高速公路信息化與智能化管理的發展研究

董磊

(山東通維信息工程有限公司，山東濟南250000)

0 引言

信息化與智能化技術應用于高速公路管理，適應了目前人們對公路出行的新需要，與高速公路建設的發展要求相匹配，具有優化管理效能、提高公路運輸速度和安全，促進交通運輸行業可持續發展的良好作用。因此，對高速公路的信息化與智能化管理進行研究，是一項促進高速公路管理工作水平不斷提高的重要課題。本文從高速公路信息化與智能化管理的重要性入手，對目前信息化、智能化技術應用于高速公路管理的內容進行分析，針對目前國內高速公路管理現狀，分析了存在的問題，提出了優化改進應用成效的對策和建議。此次研究旨在進一步提升高速公路信息化與智能化管理層次，促進高速公路管理邁上數字時代、信息化時代的發展軌道。

1 高速公路信息化與智能化管理概述

1.1 高速公路信息化與智能化管理內涵

高速公路信息化與智能化管理主要是指利用信息化、智能化技術對高速公路的安全監控，通信通行和日常養護等各個環節進行管理，旨在提高管理效率和質量。信息化技術是實現智能化管理的基礎，要實現高速公路的智能化管理，必須首先推廣應用信息化技術和設備，以高速公路數據信息交互處理能力提高，促進管理智能化水平的提高。高速公路信息化建設主要是針對公路管理的通行收費、安全監控、車流路況等數據信息進行實時獲取、快速傳輸、深度挖掘，從而以數據信息分析研究成果為高速公路的運營措施提供決策依據，是提高高速公路管理水平的重要支撐。

1.2 高速公路信息化與智能化管理的重要價值

現在已經進入數字化、信息化時代，互聯網技術、電子信息技術在高速公路管理中的廣泛應用，促進了管理信息化和智能化水平不斷提高，也是未來高速公路管理的發展方向。高速公路信息化與智能化管理的重要價值體現在三個方面：

一是適應國家現代信息化戰略發展的規劃要求。在國家提出建設現代化強國的戰略部署下，交通管理部門明確要求充分發揮信息化載體優勢，促進我國運輸管理能力、服務水平的進一步提高。高速公路的信息化與智能化管理是適應國家新形勢下的發展需要，也是高速公路自身發展需要。國家對基礎建設領域的信息化與智能化發展提供了良好的政策環境，為高速公路信息化與智能化發展提供了良好機遇。高速公路作為國家大力支持的基礎建設項目，已經形成了縱橫聯網的良好格局，實現國內所有省會城市和大中型城市的聯通，對全國十億以上人口的出行提供了良好的服務。高速公路連接起祖國的大江南北，打通了南北往來的經濟命脈，也聯通起千家萬戶，拉近了不同地域之間的溝通往來。因此加快高速公路信息化與智能化管理優化升級，是一項利國利民的重要工程。

二是適應社會經濟建設和時代發展需要。傳統高速公路管理的交通運行效率和運輸能力已經難以適應新經濟發展時期的建設需要。高速公路的信息化與智能化管理是促進管理提質提效的關鍵措施。國家大力推進物聯網、云計算等新興成熟技術的應用，為高速公路實現更為高質高效的服務提供了良好支撐。利用現代化、信息化和智能化技術手段，實現對高速公路信息的采集、傳輸和分析，一方面能提高高速公路的分流引導效能，減少擁堵和交通事故的發生，提高公路運行效率和利用效率。同時，高速公路的暢通也帶來區域地方社會經濟建設的快速發展，促進了各地區物資的快捷流通和便利運輸，實現了社會效益和經濟效益雙贏。截止2022年，高速公路行業的市場規模已近800 億元，是國家經濟建設的重要產業。

五是為高速公路管理提供輔助決策支撐。該系統能利用互聯網、云計算和大數據等技術，對高速公路的監控數據信息進行深度挖掘和分析研究，提供的分析結果能為高速公路管理提供有力的技術支撐。

