下一阶段的建设热点和重点

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编者按：12月14日，在河北省智能交通协会联合赛文交通网举办的“河北省高速公路智慧化探索与实践”线上研讨会上，河北省交通规划设计研究院有限公司机电专业总工、智能交通研发中心副主任作了《河北省智慧高速建设现状及再认识》主题报告。

报告介绍了河北省在延崇、荣乌和京德高速在智慧高速试点示范建设中取得的相关成就，总结了相关设计、建设和运营经验，基于建设实践提高了对智慧高速的本质和需要认识，以问题为导向，对当前智慧高速的发展方向进行了思考，总结了智慧高速下一阶段的建设热点和重点。

1智慧高速概述

2018年2月，交通运输部下发《关于加快推进新一代国家交通控制网与智慧公路建设试点的通知》，河北省有幸作为9个省市之一参与其中六项建设内容中的三项，即基础设施数字化、路运一体化车路协同、北斗高精度定位综合应用，同时我们也做了基于大数据的路网综合管理和“互联网+”路网综合服务。

按照交通运输部的六项试点内容，智慧高速可以划分为感知、决策及执行三部分。感知包括基础设施数字化、北斗高精度定位；决策包括基于大数据的路网综合应用和新一代国家交通控制网；执行即路运一体化车路协同。

政策方面，2019年7月，交通运输部发布《数字交通发展规划纲要》，提出加快交通运输信息化向数字化、网络化、智能化发展。

9月，中共中央国务院发布《交通强国建设纲要》，提出建设泛在先进的交通信息基础设施，将信息和基础设施联系起来，并写入到国家发展战略当中。

2020年，交通运输部发布《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》，鼓励应用新一代信息技术，逐步提升全要素、全周期数字化水平。

2021年2月，中共中央国务院发布《国家综合立体交通网规划纲要》，提出推动公路路网管理和出行信息服务智能化，完善道路交通监控设备及配套网络。

2021年8月，交通运输部发布《交通运输领城新型基础设施建设行动方案（2021一2025年）》，提出提升智能化管理、服务水平，加快提升交通运输科技创新能力，推进交通基础设施数字化、网联化。全方位布局交通感知系统，提升多维监测、精准管控、协同服务能力。

2021年11月，交通运输部发布《公路“十四五”发展规划》，提出建设智慧公路，推动路网感知预警技术升级，加强运行协调调度。

2022年7月，交通运输部发布《国家公路网规划》，重新修订了建设目标和建设内容，提出到2035年，基本建成覆盖广泛、功能完备、集约高效、绿色智能、安全可靠的现代化高质量国家公路网。

其中和智慧公路关联最密切的是绿色智能。在对于绿色智能的描述当中提出基本实现建设全过程、全周期绿色化。与运输服务网、信息网、能源网等融合更加紧密，数字化转型迈出坚实步伐，基本实现运行管理智能化和出行场景数字化。

在对于安全可靠的描述当中提出，国家公路网韧性显著增强，自然灾害多发、地理自然阻隔、边境等重点区域网络可靠性明显改善，设施安全性明显提升，具有应对各大安全风险的能力。

《国家公路网规划》当中也梳理了当前路网和路段存在的不足，一是区域路网布局仍需完善，路网韧性和应急安全保障能力还需提高；二是局部通行能力不足，城市群内城际之间和主要城市过境路段交通量饱和；三是发展质量效率有待提高，绿色低碳发展任务艰巨，智慧发展任重道远。可以看出，这三方面不足的核心词是“任性”。

受恶劣天气的影响较大；智能化管理与服务手段相对滞后，预防性管控手段缺失是我对于当前路网、路段不足的总结。这里提到的“滞后”不是技术上的滞后，而是时间上的滞后。

今年9月，交通运输部下发《交通运输部关于推进公路数字化转型 加快智慧公路建设发展的意见》，提出促进公路数字化转型，加快智慧公路建设发展，提升公路建设与运行管理服务水平。

《意见》提出了六项任务，这六项任务包括提升公路设计施工数字化水平，推动智慧建造；提升公路养护业务数字化水平，推动智慧养护；提升路网管理服务数字化水平，推动智慧出行；提升公路政务服务数字化水平，推动智慧治理；提升公路标准数字化水平，推动标准升级；提升公路数字化基础支撑水平，筑牢数字底座。

