科技時(shí)代如何優(yōu)化高速公路信息化與智能化建設(shè)探究

王曦 黃敏

摘要 近十年來(lái)，我國(guó)加快高速公路建設(shè)，打造了一條經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主干線，為社會(huì)主義市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)帶來(lái)了強(qiáng)有力的支撐。信息化與智能化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，不僅適應(yīng)了人們對(duì)公路出游的新要求，而且還能夠提高管理效率，加快公路運(yùn)輸速度，保障安全，為交通運(yùn)輸行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了有力保障。研究公路信息化與智能化管理的必要性，不僅可以改善公路技術(shù)水平，而且還可以高效地改善現(xiàn)有的管理模式。文章從公路信息化與智能化管理的角度出發(fā)，對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)公路管理工作的現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析，并提出了一系列行之有效的改進(jìn)措施和建議，以期達(dá)到更好的管理效果。

關(guān)鍵詞 科技時(shí)代；高速公路；信息化；智能化

中圖分類號(hào) U495文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）09-0180-03

0 引言

隨著信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，公路信息化與智能化已經(jīng)成為當(dāng)今交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。交通運(yùn)輸部強(qiáng)調(diào)，要充分運(yùn)用信息化和智能化技術(shù)，促進(jìn)城市交通轉(zhuǎn)換升級(jí)，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化發(fā)展，以智慧交通工程建設(shè)為主陣地，加快推進(jìn)公路信息化智能化，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸現(xiàn)代化，為社會(huì)發(fā)展提供更加有力的支撐[1]。該文從公路信息化與智能化管理的角度出發(fā)，對(duì)當(dāng)前國(guó)內(nèi)公路管理工作的現(xiàn)狀進(jìn)行了深入分析，并提出了一系列行之有效的改進(jìn)措施和建議，以期達(dá)到更好的管理效果。

1 高速公路信息化智能化發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 建設(shè)成果

在“十二五”期間，中國(guó)高速公路信息化與智能化建設(shè)工作取得了顯著進(jìn)步，實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃目標(biāo)。其具體表現(xiàn)在三個(gè)方面：

1.1.1 全國(guó)公路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)與服務(wù)

2012年7月18日，交通運(yùn)輸部路網(wǎng)監(jiān)控與緊急處理管理中心掛牌成立，象征著我國(guó)高速公路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)實(shí)行了統(tǒng)一即時(shí)監(jiān)控，為事件的緊急處理提出了有力支持。該服務(wù)中心的功能包含運(yùn)營(yíng)監(jiān)控、事故處理和安全出行咨詢服務(wù)，已建立起覆蓋全國(guó)三個(gè)管理體系的完整的高速公路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)監(jiān)控與事故處理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，為社會(huì)帶來(lái)更多平安可信、便利快速的安全出行咨詢服務(wù)。

我國(guó)公路交通廣播是由交通運(yùn)輸部和中央人民廣播電臺(tái)共同運(yùn)作的廣播欄目，于2012年6月26日在京津塘段FM99.6MHz開(kāi)播。2015年6月29日，招商局集團(tuán)與我國(guó)高速公路交通廣播公司簽署了合作協(xié)議，成為該廣播節(jié)目的運(yùn)營(yíng)方。我國(guó)高速交通廣播為駕駛員和旅客帶來(lái)即時(shí)的路況、氣象、消息、文娛等消息咨詢服務(wù)，不僅能夠滿足日常出行的需求，還能夠完成緊急情況播報(bào)和數(shù)據(jù)信息傳遞功用，以及根據(jù)定位的智慧差異化交通信息咨詢服務(wù)，有效提升了應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和應(yīng)急處置能力。

1.1.2 全國(guó)高速公路信息通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)

2014年9月30日，中國(guó)高速公路信息通信系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)工程干線傳輸系統(tǒng)完成了聯(lián)調(diào)測(cè)試，華中、東南、西北、中西、西南等五個(gè)環(huán)網(wǎng)和東北鏈全部實(shí)現(xiàn)了貫通，使得二十五個(gè)省（自治區(qū)、直轄市）的視頻圖像可以實(shí)時(shí)傳輸，而另外三個(gè)省由于缺乏相應(yīng)的設(shè)備，無(wú)法實(shí)現(xiàn)視頻圖像傳輸。

