智慧高速公路的內(nèi)涵及其架構(gòu)探究

夏旻垚 趙恒

摘要：我國(guó)智能交通的研究與開(kāi)發(fā)已經(jīng)走過(guò)了十多年的歷程，在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了許多創(chuàng)新成果。目前，高速公路收費(fèi)、公路隧道信息化、視頻監(jiān)控等子系統(tǒng)在高速公路工程建設(shè)和管理中得到了廣泛的應(yīng)用，為高速公路智能交通系統(tǒng)的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，我國(guó)在智能交通建設(shè)方面取得了一些成績(jī)，但真正的智能交通尚未完全實(shí)現(xiàn)。尚未形成完整規(guī)范的智能交通建設(shè)管理體系和體系。高速智能交通建設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)化管理體系和體系需要在建設(shè)過(guò)程中逐步探索。

關(guān)鍵詞：智慧高速;內(nèi)涵架構(gòu)

引言：

智能高速公路是智能交通的重要組成部分。目前，業(yè)內(nèi)對(duì)智能高速公路的理解存在差異。闡述了智能化高速公路的內(nèi)涵，認(rèn)為智能化高速公路是建立以數(shù)據(jù)為中心的高速公路協(xié)同管控和創(chuàng)新服務(wù)系統(tǒng)，以信息化手段提高高速公路的管理和服務(wù)水平“人的智慧思維+先進(jìn)技術(shù)手段+協(xié)同運(yùn)行機(jī)制+創(chuàng)新模式”。從技術(shù)、服務(wù)、數(shù)據(jù)、應(yīng)用和部署五個(gè)方面提出了智能高速公路的體系結(jié)構(gòu)，為智能高速公路的建設(shè)指明了方向。智能化高速公路關(guān)鍵技術(shù)的突破，將帶動(dòng)高速公路運(yùn)營(yíng)管理模式和經(jīng)營(yíng)模式的創(chuàng)新與改革，有利于高速公路產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)建設(shè)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展，提高質(zhì)量和效益。

一、智能高速公路的內(nèi)涵分析

在系統(tǒng)工程理論的廣泛應(yīng)用中，提出了頂層設(shè)計(jì)的基本概念。它的定義是自上而下設(shè)計(jì)的。通過(guò)系統(tǒng)的戰(zhàn)略規(guī)劃和設(shè)計(jì)，決策者統(tǒng)一了研究對(duì)象、研究方法和目標(biāo)。綜合的理論框架為實(shí)踐提供了技術(shù)框架意義。從內(nèi)涵上講，智能高速公路不僅是這一頂層設(shè)計(jì)的產(chǎn)物，也是通過(guò)系統(tǒng)工程對(duì)“人、車、路、環(huán)境”等各要素進(jìn)行全面協(xié)調(diào)和管理的產(chǎn)物。通過(guò)智能化公路技術(shù)和建筑設(shè)計(jì)，可以更好地將傳統(tǒng)時(shí)期的公路發(fā)展方向向簡(jiǎn)化方向發(fā)展，提升物質(zhì)生產(chǎn)效率，產(chǎn)生生態(tài)效益、綜合效益等經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益，提高利用效率，從根本上改變現(xiàn)有粗放型增長(zhǎng)模式，高速公路產(chǎn)業(yè)利用將全面轉(zhuǎn)變?yōu)榧s型增長(zhǎng)模式，最終實(shí)現(xiàn)智能化高速公路全要素生產(chǎn)率的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

二、應(yīng)用場(chǎng)景

從應(yīng)用場(chǎng)景分析，智能高速公路的“1+m+n”架構(gòu)可以滿足至少8種場(chǎng)景的基本應(yīng)用。例如，充電服務(wù)場(chǎng)景中的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)“自由流充電服務(wù)”，通過(guò)電子充電和無(wú)線通信，自動(dòng)、快速、準(zhǔn)確地完成多車道免費(fèi)車輛的免費(fèi)充電和服務(wù)。同時(shí)，“智能服務(wù)區(qū)”可以滿足各種服務(wù)的個(gè)性化需求;目前的應(yīng)用還體現(xiàn)了“卡車編隊(duì)駕駛”的優(yōu)點(diǎn)。智能檢測(cè)技術(shù)可以在車載和路邊傳感器裝置設(shè)置后，自動(dòng)將車輛的實(shí)時(shí)行駛信息上傳到管理系統(tǒng)，并通過(guò)預(yù)測(cè)和分發(fā)結(jié)果，提供一組3輛以上的卡車（屬于短程組）。例如，“隨車信息走廊”可以根據(jù)車輛定位提供準(zhǔn)確的攝像服務(wù)信息，滿足其對(duì)路網(wǎng)的理解，特別是與車輛導(dǎo)航的信息連通性，全面提高導(dǎo)航的準(zhǔn)確性和有效性。通過(guò)車道級(jí)主動(dòng)控制模式的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)交通流的管理。

三、智慧高速公路的內(nèi)涵及其架構(gòu)探究

1.高速公路主動(dòng)交通控制技術(shù)