可见数字化已成为智慧高速建设的下一步工作重点，智慧高速如何建设、建设成效、后续评估等都需要体现数字化的水平，用数字化来衡量智慧化的等级和能力。当前我们需要做的是沉淀下来，用技术更好地服务公众出行。

当前行业存在的问题在于行业数据覆盖低，质量差；路况监测发现慢，发布慢；交通安全缺乏预警，缺少隐患分析；发布诱导用户触达差，缺乏控制；事件处置响应慢，处置慢；服务水平低，用户体验差。

我们希望通过智慧化水平来提升整体应用，以达到用户满意度预估提升、异常事件发现效率提升、事故发生比例降低、事件响应及处置效率提升等目标的提升。

2智慧高速建设成就与不足

成就1：建成了一批试点示范工程

Ø延崇高速

延崇高速全长81km，承担冬奥会期间的人员转场功能，双向4车道，桥隧比较高，落差大，气温低，拥有吉尼斯认证的世界最长螺旋隧道——金家庄螺旋隧道，全长4.2公里。

延崇高速的建设重点在于隧道行车安全，冰雪天气通行及兼顾原有系统的升级。在新一代国家交通控制网和智慧公路建设试点中，我们做了三项内容，即基础设施数字化、路运一体化车路协同及北斗高精度定位综合应用，北斗高精度定位综合应用包括将北斗信号引入到隧道当中。

Ø荣乌高速

荣乌高速全长73km，双向八车道，直通天津及沿海港口，货车占比较高。建设重点在于货车智慧管理和复杂气象条件下的准全天候通行。

在交通强国的试点当中，我们建立了分车道、分时段的智能货运车辆管控系统，并出台了智能货运车辆管控关键技术指南等政策性文件。

Ø京德高速

京德高速全长87km，双向六车道，是雄安新区与大兴机场航站楼连接最便捷的通道，建设重点在于突出交通安全和准全天候通行。交通强国要求要建成安全风险预警系统，实现实时碰撞风险预测。

Ø京哈高速

京哈高速全长231km，是国家一号高速，也是连接东北、华北、华中的重要通道，双向六车道+双向四车道（支线10km），车流量大、货车占比高、路况较拥堵，尤其是暑期日均断面交通量达到17万，服务水平低于5级。

京哈高速的建设重点在于准全天候通行、暑期通行以及货车服务，在建设目标当中提出了可测、可视、可控和可服务，其中的重点工作是非特殊情况不分流、恶劣天气不封路，

成就2：探索了一批新技术、新应用、新场景应用

新技术包括雷视融合、边缘计算、数字孪生、车路协同等。

新应用方面，我们探索了毫米波雷达、激光雷达、图形化显示屏、物联网监测、基础设施感知（桥梁、隧道边坡监测）、车路协同、高精地图等，这些都是在以往的常规基建工程中不曾用到的。

其中，我认为毫米波雷达、激光雷达能够转变我们对以往感知系统的认知，一是能够做到区段道路运行状态的直接检测，也就是通过原先断面的检测和推算，直接改为纵向检测，能够更加快速、精准的发现。

二是能够做到全天候交通事件的分析与发现，以往的事件都是通过视频来发现的，但其问题在于盲区较大，可检测范围基本在覆盖范围的1/3左右，在夜间和雨雾情况下受影响较大，而采用毫米波雷达后可做到全天候的分析与发现。

三是全程车辆定位、跟踪，我们逐渐将交通运行状态的检测深入到对每一辆车的检测，其中包括瞬时速度和行驶方向。速度方面，通过前端数据融合，匹配车辆信息，实现轨迹可追溯，与跟踪摄像机联动能够快速确定事件方向，在全路段、全方位上做到雷达组网，实现对数据的共享和信息的传递。

新场景方面，我们落地了准全天候通行、智慧服务区、智慧隧道、智能化运维、智能收费、开放硬路肩、车道级管控、伴随式服务、分合流预警。

成就3：形成了一批建设指南、标准规范、顶层设计文件

国家战略层面，出台了《交通强国建设纲要》、《推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》等文件；江苏、浙江、山东、北京、云南等各省都围绕安全和高效出台了建设指南和地方标准。