2 高速公路信息化與智能化管理應用

2.1 高速公路公共信息管理平臺

高速公路管理涉及的信息數據非常龐大，高速公路的信息化與智能化管理應用，首先就要實現對交通信息的共享和綜合利用。現代社會交通行為的發生中，會實時產生從交通行為的組織建設、過程管理、信息監控到交通行為結束之后的大量交通信息。受到交通業務分類和管理的局限，傳統交通信息管理會由某個交通子系統來對某一類的交通行為進行管理、提供服務。高速公路信息化與智能化管理應用的加速，將以高速公路公共信息管理平臺為載體，實現各交通子系統之間的信息交互和共享，不僅從各交通子系統中獲取交通行為信息、進行信息數據分析處理，還能基于系統和全局的角度進行信息數據成果的再利用，為各子系統提供服務指導和關聯依據。高速公路公共信息平臺，通過對交通子系統的信息集成和匯總，促進交通信息的交互、交流和綜合利用，進一步提高了高速公路的通行效率和服務質量[2]。

高速公路公共信息平臺的數據主要是以下類型：

對于林場的林木種植而言，一般都是在較大面積中進行種植規劃，而單一的林木種類占據大面積的林地，會造成林地的生態系統單一，不僅對林木的生長沒有好處，反而還會引發許多病蟲害的發生。因此，應在林場內搭配種植適宜該地區土壤、地勢環境的其他林種，在滿足兩種林木沒有較大競爭性的情況下，這種混合林的林區生態營造，能夠對速生桉樹的生長提供更好的條件，滿足林區內生態系統的穩定性。

二是高速公路基礎設施數據。主要包括交通信號設置、檢測設施、控制設施和各類標志設施、收費設施、信息發布設施所使用的所有數據信息。

三是高速公路交通管理業務數據。如高速公路救援車輛、高速公路警力配置、緊急事件救援等各類信息數據。

四是高速公路的運行狀況數據。包括高速公路的交通信號、視頻監控、電子收費等實時數據，交通事故、擁堵和環境天氣、服務區等各類數據信息。五是包括歷史數據等輔助數據。如高速公路一段時間的基本運行狀態數據，高速公路相關的車輛流量情況、公共交通換乘信息、服務區餐飲、住宿和加油、車輛維修等服務數據信息[3]。

這道題通過孟子和蘇格拉底的法制觀念切入，要求學生分析二者法制觀念的不同，并且分析其各自的背景和歷史價值，目的在于讓學生明白：不同的政治經濟文化背景決定了孟子和蘇格拉底法制觀念的不同，簡言之：二者植根于不同的土壤。孟子強調“人倫至上”，而蘇格拉底突出“法律至上”，二者都對中國和西方的法制發展產生了深遠的影響，是人類思想史上的寶貴遺產，對今天我國的法制觀念也具有一定的借鑒意義。

2.2 高速公路信息管理系統

高速公路相比省級等低等級公路，具有車速高、車流量大等特點，一旦出現交通事故、天氣等各種原因造成的交通擁堵，就會產生一系列連鎖反應，造成大范圍擁堵，直接影響路網的暢通。因此，必須提高對高速公路運行中的實時準確監控。針對目前國內高速公路實行封閉式收費管理現狀，為提高收費站的工作運行效率，減少人工操作帶來的貪污作弊情況，適應高速公路的管理新形勢和新要求，不斷提高高速公路智能化監控系統的功能和性能。從高速公路監控系統的管理目標可以看到，其監控的主要功能：

2.3 高速公路信息發布系統

我國目前是世界上通車里程最長的國家，在高速公路信息化與智能化管理上取得了一定的成效。主要表現為：

2.4 高速公路不停車電子收費系統

不停車收費系統是緩解停車收費造成交通擁堵的有效手段。不僅能減少高速公路通行的收費成本，杜絕人為因素造成的貪污等情況，而且能減少車輛油耗、減輕車輛運行給空氣環境帶來的負面影響，具有良好的社會效益和經濟價值。目前國內已經實現高速公路的ETC 收費，在提高高速公路的運行效率、保障交通通行安全等方面發揮出了重要的作用。ETC系統主要有以下組成部分：

