高速公路信息化與智能化建設(shè)研究

劉軍輝

（中國建筑第二工程局有限公司西南分公司）

1 高速公路信息化與智能化建設(shè)重要性

1.1 滿足社會發(fā)展需求

高速公路是我國交通運輸基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的重要組成，隨著我國城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，高速公路網(wǎng)覆蓋范圍不斷擴大，已經(jīng)成為全國交通連接網(wǎng)絡(luò)的重要基礎(chǔ)。因此，社會發(fā)展對高速公路運輸?shù)男枨罅坎粩嘣龃蟆鹘y(tǒng)的高速公路運行模式效率低下，難以滿足社會發(fā)展現(xiàn)實需求。高速公路信息化與智能化建設(shè)，利用先進(jìn)信息化、智能化技術(shù)，實現(xiàn)對高速公路信息的全面、快速、準(zhǔn)確的收集與處理，實現(xiàn)對車流的引導(dǎo)和分流，減少擁堵、降低交通事故發(fā)生率，最大限度提升高速公路運輸效率，提升社會效益與經(jīng)濟效益，滿足社會發(fā)展需求。

1.2 營造良好運輸環(huán)境

高速公路信息化與智能化建設(shè)，通過建立穩(wěn)定的信息化、數(shù)字化管理平臺，能夠?qū)崿F(xiàn)對高速公路運行數(shù)據(jù)信息的實時監(jiān)控，根據(jù)監(jiān)控視頻圖像，實現(xiàn)對各路段和路網(wǎng)的監(jiān)控調(diào)度、應(yīng)急指揮、領(lǐng)導(dǎo)決策以及收費管理，同時通過高速公路信息化平臺，實現(xiàn)高速公路運行數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一管理和共享，為高速公路營運管理提供重要依據(jù)，同時能夠為車輛運行提供良好的運輸環(huán)境[2]。

2 高速公路信息化與智能化建設(shè)發(fā)展趨勢

2.1 基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的高速公路信息化服務(wù)體系

在高速公路信息化建設(shè)中，以“互聯(lián)網(wǎng)+”為指導(dǎo)，完善高速公路信息服務(wù)體系，是建設(shè)的重要發(fā)展方向。具體來說，“互聯(lián)網(wǎng)+”高速公路信息化服務(wù)體系主要包括三個階段，即信息互聯(lián)、信息化管理、信息化服務(wù)。信息互聯(lián)能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路行業(yè)內(nèi)部監(jiān)控、收費、通信等系統(tǒng)的信息實施互通共享，從中挖掘用戶需求信息，從而完善服務(wù)內(nèi)容；信息化管理則是利用信息化技術(shù)，實現(xiàn)信息采集、分析、應(yīng)用與共享，代替?zhèn)鹘y(tǒng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，加快高速公路的轉(zhuǎn)型升級，從而提升服務(wù)水平；信息化服務(wù)主要對象是用戶，利用互聯(lián)網(wǎng)、新媒體、定制智能終端系統(tǒng)等，通過搭建互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)平臺，為用戶提供全面的、個性化服務(wù)，保障用戶出行。高速公路信息化服務(wù)體系基本架構(gòu)如圖1。

2.2 面向主動安全的道路控制系統(tǒng)

高速公路信息化與智能化建設(shè)的首要目標(biāo)，則是保證高速公路行車安全，面向主動安全的道路控制系統(tǒng)，是實現(xiàn)這一目標(biāo)的關(guān)鍵技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)將安全要素融入公路交通設(shè)計與運營管理的全過程，提前預(yù)知公路車流信息，從而及時作出相應(yīng)的安全反應(yīng)。通過路測單元內(nèi)（RUS）、車載單元（OBU）、智能終端設(shè)備等，能夠?qū)崿F(xiàn)對道路車流安全信息的及時感知，從而提前做好行車規(guī)劃。同時，道路裝填檢測系統(tǒng)也可以對車輛行駛進(jìn)行全程可視化的監(jiān)控與跟蹤，通過對公路交通安全情況的診斷、預(yù)警，作出主動干預(yù)；通過設(shè)計道路路面感知模塊，可以對車輛行駛過程中雨雪天打滑風(fēng)險、輪胎摩擦等進(jìn)行預(yù)警，提高車輛行駛的安全性。道路安全控制系統(tǒng)應(yīng)用如圖2。

2.3 結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施的智能決策與規(guī)劃體系

當(dāng)前，高速公路車輛運行的實際交通場景中，多車協(xié)同規(guī)劃的問題較為突出，車輛在高速公路行駛過程中，由于車輛行駛速度過快，車輛在跟車、換道、超車、匯入等方面的行車風(fēng)險性較高。高速公路智能化建設(shè)背景下，利用智能公路的路邊基礎(chǔ)設(shè)施，以及多車輛感知通信平臺，可以為公路運行多車協(xié)同提供智能決策與規(guī)劃，從而確保高速公路運行的順暢性與安全性。在結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施的智能決策與規(guī)劃體系能夠有效提升智能網(wǎng)聯(lián)汽車(Intelligent and Connected Vehicle，ICV)決策與規(guī)劃的智能網(wǎng)聯(lián)能力。①借助路邊傳感器能夠有效擴大ICV 的感知范圍，使其能夠?qū)囕v行駛環(huán)境進(jìn)行全面感知，以此為依據(jù)實現(xiàn)運動模式的優(yōu)化，從而為車輛行駛提供智能規(guī)劃；②通過車車、車路通信網(wǎng)絡(luò)，ICV 能夠?qū)崿F(xiàn)與智能路側(cè)基礎(chǔ)設(shè)施和其他ICV 共享車輛行駛信息，從而為車輛系統(tǒng)決策提供可靠依據(jù)。結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施的智能決策與規(guī)劃體系如圖3[3]。

