智慧高速建設(shè)一體化發(fā)展需求的淺析

宋平 鄒細(xì)平 婁乾坤

摘 要：本文從智慧高速建設(shè)當(dāng)前的背景和現(xiàn)狀出發(fā)，分析當(dāng)下智慧高速建設(shè)存在的弊端以及造成的影響，淺析智慧高速建設(shè)一體化發(fā)展的需求和方向，最后提出可供參考的具體措施，以期可以推動智慧高速建設(shè)一體化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智慧高速;一體化;智慧化;發(fā)展需求

0 引言

據(jù)公安部統(tǒng)計，截至2020年6月，全國機(jī)動車保有量達(dá)3.6億輛，機(jī)動車駕駛?cè)?.4億人，其中汽車2.7億輛，汽車駕駛?cè)?億人;另外載貨汽車保有量達(dá)2 944萬輛，占汽車總量的10.9%。2020年上半年，新注冊登記載貨汽車達(dá)188萬輛，與去年同期相比，增加13萬輛，再創(chuàng)歷史新高;危險貨物運(yùn)輸車保有量達(dá)60.4萬輛，較去年同期增加2.8萬輛，增長4.86%。

滬杭甬高速的設(shè)計車流量日均為10萬輛，目前路面車流量已達(dá)到設(shè)計車流量的70%至80%，數(shù)據(jù)顯示，目前的滬杭甬高速公路的實際行車速度在每小時90公里左右，高速公路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)普遍在每小時100公里至120公里，比起不限速，達(dá)到設(shè)計速度來提升高速公路使用效益更切實可行。

根據(jù)第一階段項目的試驗路段，道路平均車速提升8%、通行能力提升20%、道路擁堵時間降低10%、道路行車事故下降10%、救援時間縮短10%，道路運(yùn)營環(huán)境更趨安全，交通秩序明顯提升，車輛出行更順暢。從目前角度來看，智慧高速的實施與應(yīng)用，提升高速公路通行能力和運(yùn)營安全水平是一條可行的路徑。

1 國內(nèi)智慧公路發(fā)展背景

1.1 國內(nèi)智慧公路發(fā)展背景

2012年5月，浙江省政府發(fā)布《關(guān)于務(wù)實推進(jìn)智慧城市建設(shè)示范試點工作的指導(dǎo)意見》（浙政發(fā)[2012]41號）文件，“智慧高速”建設(shè)，是首批啟動的13個示范試點項目之一[1];交通運(yùn)輸部在《2016年全國公路服務(wù)區(qū)工作要點》中要求進(jìn)一步加強(qiáng)服務(wù)區(qū)信息化建設(shè)。高速公路邁出了智慧提升這一小步，是智慧高速邁進(jìn)快速發(fā)展階段的一大步。2018年11月浙江智慧交通研究院、浙江省交通規(guī)劃設(shè)計研究院有限公司聯(lián)合浙江滬杭甬高速股份有限公司、浙江高速信息工程技術(shù)有限公司、浙江交工集團(tuán)股份有限公司、浙江省交通投資集團(tuán)實業(yè)發(fā)展有限公司等單位共同開展了全省既有高速公路“智慧高速建設(shè)需求”調(diào)研[2]。2019年9月，中共中央、國務(wù)院發(fā)布了《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》，將“交通基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)、運(yùn)輸服務(wù)網(wǎng)、能源網(wǎng)與信息網(wǎng)融合發(fā)展，構(gòu)建泛在先進(jìn)的交通信息基礎(chǔ)設(shè)施”放在重點發(fā)展的位置[3]。

依托國家建設(shè)交通強(qiáng)國這一戰(zhàn)略要求，國內(nèi)目前在智慧公路方面的應(yīng)用主要包括數(shù)字公路、車路協(xié)同、自由流收費(fèi)、智慧管控、“互聯(lián)網(wǎng)+”服務(wù)等幾大方向;基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)、泛在感知設(shè)施、自由流收費(fèi)設(shè)施、公眾信息服務(wù)設(shè)施、智慧云平臺、高速通信設(shè)施、新能源供給設(shè)施等七項基礎(chǔ)設(shè)施;云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、高精地圖（BIM、GIS）、高精定位（北斗）、車路協(xié)同、高速度低延時無線網(wǎng)絡(luò)（5G、LTE-V 等）、無感支付、無線充電、L5級自動駕駛等十二項關(guān)鍵技術(shù)[4]。

