智慧高速数字化应用探索与思考

智慧高速数字化应用探索与思考

包叶波

安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司，安徽合肥230088

摘 要：随着数字化转型工作在交通行业的持续深入推进，对智慧高速精准感知、精确分析、高效决策、精细管控、便捷服务等方面不断提出新的建设要求。文章将以智慧高速运营管理需求为导向，探索和思考数字化、智能化技术在高速公路各生产环节的深度拓展和创新应用（数据融合、技术融合、业务融合），努力实现提质、降本、增效、安全、绿色的发展目标。

关键词：智慧高速、云控平台、态势感知

0. 前言

近年来，伴随着交通运输产业的迅速发展，交通运输管理部门面向交通治理、服务、运营等逐步建立了大量数字系统，在一定程度上实现了路网“可视、可测、可控、可服务”，缓解了交通运行压力，行业数字化已初具规模。

与此同时，我们也要清楚认识到，交通管理体系复杂性较高，目前大多数系统间缺乏有效的协作和共享模式，“信息孤岛”丛生,数据多样化融合挖掘和分析难，无法为多维度联动的协同发展提供有效的数据支撑,智能化水平也不能满足日益增长的运营服务和出行服务需求，实现高效统一部署和跨部门统一协作的应急指挥调度系统也是困难重重，诸如此类问题都会导致交通行业数字化转型面临诸多难题。智能化、协同化的交通运行管理和服务手段的缺失，已经成为制约高速公路运营服务水平进一步提升的重要因素[1]。

如何有效利用数字化转型整体驱动生产方式、治理方式的变革，盘活资产、提高管理效能和服务质量，降低运维成本及安全风险，持续催生新产业、新场景、新模式、新业态，成为所有智慧高速建设者和参与者的迫切需求[2-4]。

1. 云控平台，打破数据孤岛

数据是智慧高速的核心，数据为王的大数据时代已经到来。如何高效地从海量数据中分析、挖掘所需的信息和规律，并结合已有经验和数学模型等生成更高层次的决策支持信息，获得各类分析与评价数据，为交通诱导、交通控制、交通需求管理、紧急事件管理等提供决策支持，为交通管理者、运营者和个体出行者提供交通信息，成为当务之急。

智慧高速云控平台作为一个可行性载体，它是集监测、调度、管控、应急、服务于一体的高效协同化管控平台，不仅整合了高速路网、收费网、监控网、互联网等多元信息，还能与交警、路政、消防、医疗等多个部门快速联动处理，形成一路多方精细化协调联动，对多层级的决策支持形成支撑[5]。

云控平台从智慧管理和便捷服务角度出发，通过对高速公路全要素（人、车、路、环境、设施、设备等）状态监测、路网运行态势精准感知、路网资源全面数字化[6]等，依托大数据平台的数据分析和治理、智慧算法能力、引擎支撑能力、策略生成和管理等内核能力，打通数据底盘，实现数据的高效挖掘分析与互联互通[7, 8]，有效支撑路段业务的过程管理，实现对高速公路的全方位管控，为政府监管者提供抓手，为运营管理者提供数字化保障手段，通过数据融合降低道路事故风险，预警道路态势，让驾乘者获得体验感，从而扩容高速公路通行能力与效率，使整个交通系统更高效、更安全、更环保。

图1 智慧高速云控平台框架

2.交通态势感知

通过视频、雷达、ETC门架等设备对实时交通状况进行观测和感知，再融合卡口数据、互联网路况数据、交调站数据、气象数据[9]、车检器数据、公路交通突发事件数据、道路养护信息数据等，综合考虑特殊时段、特殊路段等因素，用于路网运行分析与决策。包括交通路况实时监测、恶劣天气实时感知、短时交通路况预测、行程时间预测、节假日车流及拥堵路况预测、两客一危等特殊车辆跟踪预警。全网态势感知监测为高速公路的运营管理提供精准、高时效的数据支撑，管理人员可快速有效地掌握路网运行状况，有助于及时响应和处置，提前做好预防措施、管控措施和决策工作，为高速公路安全通畅运行提供有力保障。

3. 事件发现及应急指挥决策

除交警、路政、养护等单位在人工巡查过程中发现上报的被动方式外，还能通过视频巡查、雷达检测、红外检测等方式主动发现路面的车辆超速、低速、排队长度、占用应急车道、穿越导流线区、违停、逆行、拥堵、事故以及火灾、异常气象、抛洒物、行人闯入等事件，实现事件及时预警和视频联动。打通各方信息壁垒，综合联动高速应急救援队、高速交警、保险公司、涉事方等多种角色实现信息互通、事件互认，事故一体化施救。统筹全局监测现场实时状态，规划施救车辆路线，利用导航app、公众号、情报板等渠道将事件及调度信息通知后续车辆，提升驾驶安全指数和道路通行效率，促进高速公路便捷管理和绿色出行。建立应急处置预案数字化体系，纳入平台化管理，进行业务全流程优化和再造，实现标准化、科学化和智能化。当事件发生后，不再需要完全依靠人为根据事件内容和情况进行甄别和判断，从而选择相应的预案进行应急部署，而是能够根据分析结果进行自动辅助预案选择及处置。通过智慧化手段辅助应急指挥决策，提升应急救援数字化智能化水平和事故处置效率，保障司乘人员出行安全和道路财产安全。

