高速公路信息化與智能化管理的發(fā)展分析

李欣科

（蘭州朗青交通科技有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，國民對高速公路的建設(shè)品質(zhì)和服務(wù)水平提出了更高的要求。然而，高速公路管理工作涉及的環(huán)節(jié)和內(nèi)容較多，且管理服務(wù)過程中存在較多干擾因素，若依然沿用傳統(tǒng)的管理服務(wù)模式，則很難滿足新時期背景下國民提出的更高要求。對此，高速公路建設(shè)及管理部門，需要緊跟時代發(fā)展步伐，充分利用先進的理念和技術(shù)對傳統(tǒng)的管理服務(wù)模式進行優(yōu)化創(chuàng)新，積極探索高速公路信息化與智能化管理的策略，這對提升高速公路管理服務(wù)品質(zhì)有重要意義。

1 高速公路信息化與智能化管理的內(nèi)涵

高速公路信息化與智能化管理強調(diào)，在高速公路建設(shè)管理過程中，對電子技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)云技術(shù)等前沿性信息技術(shù)手段進行模塊化設(shè)計，然后將這些技術(shù)功能模塊拼組成完整的智慧化生態(tài)系統(tǒng)，并融合應(yīng)用到高速公路管理服務(wù)工作中，以此加強車、路、人之間的數(shù)據(jù)聯(lián)動和行為交互，使管理服務(wù)的質(zhì)量、效率得到顯著提升，更好地保證高速公路運營的穩(wěn)定性、安全性及高效性[1]。

高速公路信息化與智能化管理的主要內(nèi)容是，依托信息化、智能化技術(shù)手段，大幅度提升公路運營過程中，各類數(shù)據(jù)信息的采集、分析、傳輸能力，以便為公路使用者提供更全面、更及時、更人性化的服務(wù)。在現(xiàn)有理念下，高速公路信息化與智能化管理的實現(xiàn)需要以下智能化系統(tǒng)的支持：路況信息實時采集和遠(yuǎn)程播報系統(tǒng)；高度集成且邏輯鏈路清晰的公路應(yīng)急管理系統(tǒng)；具有較強建模能力和大數(shù)據(jù)處理能力的交通管控系統(tǒng)；路面車輛監(jiān)控管理系統(tǒng)；自動化計費、收費系統(tǒng)；貨物運輸管控系統(tǒng)。

從現(xiàn)階段的高速公路信息化與智能化管理成功案例來看，其主要具有以下兩方面的直觀表現(xiàn)：

第一，信息化發(fā)展戰(zhàn)略是新時代國家建設(shè)發(fā)展的重要策略，其倡導(dǎo)各行業(yè)要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)的優(yōu)勢進行創(chuàng)新發(fā)展。而高速公路信息化與智能化管理的落實，是高新信息技術(shù)與具體管理服務(wù)的有機融合，是適應(yīng)信息化發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃要求的直觀表現(xiàn)。

第二，作為國家大力支持的基礎(chǔ)建設(shè)項目，高速公路已逐漸成為打通南北交通的經(jīng)濟命脈，其建設(shè)、管理及服務(wù)品質(zhì)對社會經(jīng)濟發(fā)展有至關(guān)重要的影響。而高速公路信息化與智能化管理能夠顯著提升高速公路的管理服務(wù)品質(zhì)，是適應(yīng)社會經(jīng)濟建設(shè)需求和時代發(fā)展趨勢的直觀表現(xiàn)[2]。

2 高速公路信息化與智能化管理現(xiàn)狀

作為世界上高速公路通車?yán)锍套铋L的國家，我國一直十分重視高速公路的建設(shè)和管理工作。目前，我國在高速公路信息化與智能化管理方面已經(jīng)取得了一定的成績：

第一，建成了全國統(tǒng)一的高速公路聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)。在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的支持下，實現(xiàn)了大部分省份之間和省級范圍之內(nèi)高速公路費用的聯(lián)網(wǎng)結(jié)算，使高速公路的車輛通行效率和交通便利性得到顯著提升。