基于在線交通仿真和空地協(xié)同交通狀態(tài)感知，結(jié)合高速公路匝道控制、干線控制、通道控制和安全預(yù)警等技術(shù)手段，實(shí)現(xiàn)高速公路主動(dòng)交通管理。提高交通控制的可靠性和有效性，提高高速公路的通行能力和安全運(yùn)營(yíng)水平。為實(shí)現(xiàn)智能化高速公路監(jiān)控目標(biāo)提供了技術(shù)支持。

2.高速公路個(gè)性化信息服務(wù)技術(shù)

為了改變傳統(tǒng)高速公路出行信息發(fā)布手段單一、內(nèi)容落后的現(xiàn)狀，前端etc2.0支持開(kāi)發(fā)道路專用短程通信（DSRC）車輛單元及其配套路邊單元。它不僅要具備不間斷支付的功能，還要提供個(gè)性化、差異化的交通信息服務(wù)。如車輛安全預(yù)警信息、交通安全預(yù)警信息、交通控制信息、動(dòng)態(tài)駕駛導(dǎo)航信息等，為實(shí)現(xiàn)可服務(wù)智能公路的目標(biāo)提供技術(shù)支持。

3.物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

近年來(lái)，我國(guó)公路建設(shè)規(guī)模明顯擴(kuò)大和提高，涉及的主客觀因素更加多樣化，在建設(shè)過(guò)程中也將面臨各種挑戰(zhàn)和風(fēng)險(xiǎn)。在這種情況下，施工企業(yè)應(yīng)持續(xù)監(jiān)控高速公路現(xiàn)場(chǎng)施工，設(shè)計(jì)完善的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)，協(xié)調(diào)項(xiàng)目各個(gè)環(huán)節(jié)的可控要素。除了校對(duì)實(shí)驗(yàn)室設(shè)備和儀器外，還需要穩(wěn)定水泥混凝土的性能。路基壓實(shí)設(shè)備的數(shù)字化改造，減輕了人類勞動(dòng)主體的壓力和負(fù)擔(dān)。同時(shí)，施工企業(yè)還需要充分利用網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)，及時(shí)收集整理監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，確保信息的真實(shí)性和客觀性，并根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行可追溯性查詢。這些都可以使項(xiàng)目的質(zhì)量管理更加先進(jìn)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)管理模式的滯后，使數(shù)據(jù)分析朝著更加準(zhǔn)確、規(guī)范的方向發(fā)展。

四、智惠快遞服務(wù)目標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)展望

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，可以構(gòu)建路網(wǎng)綜合交通監(jiān)控預(yù)警系統(tǒng)，形成人、車、路網(wǎng)協(xié)調(diào)的綜合泛知識(shí)感知系統(tǒng)。實(shí)際駕駛分為自動(dòng)駕駛和自動(dòng)駕駛;采用全新可靠的采集管理模式，施工車輛通過(guò)終端安裝系統(tǒng)進(jìn)入在線采集，實(shí)現(xiàn)E、t、C采集全開(kāi)放，地面道路采集站傳輸，從而有效提高整個(gè)路段的通行率。將客車與貨車分開(kāi)或安排貨車組成車隊(duì)，可以提高交通效率，減少道路交通擁堵;通過(guò)準(zhǔn)確的車輛定位、一車一路協(xié)調(diào)發(fā)展、公共出行服務(wù)系統(tǒng)等高新技術(shù)的綜合開(kāi)發(fā)，可以有效克服極端天氣對(duì)道路和車輛的影響。確保特殊情況下車輛的安全;在服務(wù)區(qū)、停車場(chǎng)及可設(shè)置充電設(shè)施的路段設(shè)置綜合充電裝置，為車輛提供儲(chǔ)能充電服務(wù)，實(shí)現(xiàn)高速公路上的無(wú)線充電服務(wù)。要形成完善的公路交通安全駕駛主體體系，確保車輛安全，既需要有效的系統(tǒng)支持，也需要安全管理體系。調(diào)整緊急程度和指揮管理力量，降低交通事故發(fā)生率，實(shí)現(xiàn)“零事故”的美好愿望。

結(jié)語(yǔ)：總之，高速公路的發(fā)展經(jīng)歷了信息化的初級(jí)階段。在交通基礎(chǔ)設(shè)施資源優(yōu)化配置、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算系統(tǒng)、高速公路信息系統(tǒng)的推動(dòng)下，高速公路已發(fā)展到智能高速公路的更高階段。綜上所述，“1+m+n”的總體建筑設(shè)計(jì)不僅賦予了智慧高速公路豐富的內(nèi)涵，也滿足了新時(shí)期我國(guó)整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)中交通運(yùn)輸業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的需要。通過(guò)高速公路的智慧，在很大程度上降低了高速公路的事故率，提高了高速公路的管理效率。

參考文獻(xiàn)

[1]盧延剛，李濤.基于“智慧工地” 的高速公路建設(shè)信息化管理[J].中國(guó)公路，2020，573（17）：60-61.

作者簡(jiǎn)介：

夏旻垚1987.7，男，漢，浙江杭州，本科，高級(jí)工程師，主要研究方向：交通機(jī)電工程

趙恒1989.10，男，漢，浙江杭州，本科，工程師，主要研究方向：交通機(jī)電工程