng)等要求。智慧道路建設(shè)總體框架，主要通過道路基礎(chǔ)設(shè)備智能化、道路數(shù)據(jù)資源標(biāo)準(zhǔn)化及道路服務(wù)集中化這三大方面提高道路智能化水平，推進(jìn)智慧道路的發(fā)展，提升城市居住舒適度。

2 新基建概念解析

新基建是在傳統(tǒng)基建基礎(chǔ)上產(chǎn)生的概念，2018年12月中央經(jīng)濟(jì)工作會(huì)議首次提出--“加快5G商用步伐，加強(qiáng)人工智能、工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)等新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)”，是利用新一代信息技術(shù)對傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化改造，廣泛存在于經(jīng)濟(jì)性基礎(chǔ)設(shè)施、社會(huì)性基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施等領(lǐng)域。隨著數(shù)字技術(shù)不斷融入傳統(tǒng)的鐵路、公路、城市道路、城市管網(wǎng)等傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施，便孕育出智慧道路。由此可見，智慧道路是傳統(tǒng)基建道路在品質(zhì)、功能、服務(wù)等方面的升級，是新一輪新基建的重要組成部分，是智慧城市數(shù)字化建設(shè)的重要載體，對提升未來城市管理水平和出行服務(wù)體驗(yàn)具有重要意義。

3 智能道路系統(tǒng)的原則

（1）平等性，所有交通參與者都能公平使用道路通行權(quán)利是社會(huì)公平的體現(xiàn)。不斷改進(jìn)和優(yōu)化交通體系，合理、科學(xué)組織交通，在遵循公平原則的基礎(chǔ)上逐步完善慢行系統(tǒng)和路網(wǎng)規(guī)劃。（2）人性化，在交通規(guī)劃中體現(xiàn)人性化原則，最重要的就是要保護(hù)弱勢群體。若發(fā)生非機(jī)動(dòng)車、機(jī)動(dòng)車和行人接觸性問題，那么非機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T和行人很容易遭受傷害，造成嚴(yán)重后果。（3）可靠性，交通路網(wǎng)安全可靠運(yùn)行是社會(huì)穩(wěn)定的基本條件，若交通誘導(dǎo)、交通信號(hào)不能可靠運(yùn)行，可能釀成嚴(yán)重交通事故，造成人員傷害和經(jīng)濟(jì)損失。

4 智慧道路應(yīng)用場景

4.1 智慧道路管理平臺(tái)

智慧道路管理平臺(tái)是智慧道路的大腦，貫穿于道路項(xiàng)目前期、建設(shè)、運(yùn)營維護(hù)全過程。智慧道路管理平臺(tái)的建設(shè)依托BIM技術(shù)、GIS技術(shù)，構(gòu)造數(shù)字孿生應(yīng)用。數(shù)字孿生應(yīng)用基于物理道路與數(shù)字道路之間的業(yè)務(wù)映射，通過基于BIM+GIS的建設(shè)管理平臺(tái)，將物理道路的全部設(shè)施結(jié)構(gòu)分類編碼，將全部業(yè)務(wù)工作標(biāo)準(zhǔn)化、流程化，遷移到數(shù)字道路上來實(shí)施，實(shí)現(xiàn)建設(shè)管理全部數(shù)據(jù)上線，全部管理留痕，全部信息的在線對等。在項(xiàng)目前期，可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目策劃管理、招標(biāo)采購管理、設(shè)計(jì)科研管理。在施工階段，聚焦施工現(xiàn)場管理，緊密圍繞人、機(jī)、料、法、環(huán)關(guān)鍵要素，建設(shè)基于BIM的工程項(xiàng)目管理系統(tǒng)，綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和智能設(shè)備等信息化技術(shù)手段，以“智慧”的方法改進(jìn)施工組織與人員交互的方式，實(shí)現(xiàn)對各級責(zé)任管理主體及工程項(xiàng)目的指導(dǎo)、把關(guān)、監(jiān)管、管控、分析與決策以及范圍內(nèi)信息資源的充分共享和項(xiàng)目及項(xiàng)目群的對標(biāo)管理、創(chuàng)品質(zhì)工程管理。在運(yùn)維階段，基于道路資產(chǎn)病害數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目、任務(wù)單、驗(yàn)收、評價(jià)的閉環(huán)管理。提供人、機(jī)、料、法精細(xì)化管理，采用工作流管理養(yǎng)護(hù)實(shí)施流程，養(yǎng)護(hù)結(jié)果能夠科學(xué)評價(jià)，支持養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)的模板化輸出。

