本文分析了当前高速公路在智能化方面仍面临诸多挑战

在中国经济迅猛增长的背景下，公路运输业的蓬勃发展已成为推动国家经济和社会发展的关键力量，截止至2023年底，全国公路里程543.68万公里，其中高速公路通车里程为18.4万公里。但与此同时，公路的发展也伴随着交通事故和自然灾害的发生，道路安全的问题也在日益凸显，严重威胁着公众的生命和财产安全，也严重阻断交通、影响运输经济的健康发展。尤其是今年在广东梅州市梅大高速的茶阳路段塌方、陕西商洛市柞水县境内高速公路桥梁的垮塌、四川雅叶高速公路泸定至康定段隧间桥垮塌事件，都造成了重大的人员伤亡，为公路安全管理敲响了警钟。为此，建立及时有效的路网通行监测预警系统，以预防和减少此类事件的发生，显得尤为重要。

近年来，国家和交通运输部陆续出台了公路路网通行监测预警的相关政策。

2020年，《交通运输部关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》提出：推动公路感知网络与基础设施同步规划、同步建设，在重点路段实现全天候、多要素的状态感知。应用智能视频分析等技术，建设监测、调度、管控、应急、服务一体的智慧路网云控平台。

2023年9月，交通运输部印发《关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见》，明确提出要打造路网智能感知体系，在充分利用高速公路既有感知设施的基础上，建设覆盖基础设施、运行状态、交通环境、载运工具的公路全要素动态感知网络，拓展各类数据应用，提升视频监测覆盖率和综合感知能力。

2024年8月，交通运输部办公厅印发《关于进一步加强监测预警提升公路防灾抗灾能力的通知》，指出以高速公路高灾害风险路段为重点，通过科技赋能方式，改善夜间行车条件，稳步提升公路监测预警能力，最大限度减少和避免群死群伤事件发生。

为响应国家号召，贯彻落实党的决策部署，需加强对于高速公路事故和灾害的监测、预警及应急处置能力。针对重大事故和基础设施灾害，应加强基础设施数字化建设，增强事故分析与辨别能力，健全实时动态信息服务系统，提升道路安全通行能力。

路网监测预警是构建更加安全、智能、高效的智慧公路系统，然而，现阶段国内高速公路智能化水平参差不齐，还存在路网监测手段单一、运行监测数据融合复用程度低、应急调度协同能力较弱等问题。

1.路网监测手段单一

目前，多数高速公路采用视频感知的方式对路网运行情况进行监测，甚至智能通过人工视频巡逻或报警的方式发现交通事故，感知手段比较单一，且难以在短时间内发现交通事件，缺乏多源感知手段支撑路网运行态势的分析，无法建立多源感知体系。

2.运行监测数据融合复用程度低

目前各省的高速公路均具备一定的运行监测能力，但仍存在数据资源接入不全、系统间协同不够等薄弱环节，同时各系统之间生成的数据无法融合利用，多类与交通流要素相关的重要数据无法有效整合，缺乏形成重要的交通特征分析和路网适应性分析等功能的能力，导致预警信息不全面，影响救援效率。

3.应急调度协同能力尚待加强

公路交通应急事件指挥调度与处置，横向涉及交警、医疗、消防、应急等多个部门，纵向涉及省路网中心、各路段运营管理公司、各基层单位，需协调部门多、流程多、难度大，当前应急指挥信息联通共享程度低，跨部门跨层级指挥调度协同不足，应急调度效率低。同时，应急协同调度信息化手段薄弱，缺乏高效的应急事件速报、快报渠道，以及音视频巡查检查手段，难以及时向上级单位报送事件相关情况，下达应急指挥调度指令，事件信息的及时有效交互与共享难以保障，部门协同联动处置受到较大阻力。

4.事件预警信息分发体系不完善

当前出行公众获取信息渠道主要依赖沿线可变情报板、交通广播等信息分发设备，但可变情报板和交通广播的覆盖范围有限，难以全面的反映高速公路的整体交通状况。此外，可变情报板的信息发布受多种因素制约，如设备/网络故障、数据传输延迟等，这可能导致发布的信息更新不及时，无法满足司乘人员在某些场景下对异常事件预警分发的实时性和可靠性需求。

1.技术路线图

图   技术路线图

通过建设多源感知体系，采集路网交通运行状态信息，为相关业务部门的预测、研判提供数据支撑。管理部门通过交通态势分析研判结果，通过应急指挥调度业务系统，实现跨业务、跨部门、跨层级的一键指挥调度，并快速采取交通管控措施，及时向公众事件预警。实现事故发现、分析、相应的全流程闭环管理，推动交通基础设施数字化转型升级。

