現有高速公路智慧化提升改造分析

文 / 黃珂

公路智慧化改造內容

公路機電系統可分為通信系統、監管系統還有收費系統。對公路進行改造的關鍵，便是以現有設施為依托，在充分整合并提升的前提下，加入相應軟件系統，以此來達到對公路所具有智慧化水平進行提高的目的。

建設基礎設施

根據智慧公路所提出運行需求可知，在提升改造環節，有關人員應對三方面內容引起重視：一是對現有供電網、通信網進行擴容。二是新增功能豐富的戶外機柜、路側立桿還有龍門架。三是對雷達和通信基站等設施進行合理部署，在恰當位置安裝檢測器及誘導裝置，確保所打造網絡兼具控制、傳感和誘導等功能。

優化交通服務

改造高速公路期望達成的目標，便是為用戶提供先進且高效的交通服務，要求有關人員以云控平臺及現有設施為基礎，充分利用先進手段及策略，為用戶提供相應的服務，例如，行車預警，貨車編隊行駛，同時為管理部門快速處理異常情況提供便利。

打造云控平臺

對基礎設施進行建設，其主要目的是賦予公路在信息采集方面更為突出的能力，通過新增控制設備以及誘導設施的方式，使車輛得到合理誘導及全面管理。要想實現該目標，關鍵是要盡快完成建設云控平臺的工作，該平臺主要負責對交通狀況等公路信息進行整合并處理，根據各層級、各應用所具有特點，制定相應決策，確保高速公路得到精確且有效的控制。與此同時，該平臺還能夠適配自動駕駛車輛，根據車輛等級為其協同運行提供幫助，通過及時切換駕駛模式的方式，將交通事故出現概率降至最低。

公路智慧化改造策略

對公路進行智慧化改造的落腳點是對云控平臺、基礎設施進行建設，通過對基礎能力進行提升的方式，使管理部門所提供服務最大程度滿足用戶需求。鑒于此，在開展智慧化改造相關工作時，有關人員應將重心落在行車誘導、控制設施和高精度地圖等方面，通過大力建設基礎能力的方式，使智慧化改造取得應有效果。下文主要以基礎能力為落腳點，圍繞智慧化改造展開了討論，供相關人員參考：

打造數字感知系統

該系統的感知對象為人車路環境，強調通過為用戶及管理部門提供所需交通信息的方式，實現對高速公路進行數字化建設的目標，由此可見，只有盡快完成打造數字感知系統的工作，才能使公路行車得到精確管控，同時為全方位養護和全過程管理等工作的開展提供支持。

在開發該系統時，以下內容需要引起重視：一是通過路側攝像機或車載終端，對車輛當前運行狀態和相關數據進行采集，包括但不限于異常行為、車輛信息和行駛速度。二是經由氣象傳感器以及狀態檢測器，對路面是否存在結冰、積水或積雪問題進行檢測，同時對各路段相對濕度、實時溫度和風速進行檢測。三是借助應變、裂縫還有溫度傳感器，對感知橋梁道路狀態的系統進行構建，確保橋梁道路狀態始終處于被監管的狀態，以便于潛在危險因素能夠被及時發覺并得到處理。

除特殊情況外，有關人員均應將達到以上要求的感知設備安裝在龍門架、路旁立桿上，所安裝設備類型以雷達和檢測器為主，確保公路氣象情況、交通情況還有路面情況可得到實時檢測。此外，對公路進行智慧化改造時，有關人員還應做到以現有設備為基礎，根據需求進行增配增量，通過充分融合新建系統與現有系統的方式，保證所打造感知系統能夠發揮出應有作用。

建設精確定位系統

對公路進行智慧化改造所要達成的目標，主要可被歸納為以下四點：一是基于分離管控、車路協同還有編隊行駛等技術，對路段進行改造，使各路段具有更為理想的通行效率。二是以多模融合通訊、全息感知為依托，對相應的收費模式進行構建。三是充分利用車路協同、精確定位以及輔助駕駛技術，最大程度降低特殊天氣給車輛行駛造成的不利影響，真正做到全天候通行。四是建立健全調度系統、云控平臺還有處理系統，為車輛安全行駛提供保障。

要想實現上述目標，關鍵是要有精確定位系統提供支持。該系統的主要功能視為車輛、路側設備和乘客提供導航、定位及授時服務的系統，例如，根據自動駕駛車輛所處等級，為其提供定位信息；根據車輛養護服務，對其進行精確定位；基于一危兩客車輛，對其運行軌跡進行實時采集。再例如，為自動駕駛車輛提供地圖。智慧公路對各類系統所提出要求，主要是能夠做到長期、穩定運行，鑒于此，在開發定位系統時，有關人員應充分利用我國現有定位系統，將V2X基站作為平臺，對多模定位系統進行建設，根據實際需求調整應用系統、處理系統所能提供服務，確保云控平臺能夠以用戶需求為依據，為其提供頻率不同、精度不同的服務，使用戶所具有定位需求得到最大限度的滿足。