1.2 滬杭甬智慧化提升項目啟動

2019年9月12日，滬杭甬高速智慧化提升改造工程設(shè)計施工總承包項目啟動，有的放矢的針對智慧管控、泛在感知設(shè)施、公眾信息服務(wù)設(shè)施等幾方面進(jìn)行布設(shè)。同年12月26日，長安服務(wù)區(qū)智慧化提升改造項目啟動，智慧管控、泛在感知設(shè)施、公眾信息服務(wù)設(shè)施、5G高速度低延時無線網(wǎng)絡(luò)等幾項智慧建設(shè)被囊括其中。12月30日滬杭甬智慧算法項目啟動，算法涵蓋云計算、大數(shù)據(jù)、智慧云平臺等幾大方面。2019年三大項目分別從三個角度去構(gòu)建滬杭甬智慧高速建設(shè)。

2 建設(shè)一體化發(fā)展需求分析

2.1 智慧高速建設(shè)現(xiàn)狀

國內(nèi)智能交通起步較晚，在政府相關(guān)機(jī)構(gòu)大力扶持下，雖然在部分核心技術(shù)領(lǐng)域取得多項成就，但是縱觀目前智慧高速的建設(shè)現(xiàn)況，依舊主要依附于對高速公路上傳統(tǒng)設(shè)備單獨進(jìn)行升級改擴(kuò)建，并未真正意義上完全實現(xiàn)高速公路的智慧化。

如上述滬杭甬智慧化提升項目啟動，智慧算法中后端數(shù)據(jù)收集、處理、分析、發(fā)布指令和智慧前端感知設(shè)備中硬件、基礎(chǔ)設(shè)施在建設(shè)時存在物理分離，前端實施數(shù)據(jù)源以及數(shù)據(jù)的精度未能準(zhǔn)確提供等問題，同時算法在實施工程中對數(shù)據(jù)的要求難以被滿足。

主線智慧化提升與服務(wù)區(qū)智慧化提升在建設(shè)時存在物理分離，主線與服務(wù)區(qū)的智慧化提升在設(shè)計以及施工過程中，未能形成統(tǒng)一思想戰(zhàn)線，各自為陣，建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)和信息融合統(tǒng)一存在屏障。

另外主線與隧道、主線與收費(fèi)站的智慧高速建設(shè)也存在物理分離，難以形成統(tǒng)一的有機(jī)整體，很難發(fā)揮整體的協(xié)同效應(yīng)，不能完全實現(xiàn)高速公路高效、科學(xué)、智慧的建設(shè)、管理與運(yùn)營的目標(biāo)。

同期，智慧高速建設(shè)尚未涉及土建養(yǎng)護(hù)、綠化養(yǎng)護(hù)的智慧提升，忽略了業(yè)主公司與交警、路政的數(shù)據(jù)共享、數(shù)據(jù)校核等功能。

2.2 智慧化提升顯現(xiàn)的問題

智慧化建設(shè)時期物理分離所顯露的弊端較為明顯的有：多種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、智慧應(yīng)用性界面過多、服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)與主線數(shù)據(jù)未能融合、前端采集數(shù)據(jù)不符合后端算法所需數(shù)據(jù)要求或精度不足。

另外，由于智慧高速應(yīng)用主體單位職能職責(zé)的不同，高速公路運(yùn)營路公司所推行的智慧化提升目標(biāo)與高速交警及路政的智慧化提升目標(biāo)存在部分分歧點，各自所采集到的各項數(shù)據(jù)未能完全共享，采集數(shù)據(jù)后的分析路徑不一致，分析數(shù)據(jù)后得出的結(jié)論和將要采取的措施或需要發(fā)布的指令不一致。

2.2.1 單層數(shù)據(jù)處理分析欠缺

傳統(tǒng)設(shè)備對數(shù)據(jù)未存在深入處理，未針對新場景應(yīng)用進(jìn)行改造升級，數(shù)據(jù)處理缺失致使數(shù)據(jù)應(yīng)用率大幅降低;例如實施過程中攝像機(jī)的功能仍停留在過去，多個攝像機(jī)之間不存在聯(lián)動，簡單將圖像收集上傳至指揮中心后無后續(xù)圖像分析處理，導(dǎo)致只能通過人工查看、手工調(diào)取錄像等效率較低的手段使用圖像。

2.2.2 多層數(shù)據(jù)之間無“交流”

多種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、各數(shù)據(jù)目標(biāo)不一致等原因?qū)е聰?shù)據(jù)無法在不同平臺間互通，智慧應(yīng)用性界面過多，導(dǎo)致監(jiān)控值班人員應(yīng)接不暇，信息處理或發(fā)布不及時，影響場景落地應(yīng)用效果;服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)與主線數(shù)據(jù)未能融合，致使智慧管控策略不能統(tǒng)一部署;前端采集數(shù)據(jù)不符合后端算法所需數(shù)據(jù)要求或精度不足誤導(dǎo)后端智慧算法的分析結(jié)果，使用成果大打折扣。

