新時(shí)代背景下智慧交通在高速中的應(yīng)用研究

楊登松 王 強(qiáng) 徐觀潮 姜 禹 壽光明

（1.江蘇寧滬高速公路股份有限公司，江蘇南京 210049；2.東南大學(xué)網(wǎng)絡(luò)空間安全學(xué)院，江蘇南京 210096；3.江蘇大學(xué)汽車(chē)與交通工程學(xué)院，江蘇鎮(zhèn)江 212000）

高速公路是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈。近年，我國(guó)大力發(fā)展包括高速建設(shè)在內(nèi)的基礎(chǔ)建設(shè)，2014～2019年，我國(guó)高速公路里程不斷穩(wěn)步增加[1]。隨著國(guó)家的快速發(fā)展，省與省之間的經(jīng)濟(jì)交流增加，公民出差、旅游等的出行需求增加，長(zhǎng)途物流增加等多方面因素，導(dǎo)致高速公路的運(yùn)載系統(tǒng)和管理系統(tǒng)承受著前所未有的壓力。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年春運(yùn)期間，江蘇省聯(lián)網(wǎng)高速出口的總流量高達(dá)1 925萬(wàn)輛，平均每日有214萬(wàn)輛，最高峰值時(shí)期的車(chē)流量達(dá)到236萬(wàn)輛。此外，高速公路在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，交通事故發(fā)生率也顯著提高，此期間全網(wǎng)交通事故發(fā)生3 141起，日平均628起[2]。由此可見(jiàn)，當(dāng)前的高速交通管理系統(tǒng)以及正在改進(jìn)并逐漸普及的“半智慧”交通系統(tǒng)還無(wú)法滿足目前的高速交通，其主要問(wèn)題在于一些技術(shù)難題未能突破，偏遠(yuǎn)地區(qū)基礎(chǔ)建設(shè)不完善、管理體制不完善等諸多原因造成，不僅不利于人們的財(cái)產(chǎn)安全，且影響國(guó)家各地區(qū)的均衡發(fā)展。因此，在新時(shí)代背景下，“智慧交通”的構(gòu)建與完善迫在眉睫。本文將結(jié)合新時(shí)代發(fā)展的現(xiàn)實(shí)背景，探討智慧交通在高速應(yīng)用中存在的問(wèn)題，并提出相應(yīng)的解決方案。

1 智慧交通的基本組成

智慧交通是新時(shí)代背景下催生的信息管理技術(shù)與交通運(yùn)輸系統(tǒng)高度結(jié)合的產(chǎn)物，同時(shí)也是交通信息化發(fā)展的高級(jí)階段[3]。智慧交通內(nèi)在原理是以信息技術(shù)為媒介，管理與調(diào)節(jié)整個(gè)交通系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)現(xiàn)代信息技術(shù)與高速信息資源的采集與整合，交通管理部門(mén)能夠有效合理的規(guī)劃與控制高速交通系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)高效、準(zhǔn)確、有序的高速公路管理，滿足新時(shí)代、新交通的現(xiàn)實(shí)需求。

2 智慧交通在高速中的應(yīng)用

2.1 智慧交通在高速應(yīng)用中存在的問(wèn)題

在新時(shí)代背景下，高速公路交通水平不斷提出更高的需求。推進(jìn)高速公路信息化建設(shè)、提升公眾服務(wù)水平、提高高速公路的現(xiàn)代化管理水平、利用現(xiàn)代化管理技術(shù)在運(yùn)營(yíng)和社會(huì)效益上使高速公路實(shí)現(xiàn)最大化等一系列問(wèn)題，成為當(dāng)前智慧交通在高速應(yīng)用中的挑戰(zhàn)[4]。近年，我國(guó)高速交通正在逐步升級(jí)，向智慧化發(fā)展，但高速交通智慧化仍然欠缺。高速交通的管理系統(tǒng)、自動(dòng)化系統(tǒng)、高速通信系統(tǒng)和高速收費(fèi)系統(tǒng)雖然已經(jīng)導(dǎo)向性地與互聯(lián)網(wǎng)結(jié)合，但實(shí)施并不徹底，應(yīng)用并不廣泛，運(yùn)行不高效，未能達(dá)到真正的“智慧”，其具體不足之處如下：

（1）各級(jí)管理機(jī)構(gòu)的機(jī)動(dòng)性與銜接性不足。

智慧交通在高速的應(yīng)用中，各級(jí)管理機(jī)構(gòu)的機(jī)動(dòng)性與銜接性不足，究其原因往往是職能部門(mén)提供的信息不及時(shí)或不準(zhǔn)確，相關(guān)的檢查手段和評(píng)估機(jī)制在實(shí)際實(shí)施中起不到監(jiān)管的職責(zé)。如天氣預(yù)報(bào)的公布未能及時(shí)準(zhǔn)確公布，將給高速交通帶來(lái)巨大風(fēng)險(xiǎn)，尤其是雨雪霜凍、大霧和暴雨等極端天氣，若出行者未做好防范，極易發(fā)生交通事故。