第二，建成了高速公路專網(wǎng)專用通信網(wǎng)絡(luò)。該通信網(wǎng)由數(shù)字程控交換設(shè)備、移動通信設(shè)備、應(yīng)急輔助設(shè)備等核心設(shè)備構(gòu)成，依托該專用通信網(wǎng)絡(luò)，高速公路管理服務(wù)過程中各類數(shù)據(jù)信息的通信傳輸能力得到大幅度提升，使高速公路管理服務(wù)更具時效性。

第三，基本建成了一體化安全監(jiān)控調(diào)度體系。該體系由大量的視頻監(jiān)控設(shè)備、環(huán)境感知設(shè)備組成，能夠?qū)Ω咚俟返穆访鏍顩r和環(huán)境狀況進行實時監(jiān)控，以便管理人員及時開展針對性的管理工作，確保高速公路路面交通的通暢性及安全性。

雖然現(xiàn)階段我國高速公路信息化與智能化管理取得了一定的成效，但依然存在較為廣闊的發(fā)展空間，如信息化與智能化管理服務(wù)體系還存在一定的漏洞，需要進一步優(yōu)化完善；信息化、智能化管理系統(tǒng)（平臺）的功能性還有較大的提升空間；管理過程中，數(shù)據(jù)資源的利用率相對較低，對各類數(shù)據(jù)資源的開發(fā)、管理及應(yīng)用能力還有待提高等[3]。

3 高速公路信息化與智能化管理的發(fā)展分析

3.1 發(fā)展需求

打造“智慧高速”是高速公路信息化與智能化管理的一個重要發(fā)展目標(biāo)。現(xiàn)階段，國民對“智慧高速”的建設(shè)需求為：實現(xiàn)綠色能源網(wǎng)、感知通信控制網(wǎng)、基礎(chǔ)設(shè)施安全及運維監(jiān)管網(wǎng)、高速公路網(wǎng)、事件應(yīng)急處置管理網(wǎng)的“多網(wǎng)合一”以及“云-邊-端”智能化管控平臺的構(gòu)建，通過上述系統(tǒng)（平臺）內(nèi)各個功能模塊的數(shù)據(jù)信息交互，實現(xiàn)高速公路智慧決策支持和運營管理服務(wù)。基于此，高速公路建設(shè)及管理部門應(yīng)認(rèn)識到，在“智慧高速”視域下，高速公路信息化與智能化管理具備以下發(fā)展需求：

第一，多種信息技術(shù)手段的集成化應(yīng)用。即注重計算機、互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動通信、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等多種前沿性信息技術(shù)手段在高速公路管理服務(wù)工作中的整合應(yīng)用，使“智慧高速”系統(tǒng)框架中，運營、算法、應(yīng)急、服務(wù)等功能模塊得到創(chuàng)新升級，進而使高速公路的管理和服務(wù)更加智慧化、人性化。

第二，協(xié)同化、一體化管理服務(wù)平臺的構(gòu)建。基于對現(xiàn)代信息技術(shù)手段的整合應(yīng)用，構(gòu)建“一網(wǎng)統(tǒng)管”管理服務(wù)平臺，并在平臺中打造高速公路管理服務(wù)專用模型。依托多類型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和專用模型的支持，從“建、養(yǎng)、管、運、服、維”六個維度出發(fā)，為管理服務(wù)決策的制定提供數(shù)據(jù)支持，以實現(xiàn)路政、交警、醫(yī)療、消防等多個部門在高速公路管理服務(wù)工作中的快速聯(lián)動，全面提高管理服務(wù)工作的質(zhì)量和效率。