2.2.3 數(shù)據(jù)結(jié)論指向未統(tǒng)一

高速公路運(yùn)營路公司與高速交警及路政的智慧化提升目標(biāo)存在個別分歧點，數(shù)據(jù)分析得出的結(jié)論與將要采取的措施或需要發(fā)布的指令不一致，雙方或多方未能形成統(tǒng)一管理方案，數(shù)據(jù)結(jié)論指向性出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致無法迅速采取措施，降低行動效率。

3 智慧高速建設(shè)一體化發(fā)展需求的設(shè)想

3.1 消除智慧高速建設(shè)時期的物理分離

智慧高速建設(shè)項目版塊可劃分為：智慧高速智慧算法、主線智慧化提升工程、服務(wù)區(qū)智慧化提升工程、隧道智慧化提升工程、大橋智慧化提升工程、土建綠化養(yǎng)護(hù)智慧化提升工程等。上述工程實現(xiàn)一體化建設(shè)，可以避免多種數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一、智慧應(yīng)用性界面過多、服務(wù)區(qū)數(shù)據(jù)與主線數(shù)據(jù)未融合、前采集端數(shù)據(jù)與后端智慧算法所需數(shù)據(jù)不吻合等問題。

3.2 破解智慧高速主體單位的壁壘障礙

總體而言需要聯(lián)合各智慧高速應(yīng)用主體或在建主體單位，融合各方智慧高速需求，共享各方數(shù)據(jù)，統(tǒng)一部署和配置智慧高速應(yīng)用界面，共謀實際應(yīng)用場景落地。以實現(xiàn)智慧化提升目標(biāo)一體化、數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)智慧分析路徑一致、采取預(yù)案措施或信息指令一致的目標(biāo)。

4 智慧高速建設(shè)一體化發(fā)展的可改進(jìn)方向

4.1 消除物理分離方向

方案一：將工程打包成一個整體，作為一個完整的項目進(jìn)行發(fā)包，由總包或聯(lián)合體總包牽頭人統(tǒng)籌協(xié)調(diào)項目的總體建設(shè)。

方案二：各版塊工程依舊獨立實施，但最終由智慧高速專班對數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用界面、數(shù)據(jù)融合、前后端銜接統(tǒng)一制定標(biāo)準(zhǔn)，部署單一數(shù)據(jù)通道與執(zhí)行命令。

上述方案均可消除智慧高速建設(shè)時期的物理分離，但同時也存在缺點：方案一的缺點主要在于各版塊工程建設(shè)周期不一致，立項不一致，涉及主體單位不一致，三個“不一致”使得實現(xiàn)完全同步招標(biāo)、實施、使用等存在困難。方案二的缺點主要在于智慧高速專班組成人員隊伍大，涉及職能范圍廣，工作量與工作難度較大，需要擴(kuò)充專班的專業(yè)技術(shù)力量。

4.2 破解壁壘高墻方向

智慧高速專班從集團(tuán)內(nèi)部各高速公路運(yùn)營管理單位、設(shè)計單位、施工單位抽調(diào)從事智慧高速工作人員，涵蓋了建設(shè)設(shè)計施工單位的力量，專班下設(shè)4個業(yè)務(wù)工作部，分別為：架構(gòu)策劃部、技術(shù)分析部、應(yīng)用推廣部、后勤保障部。

四個業(yè)務(wù)部門進(jìn)行職責(zé)劃分，智慧高速專班的運(yùn)行流程、操作流程及工作機(jī)制、工作職責(zé)均有明確。專班實行聯(lián)合辦公，統(tǒng)一管理，旨在統(tǒng)籌謀劃、深化協(xié)同、優(yōu)化配置、資源共享，共同搭建集團(tuán)智慧高速建設(shè)平臺，打造全國一流企業(yè)，推進(jìn)交通服務(wù)大提升。

4.3 智慧高速需求方向

在《浙江智慧高速公路建設(shè)需求調(diào)研分析》[2]文中可以看到，浙江智慧交通研究院聯(lián)合多家單位圍繞出行服務(wù)和行車安全兩方面，對浙江省約4 200 km已建高速公路進(jìn)行實際調(diào)研，并選取具有典型特征的15對服務(wù)區(qū)展開問卷調(diào)查。調(diào)研對象主要包括：（1）針對高速公路主線行車體驗的調(diào)查，調(diào)研人員通過在調(diào)研路段親自駕車獲得評價體驗結(jié)果;（2）針對高速公路服務(wù)區(qū)的調(diào)查，調(diào)查對象主要為15對服務(wù)區(qū)內(nèi)的司乘人員等。