一是自動車輛識別系統。該系統主要是通過軟件和硬件來實現對通過車輛信息的正確識別，以實現車輛的收費管理。在每個ETC 專用車道都安裝有一個讀取器，主要是識別車載的ETC 信號，利用天線將通行車輛的車牌號碼等基本信息反饋給識別器，在系統對車輛通過高速的信息進行辨析和分析后，將車輛通行需要繳納的費用顯示在電子屏幕上。

一是高速公路相關的空間地理數據，如高速公路的名稱、收費站、服務區、加油站等路網元素數據，以及公路運輸設置的坐標、尺寸等具體化數據。

二是對高速公路重點路段的實時監控。高速公路中的涵洞、大橋等是地形比較特殊，通行要求有限制的特殊路段，通過監控系統實現對重要地段的監控，主要是為及時發現和處理交通問題，保證高速公路的順暢運行。

二是車輛逃費抓拍系統，該系統主要是針對通行費用繳納不足，或者是拒絕繳納通行費用的車輛進行有效標識的抓拍，主要是抓拍車輛的牌照等關鍵信息，便于后續對車輛進行識別、查找和處理。逃費抓拍系統主要是利用數字拍照技術、數字攝像技術等來實現對圖像的數字化、電子化處理，大大提高了傳統人工處理逃費的工作效率[5]。

2.5 高速公路智能化監控系統

我國目前的高速公路已經形成了縱橫交錯的路網格局，這給高速公路的信息管理提出了新挑戰。高速公路信息管理系統就是采用現代信息技術來實現對國內所有高速公路信息的一體化管理。致力于拓展現有高速公路信息服務內容比較簡單，改善很多信息服務盲區的不足，通過利用先進的信息化與智能化技術優化升級現有信息管理發布系統。如利用系統管理理念，把互聯網和GPS 技術結合起來構建更為先進的高速公路信息管理系統，實現對高速公路所有涉及的靜態數據和動態數據的綜合處理、實時查詢和研究分析，提高高速公路信息管理的時效性，實現對國內全部高速公路的全程信息管理和服務[4]。

一是對高速公路收費過程的全過程監控。收費監控的目的是實現對收費員的操作、系統的自動收費情況進行監督，對車輛通過收費站的情況進行監督，防止發生人為的漏費和貪污現象，對不文明通行行為進行及時處理。收費結果的全程實施監控，能提高收費工作的質量和效率。收費系統的監督人員能利用系統的對講功能，和收費站人員進行業務對話，指導收費過程中突發事件的妥善處理，提高收費服務質量。

潘律民：作為在華跨國公司，公司堅決支持中國近年來的環保政策。同時作為中國工業和經濟的重要參與者，我們希望中國環保政策標準制定要以推動和引導行業升級和產業進步為原則。在制定和出臺相關政策時，能夠提前加強與行業各組織和企業的溝通，更多傾聽業內人的聲音和建議，共同探討更有利于中國石油和化工行業發展的途徑和辦法。

基于SIP管理模塊的BIM技術在裝飾工程項目管理中的應用……………………………………………………… 魏忠（10-269）

三是提高高速公路各類事件的聯動處理效果。智能化監控系統智能實時發現道路上出現的問題，最重要的是及時快速處理問題保證公路暢通。在監控系統中增加緊急電話、交通事故示警等綜合管理措施，將基于監控系統實現事故處理單位和人員的統一管理和調配，提高高速公路事件的快速反應和處理效率。

四是實現監控數據、抓拍資料的實時上傳和存儲、查詢。在高速公路管理中要提高事件處理的效率，必須提高各類數據信息上傳給系統的效率，采用計算機的數據模型等人工智能手段，實現對各類信息的快速查詢和分析。