今年，河北省发布《智慧高速公路建设指南》、《长距离毫米波交通雷达应用技术要求》、《高速公路车道级主动控制技术规范》三项智慧高速公路领域地方标准，三项规范相辅相成，填补了河北省智慧高速公路建设标准空白。

《智慧高速公路建设指南》的架构体系是按照五星架构来进行的，其核心在于数据。如何通过数据将感知、控制、协同、管理、服务联系在一起，从而形成完整的系统，是智慧高速建设的核心所在。

《智慧高速公路建设指南》目前已在河北省实施，我们将智慧高速分为Z1-Z5五个等级。

Z1等级为智慧高速公路初级阶段具有预案化的信息发布能力，达到可视化管理；Z2等级能够做到交通运行状态、环境状态连续监测；重要设施的全寿命资产管理和健康监测；动态速度管控；交通运行态势评估和数字化管理。

Z3等级要能够做到全天候交通运行状态、环境状态连续监测和预警，分车道管控；实现集约化、智能化管理；准全天候通行；支持车与路信息交互。

Z4等级要能够实现全天候全要素实时连续感知；交通安全风险辨识；主线和匝道协同控制；路段智慧化管理；准全天候通行；车与路协同感知。

Z5等级要能够实现车与路协同感知、协同决策；全天候通行；车路云网一体化。Z4等级和Z5等级与车辆的智能化程度有很紧密的关联。

实施原则方面，智慧高速公路建设宜结合交通量、交通特征、气象环境等，不同区段可采用不同的智慧高速公路建设等级。有条件时，宜全线按照高等级标准建设。

高速公路一般路段应按照Z1及以上等级建设；隧道、特大桥梁等路段宜按照Z2及以上等级建设；长大下坡等事故多发路段、不利天气频发路段、交通拥堵常发路段应按照Z3及以上等级建设；互通式立交、服务区和停车区主线路段宜按照Z3及以上等级建设。

虽然我们取得了一定的成就，但当前河北省智慧高速的建设还存在很多不足。

不足1：现有规范应用不足

目前行业现有规范应用不足，现有的《公路网运行监测暂行技术要求》、《公路交通安全态势评估规范》值得行业同仁深入研判。

不足2：对交通行业应用理解不深

基于互联网服务于2C的企业涌入交通行业，带来了新技术、新思维，但对于管理者的业务需求和公众出行需求理解不深，以2C经验服务于交通行业实际应用，需要将互联网技术与交通应用进行深度融合。

不足3：看得见“高富帅”

追求“完美”和“创新”，依赖“新技术、新设备”，对实际问题关注不够。追求一个项目解决所有问题，强调大平台，不太关注实际操作者提出的具体问题。

不足4：对数据的关注度不足

未能将数据转化为信息、知识，缺少数据的深度挖掘、梳理和应用，流程式和报表式应用较多，未能实现通过离线数据提升模型和基于在线运行发现问题，对监控员的指导性不够。总结而言就是具体数据合而不融、融而不准、准而不通。

不足5：共建共享应用不足

共建共享共用的融合深度不足，没有从底层数据上做到规范化、标准化的数据融合，各子系统的烟囱式尚未打破，平台对接依然存在。

不足6：重展现、轻实用，重应急、轻预判，重个例、轻共性

不足7：智慧高速的验收标准尚未形成，智慧高速的效能无法验证

不足8：无法解决项目建设的局限性

按照项目建设智慧公路，项目的阶段性、一次性投入等特征制约了智慧连续性、持续性和迭代升级的需求。

3智慧高速的本质

智慧高速包括智能交通的概念是从交通工程中来的，交通工程的定义是把人、车、路、环境及能源等与交通要素综合在道路交通统一体中进行研究，以寻求道路通行能力最大、交通事故最少、运行速度最快、运输费用最省、环境影响最小、能源消耗最低的交通系统规划建设与管理方案，达到安全、迅速、经济、方便、舒适、节能及低公害的目的。