第三，能夠更有力地保證高速公路的交通安全性和高效性。保證車輛在高速公路上的行駛安全性，為出行百姓提供更人性化的服務(wù)，是高速公路建設(shè)發(fā)展的根本原則。因此，在實施高速公路信息化與智能化管理的過程中，也應(yīng)以上述原則為導(dǎo)向，充分發(fā)揮信息技術(shù)和智能化系統(tǒng)平臺的作用，為精細(xì)化、人性化管理服務(wù)工作的開展提供有力支持[4]。

3.2 發(fā)展策略

3.2.1 加強智慧管理體系架構(gòu)的構(gòu)建

在“智慧高速”視域下，高速公路信息化、智能化管理體系架構(gòu)的構(gòu)建應(yīng)以用戶與服務(wù)為主體，在綜合考慮物理部署、服務(wù)對象、邏輯結(jié)構(gòu)、功能定位等多種因素的基礎(chǔ)上，通過面向?qū)ο蟮姆治龇椒ǎ凑招枨蠓治觥⑾到y(tǒng)模型構(gòu)架、物理模型構(gòu)建的流程逐步完成。具體而言：應(yīng)以“公路用戶”的服務(wù)需求為主導(dǎo)，參照國家及地區(qū)相關(guān)規(guī)范政策的要求，以及公路所在區(qū)域的實際地面情況，圍繞高速公路的核心服務(wù)業(yè)務(wù)，從算法、應(yīng)急、營運和服務(wù)等層面入手，進行服務(wù)體系的創(chuàng)新升級和服務(wù)框架的構(gòu)建。通過智慧設(shè)備、智慧決策、智慧管控的應(yīng)用，全面提升高速公路信息化、智能化管理服務(wù)的品質(zhì)。現(xiàn)代高速公路信息化、智能化管理服務(wù)的典型內(nèi)容如表1 所示。

表1 智慧高速公路典型服務(wù)內(nèi)容

3.2.2 加強信息化系統(tǒng)平臺的打造

為給高速公路信息化、智能化管理提供更好的工作平臺和技術(shù)支持，應(yīng)進一步加強高速公路管理服務(wù)相關(guān)信息化系統(tǒng)平臺的打造，具體而言包含以下幾個關(guān)鍵性系統(tǒng)平臺的打造：

第一，公共信息管理平臺。作為極為重要的交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施，高速公路管理服務(wù)過程中涉及的信息數(shù)據(jù)體量非常龐大。為更加有效、快速地進行各類數(shù)據(jù)信息的處理，更好地滿足高速公路信息化、智能化管理的實際需求，必須應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析、云計算、人工智能等信息技術(shù)手段，打造具備更強大數(shù)據(jù)處理能力的高速公路公共信息管理平臺。平臺建設(shè)過程中應(yīng)保證能夠?qū)Ω咚俟返幕A(chǔ)設(shè)施運行數(shù)據(jù)、各路段空間地理數(shù)據(jù)、交通管理業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、道路運行狀況數(shù)據(jù)進行全面的采集和智能化的處理，進而為具體管理服務(wù)工作的開展提供有力的數(shù)據(jù)信息支持。

第二，信息發(fā)布系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要功能是及時向高速公路使用者（路上車輛駕駛員）提供行車信息，以此保證車輛行駛的安全性。作為高速公路交通安全保障體系的重要組成部分，該系統(tǒng)應(yīng)包含專用無線廣播電臺、路側(cè)專用有線廣播、可變限速標(biāo)志、可變道路情況顯示屏等智能化設(shè)備，能夠及時發(fā)布惡劣天氣、突發(fā)事故、道路施工等路況信息，以此引導(dǎo)路面車輛安全、快速通行。

第三，不停車電子收費系統(tǒng)，即ETC 系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)包含“車輛信息自動識別”和“逃費車輛智能抓拍”兩個核心功能。在系統(tǒng)安裝階段，需要做好功能調(diào)試工作，確保車輛信息識別的正確率以及逃費抓拍功能的靈敏度。公路運營管理期間，應(yīng)定期對系統(tǒng)功能進行檢驗，避免因系統(tǒng)功能異常而造成運營上的經(jīng)濟損失。

