智慧高速公路演进及发展探究

智慧高速公路演进及发展探究

路文宗

山东通维信息工程有限公司 山东省济南市 250000

摘要：2020年7月31日，北斗三号工程建设提前全面完成，标志着我国实施的自主发展、独立运行的北斗系统已经全面提供全球服务，同时发布的星基增强、精密单点定位、北斗短报文等特色服务使北斗系统的服务能力在亚太局部区域已经赶超其他全球卫星导航系统。我国5G网络于2019年开始大规模商用，2021年7月5日，工信部发布《5G应用“扬帆”行动计划》，5G个人用户普及率超过40%，用户数超过5.6亿，5G车联网试点范围将进一步扩大。北斗高精度定位作为时间和空间信息感知采集的关键技术，正在推动传统产业的改造升级与新兴产业的蓬勃发展。

关键词：智慧高速；数字化；智能网联

引言

5G所带来的增强带宽、海量连接和超低延时等网络特性构筑起万物互联的核心基础。北斗与5G的融合，不仅可以相互赋能，彼此增强，更将打造智能化信息时代的基础感知网络，结合人工智能、大数据等技术的融合推进，将推动社会由“万物互联”向“万物智联”进行演进。

1智慧公路产生背景

到2030年，实现人工智能、5G、大数据、区块链、物联网等新一代信息技术在交通运输系统各个领域深度的融合，智慧基础设施要实现立体网络化运营管理，客货运输综合信息的服务能力也不断加强，围绕智能终端与自动驾驶发展形成若干产业。近年来，山西省交通行业利用高速公路视频、ETC等数据，强化路网拥堵预警和应急协同管控等综合分析和应用;进行交通供给需求匹配分析、交通流分析、交通拥堵特征分析等，为城市公交线网优化提供支撑;建立基于大数据的分析决策体系，推进电子车牌、北斗高精度定位等技术在客运车辆监管中的综合应用，实现电子运单技术在危险货物运输监管中的应用;组建治超联网管理信息系统;搭建统一公路网运行监测与服务平台。

2智慧高速初步探索

高速公路实现联网后，面对公众日益增长的通行需求和管理痛点，浙江、云南、湖南、江苏等省份开展了智慧高速建设的初步探索。这一阶段智慧高速的主要特征是对传统机电系统的提升，移动互联网、大数据等信息技术在高速公路行业得到初步应用，高速公路的管理和服务效能得到极大提升。２０１１年底，浙江省高速公路日均车流量达到８４万车次，在经济社会发展中具有举足轻重的作用。然而高速公路协同管理问题和智慧服务问题逐渐显现，道路交通不堪重负、交通事故多发、遇到重特大交通事故缺少省级统一指挥平台、恶劣天气下通行安全保障缺少科学预测和决策支持、危化品运输管控难、ＥＴＣ没有形成规模、全省高速公路服务电话号码不统一、信息不共享等问题突出｜２１，亟需加以解决。２０１２年５月，浙江省人民政府在《关于务实推进智慧城市建设示范试点工作的指导意见》（浙政发丨２０１２］４１号）中，首次提出“智慧高速”的概念，将其作为浙江省首批启动的智慧城市建设１３个示范试点顶目之一。通过两期工程的建设，浙江智慧高速建成了智慧管理与服务平台，实现了“一路三方”指挥调度，开通了“两微一端”信息服务，对于货车实现预警。２０１４年全国交通运输工作会议上提出了“四个交通”的概念，其中智慧交通是关键。在“四个交通”的指引下，云南、湖南等省份开展了智慧高速的建设。２０１４年，云南省高速公路联网通行里程快速增加，导致高速公路管理的地域范围、业务管理难度和复杂度急剧增加，必然要求高速路网运营管理工作从日常监管、被动响应、抽查巡检向主动感知、预警预测、全程监控方向转变。

3智慧公路北斗+5G典型应用场景

3.1智慧公路北斗+5G交通违章预防服务系统

基于北斗+5G技术，能够彻底改变交通违章管理现状，使以事后罚款、扣分为主的管理模式转变为事前预防的管理模式。北斗+5G结合人工智能、高精度地图和交通大数据，能够做到精细化交通规章指示，即使是新手司机或复杂路况也能给驾驶员提供精准指示，避免和预防绝大多数非人为故意的交通违章，提升驾驶安全，打破民众对于交管部门“钓鱼执法”的错误印象。相对于现有的公路导航系统、交通违章预防系统相当于一个针对交通违章的VIP强化版，主要基于北斗+5G的实时增强和泛在感知技术，需要全路段车道级的定位精度保障和毫秒级的通信延迟保障。

3.2智慧公路北斗+5G远程驾驶服务系统

基于北斗+5G的远程操控方案可实现异地远程操控车辆。远程无人驾驶要求苛刻的导航和通信指标，在智慧公路100km/h以上的动态条件下传输延迟需要小于10ms，定位精度需优于1m，传输带宽需大于20Mbps。高精度定位指标采用北斗+5G融合定位技术进行保障、传输指标主要通过5G网络以及其网络切片关键技术进行业务保障。远程智能驾驶的定位精度、通信时延和通信速率3个主要的关键性指标与网络的部署架构密切相关，不同的网络架构提供的速率以及时延保障不同，需根据实际路段和应用场景设计和定制Qos保障方案，根据用户需求选择不同的网络架构进行差异化服务。如图4所示、基于北斗+5G的协同控制技术，可远程同时显示前、左前、右前、后视多路视频，多角度、全方位的视角，减少视觉盲区，便于远程安全驾驶；远程驾驶舱可以分时控制多个车辆，便于车辆经营部门实现车辆的统一的监控、管理、和应急接管。

4实现以模块化、数字化为载体的标准体系

4.1突出科技创新能力，培育差异化竞争优势

没有核心能力和特色优势，就始终处于危险之中。要坚持把创新摆在发展的核心位置，把先进技术和一流人才团队作为最宝贵的资源，加强技术研发、平台建设、人才引育，通过提高创新能力来培育核心竞争力。

4.2加强标准化、智能化建设，实现智能化管理

建立以管理标准、工作标准、技术标准为内涵，以模块化、数字化为载体的标准体系，实现标准体系全面覆盖。全面推进集团公司业务管理系统数字化、网络化、智能化建设，推进流程再造、资源配置优化，加快形成上下联动、协调运转的标准化体系。在项目建设、养护、收费、机电、信息监控、服务区经营等领域开展精细化管理试点，对标一流，提升各类工作流程、工程作业的标准化、规范化、制度化水平，推动降本增效、提质增效。以降低单位成本为导向，推进各业务流程的标准化管理，降低单公里建设、单公里养护、单车道机电维护、单个服务区运营等单位成本。

5智慧高速发展展望

国内已经有浙江、江苏、山东等省份在总结本省智慧高速实践的基础上编制完成了智慧高速建设指南，指导本省智慧高速的后续建设。在大规模的总结与推广阶段，交通运输部需将各省的建设成果加以提炼形成可执行的指导性文件，为智慧化高速的建设提供支撑。这一阶段预计需要５－８年时间，在推广的同时将跨越路段走向联网。在此基础上，智慧高速相关技术、产品更加成熟，产业将迅猛发展，智慧高速将进入大规模应用阶段。在具体实施过程中，可借鉴联网收费的推广经验，通过局部试点示范再总结推进，避免推进过程中急于求成。

结束语

坚持创新引领、科技赋能，着力提升创新驱动发展水平。坚持科技兴企，着力在自主创新上取得新突破。深入实施创新驱动战略，增强科技自主创新能力，推动科技成果的转化。

参考文献

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