基于Crawford D W等［7-8］，［2］336的休閑制約理論，本研究將制約因素分為個人內在制約因素、人際間制約因素和結構性制約因素，并對130篇文獻中出現的各種制約因素進行分類統計。

三是適應人們對美好生活的追求。現代人的私家車保有量不斷創下新高，車輛的增多對高速公路的需求也進一步提升。高速公路的信息化與智能化建設，能加快交通行業邁向新時代的發展步伐，不僅滿足人們對出行快速便捷的需要，也體現了現代社會主義國家的良好形象。高速公路的信息化與智能化管理水平讓國外越來越多的國家感受到中國的發展力量[1]。

白云母主要呈片狀(圖1d)，粒度約為0.5～5 mm。小粒徑(<1 mm)白云母常發育于較大粒徑(>3 mm)白云母和石英礦物粒間。在礦石中見硫化物礦物如黃銅礦、黃鐵礦和閃鋅礦等多分布于白云母粒間，而不規則狀和脈狀集合體的硫化物礦物常分布于白云母礦物解理縫、裂隙及礦物粒間(圖1e)，以上現象說明白云母與硫化物礦物成因緊密相關。偶見具撓曲現象的白云母發育，這可能也是由于受到應力作用而形成的。另外礦石中部分白云母蝕變形成綠泥石(圖1f)。在礦石中偶見鐵鋰云母(圖1g)，含量極少。

綜上所述可以看到，高速公路的監控系統不是簡單的數據采集、傳輸和存儲，更重要的是對道路交通數據進行統計分析，監控道路的交通運行和氣候變化，掌握公路的運營情況；還要及時發現和有效處理交通事故，把交通事故的影響降到最小范圍，避免惡劣天氣、偶發事件對道路安全順暢運行的影響等。

2.6 高速公路交通安全設施信息化與智能化建設

高速公路交通安全設施是實現安全順暢通信的基礎，是保證高速公路運行效益的重要因素。高速公路交通安全設施的信息化與智能化建設，一般包含交通管理設施和防護設施兩個部分，主要是為有效降低交通事故的發生，實現交通引導、安全警告和管制防護等功能。信息化智能化技術應用于高速公路交通安全設施建設中，主要是利用先進的太陽能技術、自動控制和動態監測技術等，實現對高速公路道路標志、標識和標牌的動態化管理。進入新世紀后，各種先進的高速公路智能化安全設施得到應用。如智能化可變電子信息板和傳統電子信息板相比，能更為專業地、有針對性地實現對車輛駕駛人的動態警告、控制和管理，幫助出行者掌握道路通行信息，提高高速公路的利用率，降低意外產生的交通事故發生率。太陽能護欄等警示標志是高速公路比較常見的設備，目前使用太陽能作為能源的高速公路警示設備越來越多，這有效避免了傳統電能連接復雜，機動性和安全性能不強的缺點。太陽能安全引導標志和預警設施能在降低道路運營成本的同時，提高道路的安全順暢運行效率。彩色瀝青混凝土路面具有比普通瀝青混凝土路面更好的彈性、強度和蘇醒變形能力，色彩上的豐富能實現分區功能標志，也能和周圍環境融合為一體。

工作作風主要是指的對待工作的態度，是消極怠工或者積極上進。一個員工對待工作的態度將直接決定著他的工作業績，也會對林場的發展產生影響。工作作風方面出現以下情況予以扣分處理：遲到或者早退；對于來訪人員態度無禮傲慢、淡漠不配合或者對于投訴、查詢或者辦理業務的人員找借口推諉、拖延、拒絕等；擅離職守、上班時間玩游戲或者進行私人娛樂活動；弄虛作假、糊弄領導等。

