针对“路、面、点”提出造轻量化智慧交通体系

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编者按：在第十二届（2023）中国智能交通市场年会-第六届（2023）智慧高速产业发展论坛中，中咨泰克智能交通设计研究院院长张艳以《浅谈普通公路的智慧化提升》为题进行了汇报。

张艳从陡坡、急弯、城镇等六大路段入手，提出了一系列普通公路智慧化的提升方案，涵盖了管养服运四大业务场景，最后针对“路、面、点”提出打造轻量化智慧交通体系建议以及相关路衍经济发展方向。

一、政策背景

目前，整个公路网络的架构形成了以高速公路为骨架，普通干线为脉络，农村公路为基础的公路网。

根据交通运输部数据，截至2022年年底，我国公路总里程已达537万公里，其中高速公路里程仅占17.7万公里，大部分道路仍然是非高速公路。由于缺失资金、人员、物力装备的支持，导致公路建设、运维、养护存在一定困难，难以提供优质服务，一线管理者认为普通公路智慧化提升已迫在眉睫。

在政策层面，近两年来，交通运输部、公安部等部委提出了一系列普通公路智慧化提升的要求。

例如，2022年1月，交通运输部发布《公路“十四五”发展规划》，重点提出提升交通安全设施精细化水平，优化互通立交出入口等交织路段信息指引、完善公铁并行交汇地段、公跨铁桥梁防护设施以及改善普通国省干线公路穿城镇路段、平面交叉路口通行条件，适应城镇化环境交通需求。

2021年9月，交通运输部发布《交通运输领域新型基础设施建设行动方案（2021-2025年）》，提出了提升公路智慧化管理水平的要求。其中，提到了推动感知网络和公路基础设施养护工程同步规划、同步实施，提升公路基础设施全要素、全周期数字化水平。此外，还应提升公路智慧化服务水平。

2022年2月，交通运输部、公安部联合发布《公路安全设施和交通秩序管理精细化提升行动方案》，该方案详细提出了重点提升的内容，包括川城镇路段、平面交叉路口等安全管控，很多省市也围绕这些重点工程展开了相应的工作。

2022年4月，交通运输部发布《“十四五”公路养护管理发展纲要》，对于公路安全保障水平提出了要求，特别是国省干线在城镇和交叉路口的改善。

上述要求都从不同维度提出了普通公路智慧化提升的重点建设内容。

同时，在标准规范方面，已经有十几个省市发布了关于智慧高速的建设指南，部级层面也正在编制相关的建设指南。然而，大家对于普通公路的总体关注度相对较低。

近两年来，江苏发布了《江苏省普通国省道智慧公路建设技术指南》，芜湖则制定了《国省干线智慧公路建设技术指南》。2022年，智能交通产业联盟发布了《普通国省干线智慧公路建设框架》团体标准，主要从政策和标准层面提出了要求。

二、需求分析

普通公路与高速公路最大的不同之一在于资金来源。高速公路主要通过收费还款修建，而大部分二级以下普通公路路段是不收费的，这直接导致了资金的短缺，其建设和养护主要依赖财政资金支持，因此，普通公路的建设、运维、养护均存在一定困难，难以提供优质服务。例如：我们常常可以看到在普通公路上存在标志牌被撞歪或不清晰，以及维护不及时等现象。

根据普通公路的地理位置、条件的不同，存在习惯性或偶发性出行习惯，会导致存在一定安全隐患。比如非机动车和行人的横穿、机非混行以及平交路口；一些行为习惯也与导向行驶不符，与高速公路的上下行分离行驶不同，不礼让行人也是普通公路上普遍存在的问题。

此外，车辆的超载超限也是一个挑战。高速公路对超限超载有严格的限制，但对于普通公路来说，所有车辆都可以通行，因此存在大量车辆超限超载的情况。在普通公路和高速公路并存的路段，如果路况较好，大部分车辆会选择绕行普通公路。

因此，普通公路维修成本逐年攀升，行人的行为习惯规范不足、安全意识较低、司机遵守规范意识不强等因素都对普通公路的建设提出了更高的需求。

三、提升方案

(一)建设目标

以安全为重点，全面建设功能完备、协同运转、科学高效的智慧高速智慧交通体系，这对于普通公路来说尤为重要。

(二)运行监测——路段场景

针对运行监测中的多个场景，比如大货车比例高的路段、陡坡路段、恶劣天气的路段、公铁交叉路段以及穿城镇的急转弯路段等存在的问题和安全隐患，我们提出了以下提升方案。

场景一：陡坡方案

在陡坡方面，安全是需要考虑的首要因素。因此，建议在陡坡路段适当增设标志和减速提示标志，对于坡度特别大的路段，加设震荡标线，通过车辆的感知来强制减速。此外，还需加强防护栏和轮廓标等设施的加固和事件引导，以提升交通安全设施的水平。

在智慧化方面，可以借鉴智慧高速的关键技术应用于普通公路。例如，可与交警部门合作，在事故高发区的路段进行区间测速，通过法律手段强制限制车速。另外，可在事故高发点之前设置车速提醒标志，加强信息的发布。同时，对于一些货车比例较高或经常发生事故的路段，可利用超温报警功能和避险车道等设施，通过外部提示降低安全隐患。

此外，还可以在高速公路上应用融冰除雪设施。在一些寒冷地区，可在结冰前采用临界值喷洒除雪的方式，对暗冰或薄冰的路段进行处理。目前国内已有喷淋式的环保溶冰剂设施，通过管道和泵进行自动喷洒，取代了人工喷洒除冰剂的方式。