1.1.3 全國(guó)高速公路電子不停車收費(fèi)聯(lián)網(wǎng)

2014年3月，交通部宣布全國(guó)公路電子收費(fèi)管理系統(tǒng)（ETC）將正式啟動(dòng)聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用項(xiàng)目。12月26日，14個(gè)城市的高速將實(shí)現(xiàn)ETC上網(wǎng)收費(fèi)。2015年底，全國(guó)十五個(gè)省（區(qū)、市）實(shí)現(xiàn)ETC聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，這標(biāo)志著ETC技術(shù)的重大突破，為ETC的大范圍化使用和完善服務(wù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。這一重大進(jìn)展將為我國(guó)ETC聯(lián)網(wǎng)發(fā)展帶來(lái)強(qiáng)有力的支撐，為社會(huì)發(fā)展帶來(lái)更為安全可靠的保障。

1.2 存在問(wèn)題

盡管我國(guó)高速公路建設(shè)獲得了顯著的進(jìn)展，為未來(lái)發(fā)展奠定了扎實(shí)的基石，但仍然無(wú)法滿足“四個(gè)交通”發(fā)展戰(zhàn)略的要求，其主要表現(xiàn)在3個(gè)方面：

（1）信息化和智能化缺乏強(qiáng)有力的推進(jìn)力度，公共支撐平臺(tái)的發(fā)展落后于時(shí)代發(fā)展的步伐；沒(méi)有統(tǒng)一的信息化標(biāo)準(zhǔn)要求，信息技術(shù)數(shù)據(jù)共享的協(xié)調(diào)機(jī)制沒(méi)有建立；技術(shù)基礎(chǔ)和公開(kāi)的平臺(tái)發(fā)展落后，資料互換、數(shù)據(jù)共享和服務(wù)協(xié)作存在較大難度；公路運(yùn)輸領(lǐng)域各業(yè)務(wù)系統(tǒng)資料和軟件系統(tǒng)之間存在著較大差異，使得公路運(yùn)輸領(lǐng)域各單位累積的大量信息未能實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用。

（2）其他業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的應(yīng)用范圍較為有限，輔助管理決策能力相對(duì)較差。目前，行業(yè)信息系統(tǒng)的信息服務(wù)范圍較窄，主要集中在基礎(chǔ)信息收集和行業(yè)信息處理方面，缺少輔助和行政管理決定、緊急情況指令調(diào)整和公共服務(wù)的綜合型功用；應(yīng)對(duì)應(yīng)急處置手段較為滯后，缺少領(lǐng)先的技術(shù)手段。

（3）公共出行信息咨詢服務(wù)功能存在明顯缺失，不能及時(shí)、準(zhǔn)確地提交出游前的個(gè)人信息；出游信息發(fā)布渠道單一，缺乏利用手機(jī)網(wǎng)絡(luò)、手機(jī)智慧終端等技術(shù)手段，從而影響了公共出游的便捷性和安全性。

2 智慧高速公路需求分析

2.1 功能需求

（1）路網(wǎng)運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)、監(jiān)控功能。過(guò)對(duì)省域路網(wǎng)的宏觀監(jiān)視，可以收集來(lái)自各級(jí)政府、企業(yè)和社會(huì)組織的信息，以便全面了解省域高速網(wǎng)的交通和環(huán)境運(yùn)行狀況、嚴(yán)重非正常事故的發(fā)生情況以及緊急處置資源的分布情況，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)和預(yù)防重大風(fēng)險(xiǎn)隱患。

通過(guò)對(duì)市域路網(wǎng)的宏觀監(jiān)控，可以獲取來(lái)自不同體系的數(shù)據(jù)，包括城市交通和環(huán)境保護(hù)運(yùn)營(yíng)狀況、特殊交通事故狀況，急救處置物資分配狀況，嚴(yán)重影響狀況，以及設(shè)備的使用率，這樣就能夠全面掌握市域高速公路網(wǎng)的狀況。