構建無線通訊網絡

對公路進行改造時，切記不可過度超前，而是應當以非智能汽車、現已得到推廣的自動駕駛汽車為切入點，根據其所提出控制和服務需求，制定相應的改造方案，確保經過改造的公路可盡快投入使用，通過對公路服務、管控能力進行提高，為群眾提供更加良好的出行環境，使其所提出多元化、個性化需求得到應有滿足。

對公路進行智慧化改造時，為滿足車路同步應用、數字精確感知和行車全程管控等需求，有關人員應對以下工作加以落實：一是沿公路對通訊網絡進行增配擴容，二是對全覆蓋的多模通訊系統進行構建，充分利用現有車聯網技術、通訊技術，基于路側設備、通信基站還有車載終端，為乘客及車輛提供相應的服務。這里要注意一點，對無線通訊設備進行部署時，有關人員應以交通服務對數據體量和類型所提出要求為依據，對設備數量加以確定，在保證傳輸效果達到預期的前提下，盡量降低設備安裝密度，提高項目經濟性。除此之外，還應對相應的空間及節點進行預留，這樣做的目的主要是確保日后系統升級工作可得到有序開展，并保證基礎設施可得到重復使用。

優化地圖顯示系統

在提供普通地圖的前提下，對二維地圖、三維地圖進行提供，其中，三維地圖所服務對象主要為自動駕駛車輛，由其所提供信息主要有護欄高度、路面坡度和前方標志顏色、立桿位置，旨在確保自動駕駛汽車能夠得到全面管理，為其日常行駛的安全性提供保證。另外，對地圖顯示系統進行優化，還能夠為管理部門日常工作的開展提供便利，通過引入精細管理模式，使管理交通、養護附屬設施等工作得到更加高效的開展。

一般來說，制作精確地圖的工作應交由專業單位負責，由技術人員以路側設備、云控平臺和邊緣計算機為載體，分別對地圖數據進行部署。地圖數據主要分為靜態數據、動態數據，其中，靜態數據分為道路數據、車道數據還有附屬設施數據，動態數據主要是指交通事故數據和路況數據。由此可見，要想保證地圖所顯示數據具有理想精度，關鍵是要實時跟進并更新數據變化情況，要求有關人員以感知系統所提供數據為基礎，借助邊緣計算機對采集所得數據進行處理，隨后，再通過云控平臺及路側設備進行準確發布。

優化公路傳統營運模式

項目背景

1.滿足出行需求

隨著生活水平的提高，群眾對出行所提出需求較以往有所增多，僅憑借現有手段對公路進行管理，通常無法取得理想的成果，對營運模式進行優化勢在必行。

2.適應集中管理

以往管理模式的不足主要體現在三個方面，首先是管理資源相對分散，其次是響應滯后，最后是處置效率難以提高。基于智慧平臺對現有資源進行充分整合，同時對處置流程進行再造，不僅能夠使管理效率得到提高，還可起到控制管理成本的效果，使集中管理、區域管理所提出需求獲得最大程度的滿足。

3.緊跟行業發展

受大數據爆炸和互聯網+快速發展的積極影響，公路閑置資源被盤活，這一改變使公路所具有智慧化水平得到了大幅提升，轉變公路管理模式，對實現持續發展目標具有重大意義。

平臺架構設計

智慧營運平臺分為五個子系統，各系統間數據互通，由數據庫負責整合并統一存儲。

1.交通管理

該系統所提供功能主要分為兩類，一類是監控路況、采集并分析數據等基礎功能，另一類是處理突發事件、發布交通誘導以及管理隧道等針對性較強的功能。

2.任務管理

該系統的作用主要是強化管理中心所具有的督辦職能，一方面可提供應急處置、值班管理和計劃管理等功能，另一方面能夠為有關人員查詢并整理任務數據的工作提供便利。該系統往往由財務、路政管理、路產養護以及安全管理等功能模塊組成，與公路營運所設計各項業務的重合度較高。

結論

綜上，隨著信息技術的發展，建設智慧公路的工作逐漸被提上日程。智慧公路強調以全天候通行為目標，通過全過程管理與全路段感知相結合的方式，為用戶帶來更符合其心理預期的出行體驗。在此背景下，圍繞如何實現公路智慧改造展開討論成為大勢所趨，本文便以此為切入點，結合建設智慧公路建設內容，對切實可行的建設方案及要點進行了說明，希望能為日后相關工作的開展提供理論依據。