基于5G技术的高速公路运营管理优化研究

 基于5G技术的高速公路运营管理优化研究

作者姓名：臧宏禄

单位名称：天津高速公路集团有限公司单位省市：天津市

单位邮编：300384

摘要：随着高速公路路网的不断完善，高速公路运营管理现代化已成为我国高速公路发展的重要方向。伴随着全国ETC车道及门架系统落成以及“一张网”布局和交通领域科技创新，用新技术赋能传统交通基础设施，使高速公路运营管理业务实现“智慧感知、智慧管理、智慧服务”，是构建安全、便捷、高效、绿色、经济的现代综合交通体系的重要前提和保障。在这样的背景下，高速公路收费业务必然对企业管理和设备保障能力提出更高的要求。基于此，本文将对5G技术下，高速公路运营管理的优化进行简单分析。

关键词：5G技术；高速公路；运营管理

1.5G技术与智慧高速公路

5G技术是指新一代宽带移动通信技术，它的显著特征为速率高、可靠性高、低时延通信、大连接等，因此被广泛应用在各个领域，如智慧城市、智能家居、工业控制、远程医疗、自动驾驶、智慧高速等，在经济社会的各个领域和行业中都有着突出表现，为经济社会数字化、网络化、智能化转型发展提供重要支撑。

2020年5月，交通运输部发布《关于深入推进公路工程技术创新工作的意见（征求意见稿）》明确提出，在公路工程和路网管理中需要加快推进5G通信技术、智能感知、高精度定位以及边缘计算等技术的全面应用，至此，5G技术与智慧高速公路的发展将会保持密切联系。智慧高速公路是指在5G通信技术的支持下，将新一代物联网信息技术深度融合高速公路建设，包含车路协同、交通大数据、设施物联网、云计算等新兴技术，再搭配智能数据采集系统和数据传输系统，从而提高高速公路的智能性，提供丰富、细致的智联服务，满足驾驶者的行驶需求，确保高速公路的运行安全。所以，在经济高速发展的背景下，需要加快5G网络布局，加快5G智能交通信息基础设施建设，将5G技术全面应用在智慧高速公路中，使其在高速公路远程监管、机电养护施工管理、交通出行辅助等方面发挥出应有的作用，提高高速公路行驶安全系数，确保车辆通行安全，降低安全交通事故发生率，保障公众的生命安全和财产安全，有效维护社会稳定。而且，全面应用5G技术可以推动智慧高速公路智能化、自动化、数字化目标加快实现，更好地为经济社会发展提供助力。

2. 基于5G技术的高速公路运营管理优化

2.1病害巡查

①病害检测。安装的视频摄像头位于车头，车辆按照正常速度行驶，拍摄沿线路面视频。车辆视频可以清晰检测的范围一般为3条车道，车辆行驶于中间车道，对中间车道和两侧车道路面进行拍摄。系统实时上传拍摄数据，通过远程PC端操作视频角度。

②病害位置定位。摄像头拍摄沿线道路路面视频时，利用图像识别技术对道路沿线的里程桩和百米桩进行记录，利用图像识别技术对道路识别桩号，利用差分法等计算方式，将病害与道路桩号进行对应。

③病害详情。路面智能巡查数据包括路面平整度、破损、异常跳车、附属设施完整性等信息，设备安装于巡查车上，每天更新。数据需要进行图像识别运算，最快可以在15～20min形成检测报告。考虑实际病害检测任务的开展，一般可以在半个工作日后获取报告。

④病害统计与跟踪。根据业务需求对病害严重等级、类别进行统计梳理，对病害发育过程进行跟踪。对常发性病害进行重点跟踪，辅助日常业务管理。

2.2远程监管

①无线网络覆盖。以往，高速公路运行中主要使用的是4G信号无线或者部分有线网络。随着5G技术的高速发展，可以将5G技术与高速公路办公区域、通信设备、视频监控设备等移动终端进行有效连接，这样高速公路现有的各种业务开展都可以享受到高效、便捷、快速感知的5G网络服务。将5G技术应用在高速公路中，可以在无线网络覆盖方面发挥重要作用，利用无线业务取代传统的有线业务，这样就能够大大降低原有的有线网络布线成本，而且能够提高各种移动业务办理的高效性和便捷性，为来往车辆提供高质量的服务。比如，可以实现路网全域感知，在5G技术和ETC技术的支持下，全面、动态地采集高速路网内的道路施工、交通事故等道路信息以及气象信息，通过对数据信息进行优化整合，便可达到全面感知路网信息的目的。如深圳的外环高速路面就建设了多功能智能杆，可高精度采集高速公路上的人、车、路、环境等相关公共交通数据，实时、精准地检测高速公路路网，大大降低了工作人员的工作量，提高工作效率，使高速公路路网的整体运力显著提升。