第二种提升方案是在普通公路的路面材料上，采用抗凝冰的路面，通过降低道路结冰的冰点来消除积雪，提高除雪效果。

第三种提升方案是热力融雪技术，这种技术已经在山东的几个高速公路上应用。通过导管将地下的热量导到路面，快速融化积雪和冰块。尽管每公里的造价较高，但可以选择重点路段进行铺设，以减轻资金压力。

场景二：穿城镇路段

对于穿城镇的路段，可以根据交通运输部的要求，加强交通安全标志标识的设置。在供电条件良好的情况下，增加主动发光标志的限速标志。

智慧提升类方面，可以考虑在普通公路上使用区间测速、智慧灯杆、护栏防盗报警等已经在高速公路上成熟应用的技术。

在感知方面，感知技术对智慧公路至关重要。除了常见的视频、毫米波雷达和激光感知技术外，还可采用光纤感知等多元感知方式提升公路的感知能力。

场景三：恶劣天气路段

对于恶劣天气，需要提前预知何时恶劣天气到来，以便采取提前预警措施。因此，需要加强气象环境监测设施的建设。在有雾天或雨天等恶劣天气的路段，可采用雾区行车诱导等措施。这些技术在全国范围内已经比较普遍应用，只是在普通公路上应用范围相对较小。

场景四：急转弯路段

对于急转弯路段，可使用会车监测预警等设备。智慧高速中的匝道分合流以及其他危险路段的设施应用也可适用于急转弯的路段，提供提示和预警功能，同时还可以应用区间测速和应急救援等技术。

场景五：平面交叉路口—大型

平面交叉路口可以分为大型和小型两种考虑。对于大型交叉路口，主要考虑非机动车和行人的通行。早期交叉口建设主要侧重于信号控制，因此可以借鉴以往的经验应用到普通公路上。

另外，在智慧化的城镇路段，可以采用主动发光的限速标志、语音反光标线等设施，还有一些智慧提升类技术，如闯红灯监控、智慧斑马线等，这些措施在大型城市中已经取得了不错的应用效果。对于村庄的路口，需要根据不同的需求加强信息提示功能。在感知方面，可使用雷达、摄像机等设备，增强对行人和车辆的感知能力，确保行车和过街的安全。

(三)决策管理

普通公路与高速公路相似，需要建立交通运行的异常图，以提升道路的安全水平和通行效能，增强服务和管控能力。

在养护方面，可以引入巡检车和智能分析技术减少人力成本和后期运营维护成本，这一点尤为重要。

(四)出行服务

出行服务也是智慧公路的关键。与高速公路类似，可以在普通公路上设置服务区和驿站，利用人工智能进行客流和人员检测，实现与智慧餐厅的信息交互，以及车位的监测，无论是基于视频还是地磁等技术都应用比较广泛。此外，还可以提供智慧厕所和无人超市等便民服务设施。

另外，还可以在服务区开展ETC的拓展服务及应用，实现无感加油、智能洗车、智能停车等相关应用。

(五)绿色低碳

在绿色低碳方面，普通公路尤其需要关注。因为大部分普通公路沿线的供电条件不理想，在建设设施时首先要考虑供电和传输问题。除了通过无线传输技术，还可以利用光伏和风能等绿色能源，尤其是在西北地区阳光充足和风能丰富的地方，实现光伏与风能的互补。

(六)一级公路的自由流收费

对于少量尚存在收费站的一级公路，可以借鉴高速公路向无站自由流的发展模式，探索普通公路的无站自由流收费系统。当然，无论是从人民群众的需求，还是从加强宣传引导、后期收费管理等方面，都需要加强政策、法律和宣传引导方面的工作，确保项目的顺利实施。

四、思考展望

普通公路在资金方面的压力比较大。为了应对这个问题，可通过“路、面、点”结合的方式打造轻量化的智慧交通体系，积极选用效果好、造价低的产品。例如，可以发展移动采集车，提升基于AI的道路设施分析能力。

在绿色能源方面，可以发展风光互补能源，以解决供电的消耗。另外，在数字服务方面，可以结合互联网的优势和自身的数据资源，提供路段级别的预警服务。

出行服务方面，目前有很多关于普通公路出行的交通应用程序，需要完善相关的发布手段，让这些服务对普通公众更加友好。

目前信息的触达手段对于高速公路和普通公路来说都是迫切需要解决的问题。对于面向用户的C端服务，这是非常关键的，需要引起整个行业的重视。

行业监管方面，除了监测手段，还需要从国家和部门的发展战略上加强监测能力，并积极落实国家发展资源，如通过北斗系统和高分遥感技术，提升道路监测的能力。

五、未来展望

普通公路提升建设仍是一项庞大的工程，资金、人力存在一定困难；普通公路安全通行、科学养护是用户真正实实在在的“关注点”;加强对普通公路运行现状的评估分析，为智慧化提升提供科学依据。

未来发展方面，首先要解决资金问题。目前已经开展了多种投资模式，如引入社会资本等方式来解决资金困难。其次，需要加强标准规范的编制，指导智慧化提升的具体工作内容。此外，应由政府牵头围绕道路沿线发展路衍产业集群，互利互惠，反哺交通建设；最后，将道路与周边的景区、物流园区等结合起来融合发展，助推普通公路的智能化提升。