（2）智慧交通自動(dòng)化推進(jìn)緩慢。

智慧交通的自動(dòng)化辦公，高效準(zhǔn)確的信息收集、統(tǒng)計(jì)和分析在當(dāng)前也因?yàn)榧夹g(shù)、基礎(chǔ)建設(shè)和維護(hù)不當(dāng)?shù)葐?wèn)題推進(jìn)緩慢。這主要是由于一些偏遠(yuǎn)地區(qū)相關(guān)基礎(chǔ)建設(shè)無(wú)法跟上，然而一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的高速都是依山而建，屬于高速交通事故的高發(fā)區(qū)。另一方面，已經(jīng)建設(shè)好的高速交通信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)建設(shè)未得到有效維護(hù)和及時(shí)修理，較為常見(jiàn)的高速公路信息基建的維護(hù)方式是高速公路相關(guān)工作人員定期駕車(chē)巡視轄區(qū)高速路段，人工排查高速公路信息設(shè)備的故障以及高速公路存在的安全隱患，這種方式不僅效率低下，且容易出現(xiàn)誤查和漏查，導(dǎo)致高速信息系統(tǒng)在異常狀態(tài)下運(yùn)行，甚至部分系統(tǒng)出現(xiàn)癱瘓的情況，無(wú)法滿足新時(shí)代背景下人們對(duì)于智慧交通的需求。

（3）高速事故處理低效。

高速事故處理系統(tǒng)目前未達(dá)到真正的智慧交通。通常事故發(fā)生后，相關(guān)部門(mén)反應(yīng)緩慢，常常都是由當(dāng)事人或發(fā)現(xiàn)者打電話通報(bào)到相關(guān)部門(mén)，道路管理系統(tǒng)才進(jìn)開(kāi)始運(yùn)行，展開(kāi)救援、道路封鎖、信息發(fā)布等一系列措施，這種現(xiàn)象常導(dǎo)致二次交通事故的發(fā)生。

（4）高速交通的網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)落后。

過(guò)去幾十年，我國(guó)高速公路建設(shè)迅猛發(fā)展，高速公路的機(jī)電系統(tǒng)基本普及。但在機(jī)電系統(tǒng)中，除了圖像和視頻采集設(shè)備基本已經(jīng)按照相關(guān)規(guī)定設(shè)置安裝完成，并能夠正常進(jìn)行信息的收集之外，其他設(shè)備未能真正發(fā)揮其職能和效力于智慧交通系統(tǒng)，這也是高速事故處理無(wú)法滿足新時(shí)代需求的主要原因。較為突出的問(wèn)題是在我國(guó)高速通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)并不能滿足智慧交通的需求，尤其在較為偏遠(yuǎn)的地區(qū)，已經(jīng)達(dá)到了十分嚴(yán)重的程度，往往造成事故發(fā)生無(wú)法得到及時(shí)處理，信息收集不夠準(zhǔn)確，信息反饋不夠及時(shí)，二次事故發(fā)生概率偏大，救援活動(dòng)無(wú)法及時(shí)開(kāi)展，嚴(yán)重影響高速公路的安全管理和高效運(yùn)行。

（5）收費(fèi)系統(tǒng)不智慧。

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)未達(dá)到真正的“智慧”，ETC自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)未能全面啟用。其主要原因是ETC系統(tǒng)并不完善，ETC辦理流程的煩瑣、辦理周期過(guò)長(zhǎng)。且車(chē)輛通過(guò)ETC的速度需要在20 km/h以下，速度過(guò)快可能導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別，被ETC系統(tǒng)列入黑名單。此外，由于網(wǎng)絡(luò)和硬件等原因，ETC敏感度并不穩(wěn)定，影響車(chē)輛的正常通行。因此，即使國(guó)家政策鼓勵(lì)高速ETC收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用，但由于以上種種問(wèn)題，未能真正代替人工收費(fèi)，造成人力和物力的浪費(fèi)，而高速交通運(yùn)輸效率并未得到真正提升。

2.2 智慧交通在高速應(yīng)用中完善

首先，通過(guò)搭建交通通信系統(tǒng)專(zhuān)網(wǎng)的主干網(wǎng)絡(luò)和次級(jí)網(wǎng)絡(luò)，聯(lián)系各省高速管理系統(tǒng)，完善信息共享機(jī)制，從而加強(qiáng)各地區(qū)、各部門(mén)在高速公路管理上的協(xié)作性、銜接性和機(jī)動(dòng)性。此外，加強(qiáng)高速公路的執(zhí)法管理，通過(guò)設(shè)置第三方監(jiān)管部門(mén)，監(jiān)督高速公路各級(jí)管理人員按照職能要求完成其工作，加強(qiáng)智慧交通管理系統(tǒng)的運(yùn)行效率，避免相關(guān)人員徇私枉法或擅離職守而無(wú)法受到相應(yīng)的警告和懲罰的現(xiàn)象。