②指挥远程路网。我国是世界上高速公路里程最长的国家，很多高速公路都比较长，如果高速公路上突然发生长距离的交通堵塞情况或者严重的安全事故，交管部门的车辆不能马上赶到高速公路现场，但需要全面掌握堵塞情况和交通事故信息等，以此为依据下达相关指令，远程指挥现场的各个车辆，确保交通拥堵情况和交通事故尽快得到妥善处理，从而让车辆通畅行驶，保证高速公路交通正常运行。以往，事故处理的效率比较低，而将5G技术应用在高速公路上，则可以有效支持远程路网控制，提高突发事故的处理效率和质量。目前，远程路网指挥主要是将5G终端和摄像设备安装在无人机中，然后远程遥控，从高空中拍摄高速公路上的情况，信息中心可以即时收到拍摄视频。5G网络不仅能为人机协作的快速行为提供有效支撑，而且监控拍摄的画面质量很高，将5G终端设置在高速公路沿线，交通指挥人员可以及时收到监控信号传输过来的高质量监控信息，指挥人员在全面掌握事故发生情况的基础上远程下达指令，不仅能及时处理交通事故和违法行为，还能为沿线查勘等路网指挥工作提供帮助。

2.3道路施工及养护管理

在社会快速发展的背景下，交通运输量不断提升，高速公路作为交通运输的重要组成部分承受的负荷也在增加，高速公路出现破损、裂缝等问题的次数也在增加，这就需要加强对高速公路的施工养护。传统依靠车辆巡查监督公路的方式费时费力，利用5G技术对高速路面图像进行分析便可以对损坏、异物等问题进行检测和告警，通过高速公路沿线摄像头或是利用无人机拍摄的方式将数据传输到系统平台上进行分析便可得到详细的路面状况。以前，视频巡检依靠的无线网络带宽较低，图像上传困难，视频保存也有一些问题。而5G云平台技术的应用，为高速公路巡检提供了定位服务，在巡检过程中便可以实时回传前端数据，由后台技术人员和智能系统进行分析处理，短时间内便可以得出结果，基本实现了巡检养护的无缝衔接，大幅提升施工养护效率。另外，高速公路上的设备设施也可以借助5G与AＲ技术，设定设备维修工作程序，导入AＲ设备辅助维修人员展开工作，AＲ前端视角将在5G网络的支持下实时将现场画面回传给指挥中心，实现实时远程协助指导，显著提高了工作效率。

在高速公路道路施工中，5G技术也可以利用远程操控的方式促进施工效率，保障作业质量安全，将5G网络覆盖到施工区域，对相关施工信息进行采集，实时分析车辆运行、施工作业的准确性，为车辆行驶和施工作业提供位置、方向、高度的指引，帮助施工单位完成施工作业。

结 语：

综上所述，5G技术在高速公路智能化、数字化发展中起着至关重要的作用，在高速公路远程监管、交通出行辅助、高速公路运营服务等方面有着重要的应用优势。因此，需要加强对5G技术的研究，将5G技术推广应用在智慧高速公路的方方面面，为智慧高速公路的发展提供重要支撑，加快构建5G+高速公路，提高高速公路的远程管理效果，为驾驶者提供全面、便捷的行驶服务，为人们带来更好的出行体验，提高高速公路的综合效益。

参考文献：

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[2]郭正阳.5G技术在智慧交通中的应用研究[J].信息记录材料，2021（3）：170-172.

[3]刘晓莎，王林.5G超级物联网技术赋能智慧交通体系建设[J].机械与电子，2020（2）：7-10.