（2）路網(wǎng)應(yīng)急處置功能。根據(jù)不同類型的應(yīng)急事件，將其劃分為不同的等級(jí)，明確各級(jí)政府部門在處置這些事件時(shí)的權(quán)力和責(zé)任，并制訂相關(guān)的應(yīng)急處理程序。重大事件由省政府部門處理，其他事件由市政府部門處理。縣、基層單位應(yīng)當(dāng)按照省、市管理中心發(fā)布的應(yīng)急指令，積極開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，準(zhǔn)確識(shí)別應(yīng)急事件，及時(shí)向省、市管理中心報(bào)告調(diào)查結(jié)果，確保應(yīng)急工作的順利進(jìn)行。

（3）輔助決策功能。經(jīng)過(guò)對(duì)道路、天氣、事故等資料的綜合分析，可以提出有關(guān)這些資源的分配規(guī)則，此外還可以利用歷史數(shù)據(jù)來(lái)預(yù)測(cè)未來(lái)的道路交通和天氣狀況。可通過(guò)評(píng)估現(xiàn)有資源的配置狀況，實(shí)施最優(yōu)化的資源。對(duì)事故應(yīng)急處置程序和案件作出評(píng)價(jià)，以便繼續(xù)建立相應(yīng)措施和緊急處置流程。

（4）公路行業(yè)管理及監(jiān)管功能。通過(guò)整合公路服務(wù)行業(yè)的各種數(shù)據(jù)和資源，實(shí)現(xiàn)信息庫(kù)的相互融合，提高管理效率和監(jiān)督能力。這樣，公路領(lǐng)域的工作人員就可以使用行業(yè)綜合管理系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行工作。同時(shí)，由于數(shù)據(jù)共享，各個(gè)公路行業(yè)的“跨部門、跨服務(wù)”也可以協(xié)同應(yīng)用和管理。

（5）公眾出行服務(wù)功能。為了滿足公民出游前的需求，推出了多種信息咨詢，包括路況、天氣狀態(tài)、建筑施工具體情況、路面控制情形、路面事故等。在途資訊業(yè)務(wù)可以利用互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線廣播電臺(tái)、來(lái)電、短信、可變信息標(biāo)志、移動(dòng)手機(jī)、汽車移動(dòng)手機(jī)等多種方式，獲得路況、天氣狀態(tài)、建筑施工具體情況、路面控制情形、路面事故、路線誘導(dǎo)和指引等資訊；在線便民咨詢可以利用其他平臺(tái)，為公民帶來(lái)便捷的生活服務(wù)方式，讓他們?cè)诔鲇吻坝谐浞值臏?zhǔn)備，在出游時(shí)可以更加輕松、便捷地獲得資訊；公民可以透過(guò)咨詢和投訴等方式獲得幫助。

2.2 數(shù)據(jù)需求

（1）高速公路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。公路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)涵蓋了各種高速公路的靜態(tài)情況，包含路線、設(shè)施、里程碑和百米樁、應(yīng)急資源、服務(wù)點(diǎn)、與高速相連的基層情況以及行政區(qū)劃等。這些數(shù)據(jù)信息可以幫助人們更好地了解高速公路的狀況。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)涵蓋了空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)屬性兩個(gè)方面[2]。

相關(guān)設(shè)備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包含了設(shè)備ID編碼、名稱、地址、樁號(hào)、安裝位置、參數(shù)說(shuō)明和訪問(wèn)方式。此外，還包括行業(yè)內(nèi)各機(jī)構(gòu)及其人員的詳細(xì)信息。

（2）高速公路網(wǎng)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。高速公路網(wǎng)交通運(yùn)行及環(huán)境狀態(tài)數(shù)據(jù)涉及視頻、道路交通參數(shù)、天氣、結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)、事故、巡路車通訊、火災(zāi)報(bào)警消息、違規(guī)捕捉等。統(tǒng)計(jì)分析則是對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理過(guò)程后得出的結(jié)果，可以幫助人們更進(jìn)一步地了解車流量、天氣特點(diǎn)、運(yùn)行情況、環(huán)保狀態(tài)、交通事故情形和隱患等。共享數(shù)據(jù)通過(guò)與其他行業(yè)和上級(jí)管理部門的合作，以提升整體效率和效能。

