智慧高速公路的內涵及其架構探究

夏旻垚 趙恒

摘要：我國智能交通的研究與開發已經走過了十多年的歷程，在關鍵技術領域取得了許多創新成果。目前，高速公路收費、公路隧道信息化、視頻監控等子系統在高速公路工程建設和管理中得到了廣泛的應用，為高速公路智能交通系統的建設奠定了堅實的基礎。目前，我國在智能交通建設方面取得了一些成績，但真正的智能交通尚未完全實現。尚未形成完整規范的智能交通建設管理體系和體系。高速智能交通建設的標準化管理體系和體系需要在建設過程中逐步探索。

關鍵詞：智慧高速;內涵架構

引言：

智能高速公路是智能交通的重要組成部分。目前，業內對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涵，認為智能化高速公路是建立以數據為中心的高速公路協同管控和創新服務系統，以信息化手段提高高速公路的管理和服務水平“人的智慧思維+先進技術手段+協同運行機制+創新模式”。從技術、服務、數據、應用和部署五個方面提出了智能高速公路的體系結構，為智能高速公路的建設指明了方向。智能化高速公路關鍵技術的突破，將帶動高速公路運營管理模式和經營模式的創新與改革，有利于高速公路產業生態系統建設，促進產業轉型發展，提高質量和效益。

一、智能高速公路的內涵分析

在系統工程理論的廣泛應用中，提出了頂層設計的基本概念。它的定義是自上而下設計的。通過系統的戰略規劃和設計，決策者統一了研究對象、研究方法和目標。綜合的理論框架為實踐提供了技術框架意義。從內涵上講，智能高速公路不僅是這一頂層設計的產物，也是通過系統工程對“人、車、路、環境”等各要素進行全面協調和管理的產物。通過智能化公路技術和建筑設計，可以更好地將傳統時期的公路發展方向向簡化方向發展，提升物質生產效率，產生生態效益、綜合效益等經濟社會效益，提高利用效率，從根本上改變現有粗放型增長模式，高速公路產業利用將全面轉變為集約型增長模式，最終實現智能化高速公路全要素生產率的轉型升級。

二、應用場景

從應用場景分析，智能高速公路的“1+m+n”架構可以滿足至少8種場景的基本應用。例如，充電服務場景中的應用可以實現“自由流充電服務”，通過電子充電和無線通信，自動、快速、準確地完成多車道免費車輛的免費充電和服務。同時，“智能服務區”可以滿足各種服務的個性化需求;目前的應用還體現了“卡車編隊駕駛”的優點。智能檢測技術可以在車載和路邊傳感器裝置設置后，自動將車輛的實時行駛信息上傳到管理系統，并通過預測和分發結果，提供一組3輛以上的卡車（屬于短程組）。例如，“隨車信息走廊”可以根據車輛定位提供準確的攝像服務信息，滿足其對路網的理解，特別是與車輛導航的信息連通性，全面提高導航的準確性和有效性。通過車道級主動控制模式的應用，可以實現交通流的管理。

三、智慧高速公路的內涵及其架構探究

1.高速公路主動交通控制技術

基于在線交通仿真和空地協同交通狀態感知，結合高速公路匝道控制、干線控制、通道控制和安全預警等技術手段，實現高速公路主動交通管理。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營水平。為實現智能化高速公路監控目標提供了技術支持。

2.高速公路個性化信息服務技術

為了改變傳統高速公路出行信息發布手段單一、內容落后的現狀，前端etc2.0支持開發道路專用短程通信（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，還要提供個性化、差異化的交通信息服務。如車輛安全預警信息、交通安全預警信息、交通控制信息、動態駕駛導航信息等，為實現可服務智能公路的目標提供技術支持。

3.物聯網監控系統設計

近年來，我國公路建設規模明顯擴大和提高，涉及的主客觀因素更加多樣化，在建設過程中也將面臨各種挑戰和風險。在這種情況下，施工企業應持續監控高速公路現場施工，設計完善的物聯網監控系統，協調項目各個環節的可控要素。除了校對實驗室設備和儀器外，還需要穩定水泥混凝土的性能。路基壓實設備的數字化改造，減輕了人類勞動主體的壓力和負擔。同時，施工企業還需要充分利用網絡信息平臺，及時收集整理監測數據存儲在數據庫中，確保信息的真實性和客觀性，并根據需要隨時進行可追溯性查詢。這些都可以使項目的質量管理更加先進，彌補傳統管理模式的滯后，使數據分析朝著更加準確、規范的方向發展。

四、智惠快遞服務目標標準展望

隨著移動通信技術的發展，可以構建路網綜合交通監控預警系統，形成人、車、路網協調的綜合泛知識感知系統。實際駕駛分為自動駕駛和自動駕駛;采用全新可靠的采集管理模式，施工車輛通過終端安裝系統進入在線采集，實現E、t、C采集全開放，地面道路采集站傳輸，從而有效提高整個路段的通行率。將客車與貨車分開或安排貨車組成車隊，可以提高交通效率，減少道路交通擁堵;通過準確的車輛定位、一車一路協調發展、公共出行服務系統等高新技術的綜合開發，可以有效克服極端天氣對道路和車輛的影響。確保特殊情況下車輛的安全;在服務區、停車場及可設置充電設施的路段設置綜合充電裝置，為車輛提供儲能充電服務，實現高速公路上的無線充電服務。要形成完善的公路交通安全駕駛主體體系，確保車輛安全，既需要有效的系統支持，也需要安全管理體系。調整緊急程度和指揮管理力量，降低交通事故發生率，實現“零事故”的美好愿望。

結語：總之，高速公路的發展經歷了信息化的初級階段。在交通基礎設施資源優化配置、大數據技術、云計算系統、高速公路信息系統的推動下，高速公路已發展到智能高速公路的更高階段。綜上所述，“1+m+n”的總體建筑設計不僅賦予了智慧高速公路豐富的內涵，也滿足了新時期我國整體經濟建設中交通運輸業轉型升級的需要。通過高速公路的智慧，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

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

作者簡介：

夏旻垚1987.7，男，漢，浙江杭州，本科，高級工程師，主要研究方向：交通機電工程

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