2.主要场景与对策

（1）大流量路网事件检测场景

随着交通流量的不断增加，公路上经常会出现拥堵、交通事故等异常事件，基于此现象，公路管理部门如果能够及时发现高速公路上的各种特定交通事件，及时进行预警引导，可以减少二次事故的发生。另一方面，如果能够及时发现道路上交通事故快速反应，缩短事故现场清理时间，降低因事故对道路交通的影响，从而缓解拥堵状况，提高车辆通行效率。

1）基于视频的事件主动发现与预警能力

视频监视手段是延伸管理人员视野的有力工具，同时也是高速公路上应用最为广泛的感知设备之一。

高速公路沿线已经建设了大量的视频感知设备，对于管理者来说，首先要进一步盘活现有的视频资源，基于高速海量的视频监控数据，通过部署目标检测、目标跟踪等成熟稳定的算法模型，利用AI技术实现交通事件全面、精准与快速的“视频+”分析，提升基于视频的事件自动检测效率，对发生的各类交通事件的进行及时报警，实现应急事件与道路事件的快速发现，保障司乘人员出行安全与路网畅通。

2）基于毫米波雷达的交通事件感知能力

高速公路通常不设置道路照明系统，因此在夜间或雨、雪、雾等恶劣天气条件下，视频分析效果不佳，从而导致监控精度下降，无法实现较高准确率的视频事件检测。

针对交通流量较大、交通流冲突较多、交通态势复杂的场景，需要构建全时段、全天候的感知体系，以满足入场运营管理需求。结合毫米波雷达不受天气影响、检测范围较远、检测精度较高的特点，构建基于雷视融合的感知体系，可在高速公路重点路段或事故多发地设置毫米波雷达，采用雷视融合的技术，基于视频流、雷达点云数据等，全天候地对车辆违章停车、拥堵、掉头、逆行、行人、抛洒物、道路施工、路障等交通异常事件进行自动检测、记录和预警。实现车辆轨迹与特征信息的深度融合以及交通事件检测的融合优化，提升交通事件检测精度，确保管理人员能够迅速处置交通事件，避免二次事故的发生。

（2）多维度交通运行态势分析场景

目前，国内的高速公路以针对交通流、交通事件、交通环境、基础设施状况等要素建立起基于摄像机、雷达、ETC天线、交调站、气象监测设备等各类传感器的多源感知体系，同时，在路段中心通过与互联网地图、公安交警、气象应急等部门进行对接，实现信息的共享和互补，进一步提高数据丰富度、及时性与准确性，与多源感知体系形成互补。

针对在高速公路路段中心汇聚的海量交通数据，中心端应实现多源异构感知数据实时高精度融合，整合实时数据和外部数据等多源数据，通过数据融合、数据清洗、大数据分析等技术手段，计算交通运行指数、交通特征指数、交通气象指数等指数，现高速公路交通运行状况的综合评估。

同时，通过挖掘数据间关联、进行数据建模，形成车流量监控、事故处理等智能控制、协同工作模型，并在此基础上建立流量预测模型，实现对全路网路况的实时分析、拥堵程度分析和路网运行趋势分析。当中心平台积累了一定量的历史交通数据后，可形成运行趋势库，建立契合本路段的预报模型，并根据气象情况、交通事件类型、养护管理计划等影响因素，实现对路网长短时交通流、干线拥堵、拥堵蔓延、交通事件时空影响范围等方面的预测，为运营管理部门提供更科学的决策依据和基于态势研判的管理措施建议。

通过数据挖掘和仿真推演模型进行实时性、预测性、业务性综合分析，对于超出预警阈值的交通情况及时预警，促使管理人员及时启动预案，避免高速公路拥堵事件及异常事件的发生，提升公路高效、安全的运营水平。

（3）异常事件应急指挥调度场景

突发事件指挥调度是应急指挥智能调度系统的核心。异常事件发生后，首先要能对事件发生位置周边应急物资设备、应急处置车辆、应急处置人员等资源进行有效、及时地掌握，有效支撑事件处置所需要的应急资源进行高效的决策与调度；其次要精准分析事件类型、事件影响面、路网运行态势；最后要通过一键报警系统，将信息报送方案快速、完整、全覆盖的推送至各级值班人员和联动单位，及时反应，高效联动，快速救援，实现对突发事件处置动态监测、事件自动预警、一路多方协同联动的功能，提高应急指挥调度处置水平。

