从路网角度考虑全天候通行建设是未来发展的主要趋势

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恶劣天气通行是业界公认的交通难题，也是高速出行的痛点。

《2023年中国智慧高速市场研究报告》显示，截止目前，全国已经有27个省份计划或完成智慧高速示范项目。其中在建和建成的智慧高速公路约有60条，合计里程约8000公里，主要集中在川渝、京津冀、长三角地区，待建的智慧高速公路约有40条。

“准全天候通行”作为当下智慧高速建设的重要内容，不仅可以提升公路运营单位的生产效率，也能提升出行者对于智慧高速建设的“获得感”，同时基于对智能感知、协同指挥等技术和手段的综合运用，从而提升公路交通安全水平，已经在京石高速、京哈高速、荣乌高速新线、成宜高速、宜昭高速、鄂州机场高速等得以落地，虽然投入有高有低，但基本上行业已经形成共识，建设智慧高速，“准全天候通行”是核心目标之一。

准全天候通行目前建设情况如何？遇到了哪些问题？下一步工作又将如何开展？

01、高速公路准全天候通行现状及问题

高速公路运营面临的恶劣天气通行安全问题和大流量平行路段的通行效率问题，是制约我国高速公路17万公里运营管理的痛点难题。

交通运输部路网中心2019年运行报告显示，我国高速公路因恶劣天气阻断事件年均达2万多起，阻断里程100多万公里，减少路公司通行费收入，整体损失年均约440亿，占年通行费收费总额5-15%。

此外，据《全国道路交通事故统计年报白皮书》统计，30%的交通事故与恶劣天气相关，如何保障道路安全通行，推动以管代封，将重点管控连点成线，开展准全天候通行已经成为社会公众“急难愁盼”的热点问题，也是各省智慧公路建设主要内容。

由于我国公路气象方面的研究起步较晚，目前在政策、理论以及实践方面都开展了相关研究，但与国际先进水平仍有一定差距。

河北高速公路集团有限公司技术创新管理部部长李春杰指出，当前智慧高速全天候通行建设存在以下四方面困惑：一是气象、路、警三方缺乏协同，实施落地比较困难。

二是全天候通行所对应的管控手段比较单一，虽然智慧高速增强了对高速公路的信息获取和管控手段，并进行了全天候通行的相关测试验证，但公众在日常出行方面获得感并不明显。

三是路网能力不均衡，目前智慧高速全天候通行路段，主要是单一的在各省建设成路网级的智慧水平和支撑能力，还存在严重不足，在恶劣天气条件下，各路段通过枢纽互通进行联系，管控难度较大。

四是高速公路跨省域协同比较困难，涉及到跨省一路三方，其协同标准和机制不统一，不同的省份可能会有不同的做法，进而导致现阶段虽建设成一些智慧高速，虽开展了智慧高速全天候通行等实验，但从效果或理想度来看，还存在很长的路要走。

02、如何应对？

通过分析发现，团雾、雨雪、大风、沙尘暴以及夜间恶劣气候等是影响公路交通安全的主要因素，此外，交通管控信息传递的及时性也成为了恶劣天气影响下事故发生的关键所在。建立长期稳定可靠的公路交通气象服务系统，并将信息及时发送给车辆驾驶人员，是实现全天候的高速公路安全通行问题的关键。

近年来智能交通行业快速发展，全天候通行系统是行业提出解决恶劣天气出行问题的主要建设手段之一，也是当下行业关注的重点话题。

全天候通行系统通过将交通气象检测感知、AI图像识别、道路通行能力评估模型、交通仿真、多种数据传输和发布手段等多项关键技术进行融合，是融合交通、气象、通信等跨学科专业的产品。

通过交通气象检测感知设备、AI图像识别设备及时发现天气情况和道路通行情况的变化，并在系统平台方面实时呈现并预警，再通过交通管理部门平台及时发布相关信息，同时安排相关人员进场控制；另一方面，行驶车辆之间通过车载通信模块等产品和车路协同技术手段获取前后车辆位置以及通行道路情况，从而实现恶劣天气下的正常通行。

由于有关技术和车辆渗透率还有待进一步发展，目前行业更多提出的是“准全天候通行”的解决方案和系统建设。

交科院公路工程科技（北京）有限公司副总经理谷云辉介绍了全天候智慧公路应急保障技术体系，全天候通行应急保障体系可分为公里级精准交通气象感知，分钟级的精准预警，恶劣气象条件的智能处置及通行诱导以及路段级管控决策支撑。

全天候智慧公路应急保障技术体系框架

基于卫星雷达等多元数据融合，供气象站使用的实况数据，最终形成精准的交通项目感知数据。在此基础之上，融合交通路况数据，建立多维交通路面状态气象预警预报模型，实现公路交通气象灾害的预警预报。

此外，还需采取及时、快速的处置和引导措施，保障不同气候条件下的安全通行。通过与公共管理部门的一路三方应急联动、交通疏导等安全保障，将气象信息及时发布给出行公众。

整个全天候公路安全通行应急保障体系建设还需要包括标准体系、运维技术体系以及相关政策的保障。最终通过新技术的综合运用，实现对于交通流、气象环境的全面感知、精准研判、高效联动，主动干预，从而全面提升公共交通安全保障的科技应用水平和全天候自动通行的保障能力。

03、部分高速准全天候通行系统建设情况

◼ G1京哈高速公路京津冀段

京哈高速是国家“五纵七横”国道主干线，途径北京、河北、天津和沈阳等地方，是京津冀地区交通大通道，也是华北地区连接东北地区的公路网主骨架。京哈高速京津冀段短距离、连续频繁跨省域，在全国高速公路网中独一无二，各段气象、交通、交警三方管控机制不一致、不互认，管控标准不统一，交通运行动态信息、管控信息不共享，相较其他路段全天候通行更难解决。