（3）業(yè)務(wù)管理數(shù)據(jù)。其主要包括行業(yè)信息和巡邏車調(diào)度信息等。

（4）主題數(shù)據(jù)。主要包括應(yīng)急預(yù)案數(shù)據(jù)、事件處理情況、業(yè)務(wù)考核、公路網(wǎng)安全性、輔助決策挖掘、公眾服務(wù)、視頻會(huì)議、應(yīng)急資源與公眾交互等。這些數(shù)據(jù)可以幫助人們更好地了解和應(yīng)對(duì)突發(fā)事件。

2.3 性能需求

（1）系統(tǒng)可用性。要求系統(tǒng)能夠提供良好的可用性、友好的界面和易于使用的功能。

（2）系統(tǒng)可擴(kuò)展性。為了適應(yīng)業(yè)務(wù)內(nèi)部和整個(gè)社會(huì)部門的需求，信息系統(tǒng)必須具備良好的擴(kuò)展性。

（3）系統(tǒng)并發(fā)處理能力。系統(tǒng)具有出色的并發(fā)處理能力，可以同時(shí)應(yīng)對(duì)多種緊急情況。

（4）信息安全。應(yīng)當(dāng)確保系統(tǒng)安全達(dá)到國(guó)家信息安全等級(jí)保護(hù)二級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。

3 智慧高速公路總體設(shè)計(jì)

為了滿足高速管理人員和外出者的需求，該設(shè)計(jì)將采用云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、手機(jī)網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、寬頻無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)等新型網(wǎng)絡(luò)發(fā)展和手段，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)思維，對(duì)傳統(tǒng)高速機(jī)電網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行重建和再造，以實(shí)現(xiàn)省域高速的控制信息處理、緊急命令、協(xié)助政策管理工作、業(yè)務(wù)以及外出資訊咨詢的信息化和智能，以提升效率和服務(wù)水平[3]。

3.1 建設(shè)定位

“互聯(lián)網(wǎng)+高速公路”智慧高速公路旨在為高速公路信息、城市交通信息、道路交通安全管理、綜合交通運(yùn)輸以及公共出游提供全面的咨詢服務(wù)，并且重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)用戶的體驗(yàn)感受。

3.2 建設(shè)目標(biāo)

智慧高速的建設(shè)旨在實(shí)現(xiàn)省域高速公路網(wǎng)的安全順暢，通過(guò)信息化建設(shè)和智能管理手段，為緊急處理提出有力支撐，為規(guī)劃、建設(shè)、管理工作等提出有效的決策數(shù)據(jù)分析支持，為各產(chǎn)業(yè)提出全面的服務(wù)，為公共旅游帶來(lái)便利的信息，以及為物流信息管理、交通運(yùn)輸安全監(jiān)督管理、水運(yùn)通航等綜合交通運(yùn)輸提出有效的支持。

3.3 建設(shè)任務(wù)

依照現(xiàn)階段對(duì)高速公路建設(shè)的需求與定位分析，智慧高速公路的建設(shè)任務(wù)需要對(duì)其進(jìn)行細(xì)分化。其主要包含以下幾個(gè)方面：

（1）建設(shè)省、市兩級(jí)大數(shù)據(jù)中心。通過(guò)建立全省和市級(jí)高速大數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建涵蓋全省的數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)，構(gòu)建云計(jì)算服務(wù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)高速行業(yè)業(yè)務(wù)綜合管理、運(yùn)行監(jiān)測(cè)與監(jiān)控、應(yīng)急處置、智能化輔助決策支持以及出行信息咨詢服務(wù)等功能，為社會(huì)發(fā)展提供更加有效的支持。

（2）完善基礎(chǔ)傳輸網(wǎng)絡(luò)。基于高速沿線的光纜通訊網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，將增加寬帶無(wú)線移動(dòng)通信設(shè)備，以滿足車內(nèi)客戶的入網(wǎng)要求，并實(shí)現(xiàn)車路通信等多項(xiàng)服務(wù)。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)。智能高速公路數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)包含四個(gè)部分：基本數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、服務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和主題數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。

（4）建設(shè)數(shù)據(jù)災(zāi)備中心。為了保證全省和市級(jí)管理中心的安全，應(yīng)設(shè)立數(shù)據(jù)災(zāi)備管理中心，以便對(duì)重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的備份和恢復(fù)。