1）多源告警信息综合分析

针对同一事件，整合视频事件检测系统、毫米波雷达事件检测、光电缆监测设备、基础设施健康监测系统以及人工报告等多源告警信息，通过AI、大数据等先进数据融合、分析算法，准确定义灾害事件类型，判断事件性质与严重程度，提升高速公路运营管理单位面对事故的响应速度与决策准确性。

2）事故影响范围内交通流预测

基于事件告警信息，利用深度学习等先进算法进行综合分析研判，结合事故发生点上下游的交通量，实现事件告警位置及事故影响范围内交通流实时监测和预测，生成事发位置、事件级别、实时路况、事故信息及影响范围、交通流影响态势、公路运行风险态势等信息，为高速公路运营管理单位及一路多方联勤联动单位高效救援提供数据支撑。

3）应急预案智能生成

根据路网运行风险研判结果，结合路方应急组织机构、救援力量分布、值班驻点分布、值班驻点分布和应急信息报送机制，以及路方与告警事件所在区域的政府应急部门、高速交警、120急救、消防救援、路政执法、生态环境、气象、自然资源等政府单位的信息联动机制。系统即刻自动生成全面覆盖、对象精准、实时有效的信息报送方案。

4）一路多方协同

在信息报送方案确认后，通过AI一键报警功能，以手机、固话、短信、APP、、紧急广播、值班警铃、值班会议、在线会议等方式进行语音、文字、图片、短语音等的信息推送，实现信息报送方案的准确触达。

系统具备提供分层级的决策和协调会商平台的能力，在多方会商中能够召集办公电话、个人手机、紧急广播终端、集群对讲终端、视频会议终端、视频监控终端、移动调度终端等各类终端入会，实现语音调度、视频调度、监控调度、地图调度、实时调度和移动通信调度等跨系统融合调度，完成信息的共享和应急事件的处置。

（4）异常事件交通管控及事件预警场景

交通管控及事件的时效性对控制事故严重程度具有关键作用。为控制、减少或避免事故影响，针对异常事件应从从交通管控和信息触达两个维度同步推进，管理单位应提升社会资源、公共资源的利用率，改善出行信息触达不畅的不良局面。

交通管控聚焦于事故发生或即将发生的路段，打破“信息孤岛”的局面，通过多种信息发布方式，实现对相关车辆的及时预警，提醒车辆采取紧急规避措施，有效降低事故风险或减轻事故后果。信息触达面向更广泛的出行用户，拓展更广泛的用户触达方式，引导路网内车辆提前规划行程，避开不利路段，提高出行效率和安全性。

1）可变信息标志和车道指示标志

根据生成的各类出行服务信息，结合高速公路的路网结构，形成发布预案，在道路发生异常事件后，根据预计处理时间和设计时速计算影响范围，自动生成事件预警信息和分流信息，并且将信息传送至路网监测预警系统中实现路网区域内各可变信息标志的信息发布，并根据事件影响面，通过路网中的车道指示标志发布交通管控策略，促使驾驶员调整其驾驶行为，降低突发事故造成的影响范围。

2）ETC信息发布

在发生异常状况时，可利用路网内的ETC门架，通过ETC天线与车载终端（OBU）之间的通信，为车辆发布安全预警信息。一代OBU可以通过蜂鸣声提醒司乘人员，二代OBU可通过语音信息为驾驶员提供预警信息，引导出行者合理安排出行路线。

3）第三方信息发布

与高德、百度等图商或行业信息发布APP合作，在发生事故后，向互联网地图共享路网事件、交通分流、收费站管制、道路交通施工和道路救援等信息，通过第三方信息发布平台发布交通异常信息，提醒司乘人员注意交通路况，注意行车安全。

4）5G消息、短信、语音拨打电话定向发布

道路运营管理单位可以与运营商合作，购买运营商服务，在发生基础设施灾害时，通过区域内短信、IVR（互通式语音应答）语音、5G消息等定向发布的方式，提醒司乘人员注意前方路况。

随着社会经济的快速发展，国内的车辆数量、交通压力和安全隐患日渐增长，为提升用户出行体验和交通运输效率，迫切需要完善提升路网通行监测预警体系。通过建立多源交通感知体系，采集路网交通运行状况，实现交通异常事件快速报警、路网运行态势分析、管控策略与预警信息快速下发、一键应急协同调度等功能，提高路网运行监测预警的准确性、实时性、整体性、高效性，显著提升路网的通行效率和交通韧性，强化应急救援处置能力。为经济发展和社会进步提供可靠的交通基础设施支撑，促进公路路网运行的智能化、信息化、数智化升级。

作者简介：李红芳、彭敏、张博闻 中咨泰克交通工程集团有限公司