河北高速集团以“准全天候、精准化”的出行服务为核心，以“科学决策、智能管控”的路警一体化管理为主线，利用新技术和新装备打造京哈“12345”智慧高速体系，实现京哈高速“可测、可视、可控、可服务”和非特殊情况不分流、恶劣天气不封路的智能化目标。

1个基础底座：数字孪生智慧高速基础底座

2个中心平台：准全天候通行云控平台、准全天候通行服务平台

3个技术中台：AI中台、地图中台、数据中台

4类外场设施：感知设施、边缘设施、控制设施、支撑设施

5项业务提升：精准管控水平提升、道路通行效能提升、交通安全水平提升、通行费增收能力提升、客户通行体验提升。

实施智能化改造后，京哈高速综合事件检测准确率将提升到95%以上，恶劣天气封路时长同比下降39%，预估挽回通行费损失1971.99万元。

◼ 鄂州花湖机场高速

鄂州花湖机场是亚洲第一、世界第四的专业货运机场，鄂州机场高速则是连接鄂州花湖机场的唯一高速通道，面临的痛点问题在于交通流以货运车辆为主、大部分集中在夜间通行，且所处区域为团雾、强对流等恶劣天气多发路段，对机场物流吞吐效率和区域经济发展存在不利影响。

湖北交投集团联合武汉理工大学姜德生院士团队，首次将光纤光栅阵列传感技术应用于智慧公路领域，依靠振动技术和振动数据感知车辆的位置，在光线、能见度很低、团雾、暴雨等恶劣天气情况下也不受任何影响，为整个全天候通行提供了很好的技术基础。

在此基础上，将光栅光纤感知能力进行提升，并围绕其独有的感知能力进行应用场景的拓展，建设了鄂州机场智慧高速一体化管控平台，通过系统管控算法策略，探索通过可变情报板、高警预警平台、专用预约通行APP、基于车辆画像的出行服务平台等多种方式实现用户精准触达。

准全天候通行系统可分为精准感知、传输通道、云控平台、信息下达、车辆控制五个环节，包括以光栅阵列传感网络为核心的全天候感知体系、不额外增加过高成本的传输体系、以算法为核心的云控平台、以算法为核心的云控平台、以APP、人工辅助驾驶为主的信息触达和车辆控制以及多方配合、预约通行、前车引导的协同管控体系。

以算法为核心的云控平台

◼ 杭甬高速公路红垦枢纽路段

红垦枢纽连接杭甬、杭金衢、杭州绕城高速，枢纽日平均流量24万辆，高峰期间超过30万辆。改造前3公里拥堵基本上每天发生；事故特别是恶性事故多发。通过建立全数字化的监测预警管控（SATM系统），极大缓解了拥堵，有效降低甚至杜绝死亡等恶性事故。

该系统实现了车辆车道级精准管控、速度和谐、匝道动态控制、货车按车道行驶、车路初步协同等管控策略，保证交警、交通执法、高速公路营运公司等各方保畅力量的有效联动，有效减少了信息传递环节，切实提升了信息推送效率，真正实现了“一屏展示、一键调度、一体处置”的全闭环管理交通指挥新格局。

SATM系统可实现对路段内突发事故和拥堵状态的实时监测，一旦发生特情事件，可同步向系统后台发送秒级弹窗告警，并提供科学快速处置方案，从而快速调节路段内交通流状况。

以往高速公路对主线事件的发现主要靠工作人员人工电子巡查及司乘电话报警，响应时间相对较慢，红垦路段依托SATM系统的秒级发现和触达功能，可将特情事件处置反应时间大幅缩短，大大提升了特情处置效率。

◼ 河北雄安新区荣乌新线、京德智慧高速公路

河北雄安新区荣乌新线、京德智慧高速公路针对雾雪等不良天气下的管控策略、安全辅助及通行诱导参数、路警联动工作机制等在国内率先启动基于智慧高速技术能力支撑的准全天候通行技术保障测试，实现雾天和雪天安全通行，通过公里级全息感、和气象分钟级预警、策略的秒级生成、路警联动审核以及管控随时发布，实现准全天候通行的智能化高效管控。

◼ 沙吴高速

沙吴高速测试并部署了“准全天候通行解决方案”，实现全天候精准感知、路侧精准定位 、车辆连续轨迹追踪等功能，最终达成“准全天候通行”目标。在准全天候通行方面，与气象部门共享交换数据，提供72小时内气象预警服务；实现智能监测与预警，分车道管控，实时交通诱导和路网协同调度,一路三方协同指挥，提高事件处置效率，利用手机、道路信息发布设施，实现道路信息的实时共享。

04、写在最后

中国工程院院士李泽椿曾指出，不利天气下全天候通行问题是交通运输领域世界级难题，是智慧公路建设的重要场景和方向，是实现交通强国的重要标志。

目前智慧高速有很多示范路段，但还无法做到全省覆盖的程度。李春杰认为，当前，单一路段无法支撑全天候通行，需要从路网角度考虑全天候通行建设，这也是未来发展的主要趋势。

智慧高速要做成一个产业，构建成一个生态圈，不能仅靠单个主体单位进行投资建设，而是需要管理部门推动智能网联汽车厂商、导航图商等与公路投资企业共投、共建、共营、共享。相信随着技术的进步以及全天候通行系统建设的不断完善，恶劣天气将不再成为交通事故发生的主要因素。

参考资料：

1.谷云辉：高速公路准全天候通行技术研究与应用

2.王炳炯：高速公路主动管控与准全天候通行

3.李春杰：高速公路全天候通行探索

4.罗如意：鄂州机场高速准全天候通行系统建设思路及实践