（5）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匯集及標(biāo)準(zhǔn)化。將智慧高速公路的數(shù)據(jù)整合到省級(jí)和市級(jí)的大數(shù)據(jù)中心，確保每一類數(shù)據(jù)都是獨(dú)一無(wú)二的，并且是全國(guó)統(tǒng)一的，經(jīng)過(guò)規(guī)范化管理后儲(chǔ)存在對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中。

（6）與其他部門標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)共享。促進(jìn)與其余領(lǐng)域的信息資源共享，包括城市交通管理部門、天氣政府部門、醫(yī)療機(jī)構(gòu)和交通運(yùn)輸公司等，以及與上級(jí)政府部門的合作。

3.4 高速公路總體框架

智慧高速公路的總體架構(gòu)由四個(gè)層次組成。

第一層是數(shù)據(jù)信息采集層，負(fù)責(zé)管理收集各種數(shù)據(jù)分析，并將其上傳至大數(shù)據(jù)中心，包含外場(chǎng)檢測(cè)設(shè)施、維護(hù)和路政管理部門以及其余各行各業(yè)共用的數(shù)據(jù)信息。

第二層是信息傳輸層，由光纖和無(wú)線兩種通信技術(shù)構(gòu)成，可以實(shí)現(xiàn)高效、安全的數(shù)據(jù)傳輸。

第三層是基礎(chǔ)信息資源層，位于各省和市級(jí)大數(shù)據(jù)中心，旨在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的集中儲(chǔ)存和軟硬件支撐平臺(tái)。這些數(shù)據(jù)分析都可以使用結(jié)構(gòu)化存儲(chǔ)方法，用于儲(chǔ)存非視頻數(shù)據(jù)，也可能使用集群存儲(chǔ)方式，用于儲(chǔ)存收集的視頻數(shù)據(jù)。

第四層為應(yīng)用服務(wù)層，設(shè)置在省級(jí)和市級(jí)行政中樞，涵蓋了高速公路行業(yè)的綜合管理工作、運(yùn)行監(jiān)測(cè)與監(jiān)控、應(yīng)急處置、智能化輔助決策支持以及出行信息服務(wù)等功能。

4 智慧高速公路發(fā)展展望

伴隨著新型互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，未來(lái)智慧高速的發(fā)展趨勢(shì)是建立一條完善的數(shù)據(jù)服務(wù)走廊，不僅能夠完成傳統(tǒng)交通信息的發(fā)布，還能夠完成汽車智慧客戶端與高速公路管理服務(wù)中心之間的數(shù)據(jù)互動(dòng)，以及汽車智慧客戶端與路側(cè)智慧客戶端之間的數(shù)據(jù)互動(dòng)，進(jìn)而構(gòu)建一個(gè)真實(shí)含義上的開(kāi)放式互聯(lián)網(wǎng)的高速，完成人、車、路、環(huán)保之間的智慧協(xié)作，提升交通運(yùn)輸效率和安全性[4]。

此外，通過(guò)推出多元化的信息技術(shù)產(chǎn)品，如動(dòng)態(tài)交通導(dǎo)航、主動(dòng)安全提醒等，高速公路經(jīng)營(yíng)管理工作企業(yè)可以獲得更多的利益，從而提高他們的效益，為出游者帶來(lái)更加便利的出游感受。

5 結(jié)語(yǔ)

總而言之，智能高速公路旨在利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，重塑傳統(tǒng)的公路管理和服務(wù)模型，創(chuàng)造一個(gè)開(kāi)放式、交互的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。當(dāng)前，智能高速鐵路的建設(shè)工作總體目標(biāo)是進(jìn)行數(shù)據(jù)交換與資源利用、數(shù)據(jù)信息融入與開(kāi)發(fā)，進(jìn)一步提高經(jīng)營(yíng)水平，改進(jìn)旅行服務(wù)水平，達(dá)到省域高速鐵路的監(jiān)測(cè)信息管理、緊急指令、輔助和決策管理業(yè)務(wù)以及旅行資訊業(yè)務(wù)的智能化。

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