其次，根據(jù)新時(shí)代背景下高速交通的現(xiàn)實(shí)需求，針對(duì)性開(kāi)發(fā)和升級(jí)軟件，并同時(shí)將現(xiàn)有的優(yōu)質(zhì)系統(tǒng)和軟件與當(dāng)前交通系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步加強(qiáng)智慧交通的系統(tǒng)構(gòu)建。在當(dāng)前全國(guó)各地高速都已經(jīng)基本輻射的情況下，應(yīng)當(dāng)注重高速交通系統(tǒng)的服務(wù)體系以及硬件設(shè)備，為傳統(tǒng)交通管理系統(tǒng)向智慧交通系統(tǒng)的躍遷奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，規(guī)范道路信息管理體系，根據(jù)現(xiàn)有公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)，為各集成相關(guān)硬件、開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用軟件制定養(yǎng)護(hù)計(jì)劃，并對(duì)養(yǎng)護(hù)計(jì)劃和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量等養(yǎng)護(hù)任務(wù)進(jìn)行信息化管理，為高速公路沿線各種設(shè)備正常運(yùn)行提供保障

此外，需完善信息管理的基礎(chǔ)建設(shè)。首先是通信系統(tǒng)的升級(jí)，針對(duì)偏遠(yuǎn)山區(qū)或極端天氣，高速公路信息采集、傳輸、反饋不暢的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，高速信息通信系統(tǒng)需要從高速基礎(chǔ)建設(shè)、硬件、軟件等方面入手，突破技術(shù)難題，成熟掌握同步數(shù)字系列傳輸技術(shù)，逐步應(yīng)用于高速公路通信傳輸系統(tǒng)中。此外，一些偏遠(yuǎn)地區(qū)的高速公路的設(shè)備配置還有待完善，設(shè)備的維護(hù)與修繕也有待加強(qiáng)。其次，完善地理信息系統(tǒng)，針對(duì)各地區(qū)，不同的高速路段，實(shí)現(xiàn)地圖操作、地圖編輯以及交通數(shù)據(jù)分析、道路安全評(píng)測(cè)等，為出行者提供經(jīng)過(guò)信息管理系統(tǒng)高度整合的信息，準(zhǔn)確地幫助出行者在高速公路駕駛過(guò)程中決策行駛方案，同時(shí)也為道路交通管理者的道路管理決策提供參考。而在道路維護(hù)上，應(yīng)充分利用現(xiàn)代化信息技術(shù)，將信息服務(wù)作為建設(shè)公路以及公路養(yǎng)護(hù)管理的實(shí)施基礎(chǔ)，并根據(jù)現(xiàn)有公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)屬性與空間數(shù)據(jù)，集成相關(guān)硬件，開(kāi)發(fā)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用軟件，使養(yǎng)護(hù)計(jì)劃和養(yǎng)護(hù)質(zhì)量等養(yǎng)護(hù)任務(wù)信息化管理真正實(shí)現(xiàn)。

最后，需升級(jí)高速公路ETC收費(fèi)系統(tǒng)。目前高速公路具有不同的信息化建設(shè)程度，高速公路管理局獨(dú)立收費(fèi)的局面被其所扭轉(zhuǎn)，借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)以及一系列管理制度的輔助，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一收費(fèi)。在資金的安全保障和運(yùn)輸效率的提高中，收費(fèi)系統(tǒng)體現(xiàn)出重大的現(xiàn)實(shí)意義。此外，在鼓勵(lì)ETC推廣的同時(shí)，更應(yīng)該支持與鼓勵(lì)ETC軟件系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與完善，克服ETC技術(shù)難題，達(dá)到真正的“智慧”收費(fèi)。在ETC辦理程序方面應(yīng)該化繁為簡(jiǎn)，讓ETC真正大眾化，逐漸覆蓋全國(guó)高速ETC電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)，提升高速交通運(yùn)行效率，同時(shí)避免人為出錯(cuò)、徇私等現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)代科技的進(jìn)步推動(dòng)了傳統(tǒng)交通管理系統(tǒng)的變革。“智慧交通”是時(shí)代快速發(fā)展的產(chǎn)物，也是國(guó)家穩(wěn)步向前進(jìn)的通路，應(yīng)貫徹“互聯(lián)網(wǎng)+”的核心方針，將現(xiàn)代信息技術(shù)與傳統(tǒng)高速交通管理相結(jié)合，利用新的思維、新的模式、新的服務(wù)，不斷完善“智慧交通”平臺(tái)，突破技術(shù)瓶頸，讓我國(guó)高速交通系統(tǒng)緊跟時(shí)代進(jìn)步的步伐，滿足時(shí)代發(fā)展的需求。在我國(guó)道路建設(shè)已經(jīng)基本完善，在未來(lái)的發(fā)展中，應(yīng)該注重道路信息通信系統(tǒng)的建設(shè)，主攻信息技術(shù)難題，加強(qiáng)信息的收集、分析與整合，實(shí)現(xiàn)真正高效的“智慧交通”，為人們的安全出行提供保障。