探究智慧高速可能的发展方向

1智慧高速的发展疑惑

2014年，中国交通运输部正式提出了“四个交通”战略，其中包括智慧交通，这为智慧高速公路的发展提供了政策支持和发展方向。

2017年，交通运输部发布智慧交通专项政策：《推进智慧交通发展行动计划》，着力加快中国交通信息化建设。

2018年，交通运输部发布《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，我国智慧公路试点工程正式启动。

从国家层面陆续发布的智慧高速公路的相关政策来看，智慧高速公路已经成为未来一段时期我国高速公路建设的一个重要方向。

但是我们同时也发现，在国内智慧公路发展中，各种新技术不断涌现，各种建设大纲以及相关指南频出，各种学科交叉融合，一时间，新材料、新通信、新计算、新平台、新模型纷纷上场。

于是，面对风起云涌的智慧高速场景，各地落地了不少试点示范项目，以期验证提出的新框架、新技术、新效果。由于很多项目试点周期尚短，加上我国当前智慧高速的建设仍然处于理论起步阶段，仍没有解决智慧高速发展的困惑：巨大投入，是否值得？提升了什么？收获了什么？下一步如何布局？。

我们用了1年的时间，对智慧高速3000多篇相关文献和15个省市发布的指南进行了梳理与分析，总结当前的热点与不足，探究智慧高速可能的发展方向。

图1 智慧高速时间图谱

我们绘制了智慧高速10年的时间发展图谱，从智慧高速的养护管理、建设内容、组成部分、核心技术、系统架构以及应用场景等相关内容均有涉及。10年间，围绕智慧公路、智慧高速发展，出现了9个趋势转变，前3个阶段围绕智慧公路和智慧高速的概念和架构提出，到第4阶段围绕智慧化进行解读和设计，2015年左右，第5阶段开始尝试大数据技术应用，一直到后来开始重视应用场景以及布局出行服务。

国内智慧高速相关文章从2013年开始第一次完整的出现，当时对智慧高速相关内容尚未定义清晰，系统结构也并不完善。但是探索了如数据采集层、网络层、信息资源层和应用层等基本架构。随后有关智慧高速的文献以每年20篇左右增长。到2018年时，文章每年增长率超过40篇，并且逐年上升，截至2023年，我们共查阅到智慧高速相关文章3000多篇。

10年文献分析，我们梳理了关键词，可以发现智慧高速的发展和信息化发展息息相关，随着2013年物联网技术重回，智慧高速出现了端倪，随后大数据、信息化、云平台出现，结合应用场景，最早2015年用于隧道，2018年用于收费站，至今仍是应用热点。具体如下表1所示。

对智慧高速关键词进行共现聚类后，我们绘制了9类智慧高速的关键词共现图，图2只给出第2类----智慧高速技术强相关聚类图。 

图2 技术关键词聚类共现图

图2中涉及了智慧高速的组成架构方面的内容，也包含了部分在智慧高速中广泛使用的技术，如数字孪生、车路协同等，共50条关键词。围绕智慧高速，我们发现交通工程仍占据重要影响，另外可以发现车路协同、数字孪生关键词较为集中，视频监控关键词的强调也突出了我国高速公路当下的主要检测手段。

另外我们也绘制了2013年-2023年每年的热点词汇。如图3所示：

图3 2013-2023年每年智慧高速关键词图谱

2014年，由于智慧城市等研究，开始对智慧高速提出了建设架构；

2015年，重点在于信息化、大数据等提出；

2016年，提出了信息平台、云计算等；

2017年，关注于公路的服务属性以及监控系统；

2018年，开始关注于收费站等应用场景；

2019年，集中于智慧工地、机电系统；

2020年，5G技术和车路协同技术开始应用于智慧高速上；

2021年，提出了数字孪生技术应用；

2022年，新关键词减少，注重完善相关技术；

2023年，主要关注于公众出行体验等内容。

我们的智慧高速知识图谱采用自上而下的构建思路，重点考虑了6大方面：

（1）需求分析：在具体交通场景中，为更好地满足安全、便捷、高效、绿色、经济的目标，需要重点考虑用户需求。

（2）服务定位：为满足智慧高速需求而促生出的各类相对独立的活动。

（3）功能界定：通过设备控制、数据处理和信息交互等途径作用于多类交通实体的功能。

（4）技术应用：应用于智慧高速系统，且对其发展具有驱动作用的技术。

（5）基础设施：在智慧高速中，参与主要的交通运行活动的物理要素。

（6）评估评价：评价技术类、功能类、服务类等的指标。

版面所限，我们无法将几百张图和近千个词汇均予以展示，仅就文中所示部分成果，希望能够为我国智慧高速建设和发展以及运营和评价有所贡献。

1. 目前国内对于智慧高速整体架构以及建设体系的相关研究已经较为完善，但从近2年趋势来看，后续智慧高速整体架构或将出现改变。

2. 近五年关键词突现分析显示，围绕智能网联+车路协同+自动驾驶+应急指挥+数字孪生+应用场景+运营管理，是未来一段时间热点和重点。

3.  智慧高速的承载体是公路基础设施，其建设和运营建议遵循需求分析—功能定位—技术驱动—服务承接—效果评价的闭环思路。

4. 智慧高速的生命力仍是植根于高速公路的场景应用和服务应用，无论技术如何发展进步，提升服务和效率、安全等是智慧高速的生存之本。