智能运输系统（ITS）是将先进的科学技术有效地综合运用于交通运输、服务控制和车辆制造，加强车辆、道路、使用者三者之间的联系，形成一种保障安全、提高效率、改善环境节约能源的综合运输系统。(处于机械论阶段 )

在智慧高速的层次来看，智慧高速是由智能到智慧以新一代信息技术和系统论为支撑、以数据、信息、知识处理和融合应用为核心、以需求为导向、以提升安全效率和效益为目标，以交通态势研判和交通风险预警为抓手，动态整合“人、车、路、环境”要素，服务于管理者运营和公众出行服务。这里面要坚持以系统论、控制论和信息论看交通工程。

智慧高速的本质是以人为本，提升“安全、效率”服务于管理者和公众。智慧高速不是单纯的让交通本身变得更美好，而是要让身处交通之中的所有人感觉更好。

4智慧高速思考

一是创新以解决问题为导向。创新的目的是为了解决问题，不能解决问题的创新或是为了某个名词而进行的创新，我认为是伪创新。

建设思维方面，要开放思维、共享思维、协作思维、服务思维；建设方式方面，要注重收益模式、服务模式和可持续性模式；建设理念方面，合作式建设、收益分成式、成果共享式，解决项目的一次性、阶段性和建用分离的弊端。

二是问题导向、需求导向、目标导向，引领智慧高速发展。以“人-车-路-环境”交通要素为根本，发掘对交通造成直接影响的要素，发现根本性问题，关键性问题。以旅行车、货车司机、监控员、收费员、养护员、维护员、交警的视角重新审视需求，换位思考，抓住要点，解决大概率事件和问题。

坚持”二八定律“原则，制定可实现、可达到、有效能的建设目标，技术与管理并行，落实技术对管理提升的支撑。如何用20%的投入解决80%的共性问题是核心所在，对于无法通过管理和技术解决的问题，需要做好应急手段，以减少损失。

三是数据先行，以点带面，持续跟进，迭代升级。通过全面感知，加强数据采集，推动数据-信息-知识的转化，构建知识库，为智慧公路的持续升级提供数据支撑。以项目为主导，培养自有软件、算法等技术人员，打破项目阶段性建设的弊端，持续打磨算法、模型，以路段带路网，不断拓展场景应用。

四是由“重”到“轻”、由全面到重点、由一次建成到持续完善。结合路线、气候、环境和交通特征，结合交通量增长特性，建设精准服务的轻量型智慧高速，后期逐步推广至网级（区域级）智慧高速。

由“大而全”到先行解决重点问题，以小投入解决通用问题重点解决互通区分合流处、自由流收费、机器人收费、自动化运维等降本增效明显的场景，尽早实现商业模式正循环，针对服务区、隧道、收费站的单场景建设将尽快落地。

智慧公路是一个过程而不是结果，需要持续完善，学习互联网企业的建设思路，在试错中完善，持续改进方能实现智慧高速的“初心”。

五是要以信息论、系统论和控制论支撑智慧高速发展。坚持需求导向、问题导向、目标导向、效益导向构建智慧高速应用。回归本源，智慧高速服务于管理者、服务于公众。

5智慧高速下一阶段热点

一是数据负债转换为数据资产。数据标准化、数据中台、数据融合、知识图谱等在未来都将转化为资产。

二是可复制的单场景模型算法。基于重点区段、互通分合流处、隧道、服务区的模型算法提升，解决当前存在的重点问题，通过模型算法的不断提升，将存在的小问题解决。

三是互联网信息综合应用。通过引入互联网，实现路段全量信息采集+互联网气象环境+互联网交通态势预判。

四是合作共赢。通过与高速交警合作，构建准全天候通行，探索高峰时段、大流量区段开放硬路肩通行。

五是提质增效。通过差异化收费、自由流收费、智慧稽核，运营高速公路的智慧化提升。

智慧高速建设是一个长期的过程，不可急于求成、一蹴而就、急功近利，智慧高速的发展需要全社会理解、支持、宽容和帮助，协同推进智慧交通的迭代升级和长久发展。

路虽远，行则将至；事虽难，做则必成。