該文在分析調(diào)查結(jié)果后，對智慧高速公路建設(shè)提出了四方面的建議，其研究成果對推進(jìn)智慧高速公路建設(shè)具有重要的參考價值。隨著智慧高速建設(shè)的逐步演進(jìn)和落地實施、硬件的技術(shù)進(jìn)步、算法算力的提升，智慧高速的建設(shè)單位、運(yùn)營單位、受用主體對于智慧高速的應(yīng)用場景相比以前有了更多的需求。

因而，從智慧高速一體化發(fā)展需求來講，進(jìn)行第二次智慧高速建設(shè)需求調(diào)研極為重要并迫在眉睫。同時，再次調(diào)研應(yīng)繼續(xù)擴(kuò)大調(diào)研對象范圍、調(diào)查問卷覆蓋的內(nèi)容。對象范圍可從出行者擴(kuò)大到管理者、建設(shè)者、應(yīng)用者、相關(guān)互聯(lián)網(wǎng)公司、物流公司等，調(diào)查問卷可從出行服務(wù)和行車安全擴(kuò)大到高速駕駛行為習(xí)慣、管理需求、應(yīng)用需求、公司個性化需求等。

5 智慧高速建設(shè)實現(xiàn)一體化的具體措施

5.1 智慧高速建設(shè)框架一體化

什么是智慧高速？如何建設(shè)智慧高速？目前全世界都沒有統(tǒng)一認(rèn)識和標(biāo)準(zhǔn)，《智慧高速公路建設(shè)指南（暫行）》率先規(guī)范化定義了智慧高速公路、準(zhǔn)全天候通行、貨車編隊行駛等新名詞，提出智慧高速公路是“對通信技術(shù)、控制技術(shù)和信息技術(shù)等在公路系統(tǒng)中集成應(yīng)用的通稱，包括智能設(shè)施、智能決策、智能服務(wù)和智能管控等，從而形成的具備信息化、智能化、社會化的交通運(yùn)輸綜合管理、運(yùn)營服務(wù)和控制系統(tǒng)” [5]。

崔優(yōu)凱[3]等提出了智慧高速建設(shè)“1+M+N”總體框架，其中“1”為基礎(chǔ)支撐，“M”為配套體系，“N”為應(yīng)用場景。

本文認(rèn)為上述總體框架下應(yīng)該融入更多內(nèi)容，涵蓋更多智慧高速相關(guān)應(yīng)用場景和可能方向。

5.2 智慧高速專班成員一體化

在已有智慧高速專班成員的基礎(chǔ)上，充分吸納產(chǎn)學(xué)研用方面的專家，邀請高速交警、高速路政共同參與智慧高速的建設(shè)中來。用外部力量彌補(bǔ)內(nèi)部專業(yè)的不足，降低內(nèi)部意向單一、視角缺失等問題，實現(xiàn)智慧高速的需求均衡發(fā)展。

5.3 智慧高速建設(shè)需求一體化

在智慧高速建設(shè)項目中，優(yōu)先以路公司業(yè)主牽頭為主，以出行者需求為中軸線，適當(dāng)涵蓋管理者、建設(shè)者、應(yīng)用者各方需求。在推廣階段，應(yīng)當(dāng)避免一次性全面鋪開，而針對不同情況采取不同策略，進(jìn)行不同程度的智慧高速建設(shè)，項目建設(shè)前充分論證智慧高速建設(shè)的必要性、可實現(xiàn)性、以及實現(xiàn)的技術(shù)路線、效益性等。

智慧高速建設(shè)需求一體化，通過必要性論證、可實現(xiàn)性論證、實現(xiàn)的技術(shù)路線論證、效益性論證四方面的論證后，通過的需求項即可作為智慧高速建設(shè)項目的需求，然后以此需求為出發(fā)點進(jìn)行設(shè)計、實施、完善、驗收等來推進(jìn)項目的落地。

參考文獻(xiàn)：

[1]王洪濤.浙江省智慧高速一期工程設(shè)計和實施回顧[J].中國交通信息化，2013（11）：110-114.

[2]周義程.浙江智慧高速公路建設(shè)需求調(diào)研分析[J].中國交通信息化，2019（10）：26-31.

[3]崔優(yōu)凱.浙江智慧高速公路建設(shè)頂層設(shè)計研究[J].中國交通信息化，2020（4）：18-23.

[4]張雯靚.上海智慧高速公路建設(shè)與發(fā)展探討[J].上海公路，2020（2）：102-106+130.

[5]崔優(yōu)凱.智慧高速公路建設(shè)的浙江方案——《智慧高速公路建設(shè)指南（暫行）》解讀[J].中國公路，2020（20）：22-25.