第四，智能化監(jiān)控系統(tǒng)。該系統(tǒng)應(yīng)包含兩個主要功能，一個是收費站的實時監(jiān)控，以此對人工收費操作流程的規(guī)范性、ETC 車道的自動收費情況進行遠(yuǎn)程監(jiān)督；另一個是對路段交通情況的實時監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)路面上出現(xiàn)的交通事故、路面危險因素以及交通違章或應(yīng)急求助等情況，以此引導(dǎo)公路管理單位第一時間進行處理，最大限度保證高速公路的交通安全性。

3.2.3 加強數(shù)據(jù)資源的管理與利用

數(shù)據(jù)資源是高速公路信息化、智能化管理工作得以有效開展的重要基礎(chǔ)和關(guān)鍵依據(jù)，數(shù)據(jù)資源的利用水平會直接影響高速公路信息化、智能化管理的效率和質(zhì)量。因此，在“智慧高速”視域下，高速公路管理部門應(yīng)注重并加強對相關(guān)數(shù)據(jù)資源的管理和利用，以進一步提升高速公路信息化、智能化管理服務(wù)的品質(zhì)。具體可采取以下措施來實現(xiàn)：

第一，基于對大數(shù)據(jù)分析、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、人工智能等前沿性信息技術(shù)的整合應(yīng)用，構(gòu)建包含基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)融合層、應(yīng)用支撐層、應(yīng)用系統(tǒng)層和門戶層五個層級架構(gòu)，具備強大數(shù)據(jù)處理能力的智慧管理系統(tǒng)。其中，設(shè)施層可根據(jù)高速公路不同路段的應(yīng)用場景、涉及機電設(shè)備的性能特點以及數(shù)據(jù)信息的感知需求，以多種點位設(shè)置形式，構(gòu)建多維度的高速公路外場感知網(wǎng)絡(luò)，以此大幅度提升數(shù)據(jù)資源采集能力；數(shù)據(jù)融合層可依托大數(shù)據(jù)技術(shù)構(gòu)建針對不同管理服務(wù)需求的數(shù)據(jù)庫；應(yīng)用支撐層集成有融合通信、數(shù)據(jù)共享、GIS 平臺、大數(shù)據(jù)分析等多種支撐工具，由此實現(xiàn)對各類數(shù)據(jù)資源的深度開發(fā)和智能處理；應(yīng)用系統(tǒng)層和門戶層則主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)資源應(yīng)用場景的創(chuàng)建、各類管理平臺的關(guān)聯(lián)以及具體服務(wù)的實施。

第二，組建高帶寬通信傳輸系統(tǒng)。提高數(shù)據(jù)信息的傳輸質(zhì)量和速度，是提高數(shù)據(jù)資源利用能力的重要舉措。因此，在“智慧高速”視域下，應(yīng)重視高速公路高帶寬通信傳輸系統(tǒng)的組件。具體措施包括：在干線層采用光傳送網(wǎng)技術(shù)體制，在數(shù)據(jù)交換設(shè)備方面選用遠(yuǎn)程通信端口帶寬為10G 的高性能路由器；接入網(wǎng)采用以太網(wǎng)交換機組網(wǎng)或分組傳送網(wǎng)，并保證帶寬不低于10G，以此為外場感知設(shè)施海量數(shù)據(jù)信息的傳輸提供有力支撐等。

4 結(jié)語

綜上所述，信息化、智能化管理是網(wǎng)絡(luò)信息時代背景下，我國高速公路建設(shè)發(fā)展的必然趨勢，對此，各地區(qū)高速公路管理部門應(yīng)深刻認(rèn)識到高速公路信息化、智能化管理的價值體現(xiàn)和發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上明確其未來發(fā)展需求，通過加強智慧管理體系架構(gòu)的構(gòu)建、加強信息化系統(tǒng)平臺的打造、加強數(shù)據(jù)資源的管理與利用等策略，推動其健康、持續(xù)發(fā)展。