4.2 主動(dòng)事件檢測

道路通行效率低時(shí)，通過智慧燈桿掛載的事件監(jiān)測攝像機(jī)可以及時(shí)識(shí)別當(dāng)前道路發(fā)生的事件，比如各個(gè)方向的排隊(duì)等候長度、交通事故發(fā)生位置、車輛故障占據(jù)車道位置、拋灑物定位、路面沉降等。相較于傳統(tǒng)導(dǎo)航軟件手動(dòng)上報(bào)交通事件，主動(dòng)交通事件檢測具有安全性高的優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)階段交通信息發(fā)布途徑比較少，駕駛者無法實(shí)時(shí)獲取交通信息，從而駛?cè)胍呀?jīng)擁堵的道路，導(dǎo)致?lián)矶录觿』蚨问鹿拾l(fā)生。主動(dòng)交通事件檢測可以解決事件發(fā)布時(shí)效性差的問題，通過導(dǎo)航APP可以及時(shí)推送繞行方案并提醒行車安全，在道路誘導(dǎo)屏上也能實(shí)時(shí)推送當(dāng)前道路前方路況。當(dāng)有消防車、救護(hù)車等特種車輛執(zhí)行任務(wù)時(shí)，事件檢測攝像機(jī)可以聯(lián)動(dòng)交警部門給特種車輛綠燈放行。

4.3 運(yùn)行效率提高應(yīng)用場景

（1）擁堵防溢控制，針對常發(fā)擁堵交叉口，優(yōu)化路口的控制時(shí)段及配時(shí)方案，減少停車次數(shù)與排隊(duì)長度，減少高峰時(shí)段車流積聚，緩解路段排隊(duì)壓力。（2）主路優(yōu)先控制，針對主路與支路相交的節(jié)點(diǎn)，采取停車標(biāo)志與讓路標(biāo)志等控制方式提高交通量大的主路的通行優(yōu)先級，降低路口等候時(shí)間，提升路網(wǎng)通行效率。（3）時(shí)空一體化管理，對于交通運(yùn)行處于過飽和狀態(tài)的路口，信號(hào)控制優(yōu)化效果十分有限。對此，可從空間上進(jìn)行調(diào)整，利用動(dòng)態(tài)標(biāo)線、預(yù)信號(hào)等技術(shù)，通過動(dòng)態(tài)車道劃分、動(dòng)態(tài)交通組織的方式進(jìn)行時(shí)空一體化的管理，提升效果比單一信號(hào)控制更好。（4）慢行過街動(dòng)態(tài)管控，對于行人過街時(shí)間長、等候次數(shù)多的問題，可通過識(shí)別行人行為特征來實(shí)時(shí)管控人行信號(hào)燈，提升行人綜合通信能力。在過街節(jié)點(diǎn)配備紅外行人檢測器、行人按鈕，基于智慧桿視頻AI識(shí)別行人過街聚集和行為特征，并協(xié)調(diào)信號(hào)燈放行?？筛鶕?jù)不同時(shí)段、不同行人特征、不同人流量等因素實(shí)綜合控制行人放行時(shí)間，平衡并優(yōu)化行人與車輛路口通行等待時(shí)間。

4.4 智慧照明

傳統(tǒng)路燈控制大多采用回路控制，無法實(shí)現(xiàn)靈活的路燈控制邏輯，同時(shí)需要人工定期巡檢，會(huì)浪費(fèi)大量社會(huì)勞動(dòng)時(shí)間。道路采用智慧照明，使用單燈控制、智能照度采集、集中控制處理等手段，可實(shí)現(xiàn)路燈實(shí)時(shí)智能管控，為路燈管養(yǎng)單位提供高效的管理和維護(hù)平臺(tái)。配合交通流量監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)基于夜間道路交通量控制調(diào)節(jié)路燈照明亮度的節(jié)能措施。配合燈具狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)上報(bào)故障燈具，降低人員巡檢成本。通過動(dòng)態(tài)資產(chǎn)管理，實(shí)時(shí)更新備件庫并提醒采購，降低庫房壓力的同時(shí)也能提升時(shí)效性。

5 結(jié)語

新基建背景下，智慧道路迎來重大發(fā)展機(jī)遇，是中國智慧城市發(fā)展的重要支撐，隨著智能網(wǎng)聯(lián)汽車技術(shù)的不斷革新，“智慧的路”與“聰明的車”將共同改變城市交通運(yùn)行和管理體系。

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