圖1 高速公路信息化服務(wù)體系基本架構(gòu)圖

圖2 面向主動安全的道路控制系統(tǒng)

3 高速公路信息化與智能化發(fā)展建議

3.1 完善信息化與智能化建設(shè)的管理機制

先進(jìn)信息化、智能化技術(shù)為高速公路信息化與智能化體系建設(shè)與發(fā)展提供了重要技術(shù)支撐，而確保各項系統(tǒng)與體系的有效落實，就必需具備完善的管理機制。因此，交通運輸相關(guān)管理部門需要建立健全高速公路信息化與智能化建設(shè)規(guī)章制度，明確建設(shè)目標(biāo)與相關(guān)規(guī)范，進(jìn)一步細(xì)化相關(guān)工作內(nèi)容及行為準(zhǔn)則，為高速公路信息化與智能化建設(shè)發(fā)展的順利開展提供可靠的制度依據(jù)。同時，明確相關(guān)建設(shè)部門職責(zé)，建立統(tǒng)一建設(shè)管理信息平臺，加強各部門交流溝通，做好工作統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，確保各項工作的順利展開。完善高速公路信息化與智能化建設(shè)監(jiān)督機制，實現(xiàn)對相關(guān)建設(shè)工作的全面監(jiān)督，及時針對問題進(jìn)行整改，從而加快建設(shè)速度，提高建設(shè)水平。此外，交通運輸相關(guān)部門還需要加大高速公路智能化與信息化管理力度，加強對信息化與智能化建設(shè)相關(guān)數(shù)據(jù)的采集，重視可持續(xù)發(fā)展，加強對新型傳感器技術(shù)、5G技術(shù)的應(yīng)用與融合，同時遵循信息化與智能化管理的實用性、通用性與靈活性原則，有效提升信息化與智能化管理水平，為高速公路未來建設(shè)與發(fā)展提供重要保障。

圖3 結(jié)合基礎(chǔ)設(shè)施的智能決策和規(guī)劃體系

3.2 加大高速公路信息化與智能化建設(shè)資金投入

高速公路信息化與智能化建設(shè)發(fā)展直接關(guān)系到我國社會經(jīng)濟發(fā)展水平，因此，政府相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)加強對高速公路信息化與智能化建設(shè)的重視度，加大資金支持力度，建立專項建設(shè)資金，大力促進(jìn)高速公路信息化與智能化建設(shè)發(fā)展。同時，在高速公路運營管理工作中，還需要深入分析高速公路建設(shè)發(fā)展的影響因素，對公路建設(shè)成本及管理成本進(jìn)行全面、全過程、全方位的監(jiān)管，確保資金落實到位，應(yīng)用合理，同時合理控制管理成本，提高資金使用效率，保障高速公路建設(shè)資金充足。

3.3 打造高速公路信息化與智能化建設(shè)人才隊伍

現(xiàn)代信息化與智能化技術(shù)在高速公路建設(shè)中的應(yīng)用，要求實現(xiàn)先進(jìn)技術(shù)與高速公路建設(shè)深度融合，對建設(shè)人才專業(yè)水平要求較高，其不僅需要具備熟練的專業(yè)技術(shù)水平，同時需要熟悉并掌握高速公路運行管理相關(guān)要求。因此，高速公路信息化與智能化建設(shè)必須要以專業(yè)的人才為支撐，打造專業(yè)復(fù)合型人才隊伍。一方面，高速公路建設(shè)主管部門應(yīng)當(dāng)重視專門人才建設(shè)，加大對精通業(yè)務(wù)并且能夠熟練掌握信息化技術(shù)，具有較高管理水平的復(fù)合應(yīng)用型人才的培育，滿足高速公路信息化與智能化建設(shè)的人才需求。另一方面，大力引進(jìn)智能技術(shù)領(lǐng)域?qū)I(yè)人才，組建專業(yè)的智能技術(shù)人才隊伍，加強高速公路建設(shè)對虛擬仿真、人工智能等技術(shù)的應(yīng)用研究，加快推進(jìn)智慧高速公路的建設(shè)，進(jìn)一步提升高速公路智能化建設(shè)水平。此外，還需要加強對專業(yè)高速公路管理人才建設(shè)，提升其專業(yè)水平和綜合素質(zhì)，提高管理人員工作積極性和職業(yè)責(zé)任感，充分發(fā)揮其高速公路信息化與智能化管理的組織者作用，確保相關(guān)工作的順利有序展開，為高速公路建設(shè)發(fā)展提供人才保障[4]。

4 結(jié)語

高速公路信息化與智能化建設(shè)，是適應(yīng)社會發(fā)展的必然要求，也是高速公路實現(xiàn)自身發(fā)展的必然路徑。隨著現(xiàn)代信息通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、傳感技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)的不斷更新升級，為高速公路建設(shè)發(fā)展提供了可靠的技術(shù)支持，為高速公路運行的安全性與穩(wěn)定性實現(xiàn)跨越式提升提供可能?，F(xiàn)階段，我國高速公路信息化與智能化發(fā)展水平較低，發(fā)展空間巨大，相關(guān)部門及人員應(yīng)當(dāng)加強管理、加大各方面投入，不斷提升高速公路建設(shè)水平，為我國交通運輸行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展提供保障。