3 我國高速公路信息化與智能化管理現狀

3.1 主要特點

高速公路信息發布系統主要是向高速公路的使用者發布行車信息和安全運行信息，是構建高速公路交通安全保障體系的重要內容。高速公路信息發布系統，主要依據高速公路的通行條件，為道路使用者發布公路施工、交通事故、惡劣天氣等情況信息，幫助高速公路使用者安全快速通行。高速公路信息發布系統目前主要是采用可變道路情況顯示屏、可變限速標志、高速公路專門的無線廣播電臺、高速公路側邊的專業有線廣播等設備，來參與高速公路的管理和調度，主要是優化交通運行主線的流通情況，提高車輛通行效率。信息化與智能化技術應用于高速公路信息發布系統，改進了傳統信息發布渠道少、功能單一的不足，優化了信息發布布局，提高了信息發布的針對性，能為不同群體提供有效的交通信息服務。交通信息系統是交通系統整體信息化和智能化的基礎，是提高路網通行能力、通行效率的關鍵。

為服務于不斷變化的行業需求，液空中國一直謀劃通過運用最新數字化技術向更具預測性、主動性、前瞻性的運營模式轉型。2017年9月15日，液空上海研發與技術中心的新數字化運營中心DPC（Digital Performance Center）正式啟用，這是該公司轉型的一個重要節點。作為公司數字化運營的中心樞紐，該中心可以幫助液空中國持續改善運營效率、預測并防止運營中的問題，在很大程度上優化客戶體驗。

一是建立了統一的聯網收費系統。國家大力推進收費公路領域改革，原有以省為單位建設的高速公路收費結算模式，在互聯網技術支撐下，實現了不同省市之間的聯網收費。車輛進入高速公路后可以采用ETC 不停車收費方式，也可以從收費站領取多次使用的IC 磁卡作為通行憑證。省級范圍內和大部分省份都實現了聯網結算，車輛的高速公路通行效率大大提高。

二是建立了專網專用的高速公路通信傳輸網。目前各省市都從實際出發，構建了專網專用的通信傳輸系統，一般是由移動通信設備、數字程控交換設備和應急輔助設備組成，已經實現以省市為單位的高速公路管理電話話務服務，該通信網絡還能實現高速公路路況圖像采集、綜合服務信息發布等功能。

三是基本建成了一體化安全監控調度體系。目前高速公路運營企業都已經建立起由道路上數量眾多的攝像監控設備組成的安全監控網絡，以實現對高速公路路況的監控，實時掌握高速公路的車輛運行、車流情況和車道使用情況，為高速公路通行提供控制服務信息，特別是對重要的公路橋梁、隧道等路段的實施監控，進一步降低了車輛的運行風險。

3.2 高速公路的信息化與智能化存在的不足

一是管理體系不夠健全。在高速公路管理中，雖然初步建立了計算機系統網絡平臺，但受到行政管理體制的約束，高速公路管理部分的業務板塊分割不夠科學，信息化智能化管理體系不夠健全完善，導致信息化與智能化管理受到所在區域經濟發展影響，存在較大的管理水平差異，管理質量也發展不均衡。

二是信息化與智能化建設水平不高。高速公路的信息化與智能化管理必須要基于良好的管理基礎，但從總體來看，有的地區高速公路管理數據庫的信息收集處理能力不足，管理的技術能力比較落后，導致信息化與智能化管理還停留在簡單的視頻監控、違法抓拍等層次，難以體現現代先進技術的整體管理效能。

三是服務體系和民眾出行需求之間存在一定差距。高速公路服務區是為司乘人員提供服務的主要區域，傳統服務區服務主要集中在生活服務、天氣路況服務和車輛維修服務等。在國家高速公路網絡突破8 億公里的新形勢下，高速公路服務區的功能需要進一步拓展，如增加服務的深度和廣度，將高速公路服務區建設和地方特色文化建設結合起來，致力于為司乘人員提供全方位、多層次的服務，豐富服務信息的發布形式、提高應急救援的效率等等。四是發展思想不夠與時俱進。現代社會是數字化、信息化時代，高速公路的信息化與智能化管理，不僅是硬件和軟件方面的改造升級，更重要的是要與時俱進優化管理理念和管理思路。但現在很多高速公路管理中依靠傳統思維進行管理的情況比較普遍，深度發揮出信息化與智能化管理的綜合效能還需要不斷提高。