4. 交通调度及主动管控

采用人工决策结合机器辅助决策的方式，按照不同的模式（交通正常模式、交通拥堵模式、高影响天气模式、道路养护施工模式、与相邻路段协调模式等），制定不同的交通调度和管控方案，主要场景有：主线管控、收费站出入口管控、匝道管控、分/合流区管控、临时硬路肩开放管控和道路管控影响评估。通过精准研判和施策，有效降低高速公路阻断率和事故率，提升高速公路的利用率和经济效益。

5. 收费运营及AI稽核决策

全国高速取消省界收费站后，机电设备增多，收费路网变大，ETC用户激增。收费系统运行是否正常，车辆通行费是否足额计费，计费是否足额结算，依靠人工判断难以开展工作，对高速公路的运营管理提出了新的挑战。

基于人工智能等技术，智能监测车辆通行、车辆缴费、收费系统、收费操作。智慧稽核偷逃费行为、精准挖掘逃费车辆，保障机电系统健康运行、规范收费过程。实现智能稽核、精准执法、快速追逃，让每辆车的每笔费用都不遗漏。稽核决策平台可以实现对高速公路收费异常情况进行精准的侦测、识别、决策、管控。可以在高速公路收费稽核分析、用户个性化服务、业务分析决策等场景应用，有效提升业务智慧化水平。

6. 公众畅行服务

通过互联网触达公众，提供面向公众的高速综合服务，用科技的力量为公众出行提速增效，不断满足大众对安全环保、消费供给、观光旅游、信息服务、便捷救援求助等多样化新需求。

根据情况将道路交通状况和气象状况信息、道路施工信息、交通管制信息、交通诱导信息、交通事件信息、交通事件处理进展、公众安全防护措施等信息动态发布到不同的端（路侧终端、车载终端、移动终端、广播等），有效拓宽公众接收路况信息的渠道。另外，可依托移动终端（导航软件、小程序、路侧二维码扫码求助等）实现一键救援功能，提升公众出行的安全、品质和满意度。

7. 结语

智慧高速尝试通过各种方式全方位感知高速公路，通过数据将人、车、路、环境、设施设备等物理要素紧密串联在一起，借助大数据平台实时分析、研判和决策，及时调整和优化路上的交通组织和运行状态。这就好比高速公路是一个智能体，时刻在感受和理解周围的任何事情，努力维持安全、效率、效益、环保等各自之间的平衡，为健康运转提供有力保障。

由此可见，智慧高速的建设必然是一项技术、模式、场景、业态等全方位交融变革的长远规划和目标，目前才刚迈开步伐，在诸多方面依然存在着不少挑战，需要构建数字化感知、数智化赋能、数治化应用的整体体系。随着数字化转型的不断深入，基于数据的科学综合决策能力将变得更加重要，如何依托先进的数字化智能化技术、产品和解决方案，逐步改变过去依靠传统经验的决策方式，渗透“建、管、养、运、服”各生产环节，培养基于数据价值的科学决策将会是大势所趋。

参考文献

[1]罗华松，刘志宏. 智慧高速建设现状研究与展望[J]. 交通科技与管理，2022，3(3)：7-9.

[2]贾沛源. 智慧高速建设方案探究[J]. 中国交通信息化，2022(4):108-112.

[3]徐东彬，陈昕.智慧高速公路演进及发展探究[J].中国交通信息化，2022(1)：28-32.

[4]孙超，黄愉文，张永捷.数字时代全球智慧高速公路发展趋势及建设思考[J].公路，2022，67(4)：237-242.

[5] 董小蕾，李沛原. 智慧高速云平台构建及关键技术[J]. 电子技术与软件工程，2020(15)：187-188.

[6]王建伟，高超，董是，等.道路基础设施数字化研究进展与展望[J].中国公路学报，2020，33(11)：101-124.

[7] 祁磊，许文启，张筱，李丹，董巍.智慧高速公路多源异构数据处理关键技术研究[J].智能城市应用，2020，3(1)：4-6.

[8] 朱辉，黄晓君. 智慧高速公路多源异构数据处理关键技术分析[J]. 江苏科技信息，2021，38(27)：44-46.

[9] 张昕冉，孙洪运，张立涛.智慧高速公路交通气象观测站布设探讨[J].公路，2022，67(1)：248-254.

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