四是管理系統的精細化管理程度需要不斷提高。高速公路的綜合信息管理要注重發揮信息化與智能化管理的優勢，以精細化管理促進管理水平、服務水平邁上新臺階。不能只是建立好高速公路綜合信息系統，還要不斷優化升級，適應公路管理內容不斷豐富的新需要。

本刊訊 2016年4月11日，由中國教育學會組織，清華大學附屬小學承辦的“語文主題教學”新發展論壇在清華大學附屬小學聯盛館開幕。北京教科院基礎教育課程教材發展研究中心王凱副主任、北京師范大學胡定榮教授、北京教育學院初等教育學院劉加霞院長等專家學者，以及近600名中小學教師齊聚一堂，參與了本論壇。

4 優化改進高速公路信息化與智能化管理的對策建議

4.1 要充分發揮信息化與智能化管理的整體優勢

高速公路的信息化與智能化管理涉及的內容多、范圍比較廣，在實際管理應用中，要注重堅持靈活性和實用性相結合的原則，在現有資源下，更好地發揮出信息化與智能化管理的整體價值。不能只是簡單地增加數據信息的采集量，要進一步提高對交通基礎數據的深入挖掘分析。如車載信息系統要幫助司乘人員獲得第一手道路通行信息，電子信息系統要運用專業化手段以提示牌等方式減少疲勞駕駛。高清圖像和視頻監控系統要在車輛違章和交通事故的處理中提供準確的執法依據等等。

4.2 要全力提高信息化與智能化管理的應對突發事件能力

高速公路的信息化與智能化管理，不僅要提高對基礎管理工作的技術支撐，更要體現在如何提高對公路管理中的突發事件的快速有效處理中。要重視采集數據的規范化，讓各類信息數據的準確性、實效性進一步提高。要加強應急管理預案設計，提高對突發事件、復雜問題的快速反應和及時有效處理。要發揮信息共享平臺的作用，對突發事件進行提前預測和感知，及時發布示警信息。

4.3 要以長遠眼光推進信息化與智能化管理持續優化升級

高速公路信息化與智能化管理不是一蹴而就的工作，必須適應時代發展需要，將高速公路管理的路網監測、數據管理等不同領域成果集成形成規模效應，發揮更大管理價值。要眼光放長遠，以前瞻思維推進高速公路綜合信息平臺的優化升級，為司乘人員提供更優質的服務。要引入地方旅游建設、區域醫療救護等力量，實現高速公路服務和各行業的交互和共贏，推動高速公路實現全面可持續發展。

在綠色最優模式中，優先順序為B、C、A、D，其產能能量消耗的耗電量分別為B：2kWh/kWh，C：3kWh/kWh，A ：7kWh/kWh，D ：9kWh/kWh。

在信息技術、人工智能技術迅速發展的背景下，高速公路的信息化和智能化管理要朝著全面管控、全面服務的方向發展，用好現代先進技術，以安全可靠通行、全面優質服務為目標，促進高速公路管理真正進入全面信息化與智能化的發展新階段。

5 結語

綜上所述，隨著國內高速公路路網系統的發展進一步趨于完善，高速公路交通管理中對交通信息化服務與車輛智能化安全管理方式的相互依賴關系將變得更加明顯，因此各地高速公路綜合管理相關部門更應該未雨綢繆，從現在便開始重點對各地高速公路管理系統的車輛信息化安全和服務智能化系統進行認真思考、研究，在此基礎上再提出形成一套體系比較成熟、完整、科學的高速公路系統信息化設計與安全智能化技術管理方案。