车流数字化的价值在于提升高速公路安全与效率

2021年8月，《交通运输领域新型基础设施建设行动方案（2021—2025年）》出炉，行动方案以推动交通运输高质量发展为主题，以加快建设交通强国为总目标，进一步强调了坚持创新驱动、智慧发展，以数字化、网络化、智能化为主线，组织打造一批有影响力的交通新基建样板。据此，各省陆续开展智慧高速创新实践。

今年9月，交通运输部部长李小鹏在《中国网信》刊发文章指出，智慧交通已成为交通运输行业创新实践最为活跃的领域，也是新型基础设施建设的重要领域和数字经济的重要组成部分。短短几年的大、干、快、上，高速公路新基建经历不同的技术流派，多样化的技术比拼与大浪淘沙，让行业内各企业单位不断总结沉淀，逐步认识到智慧高速的本质是什么？究竟哪些技术能够真正做到实至名归的精准化、高效化、智慧化的智慧高速安全服务。

一、车流数字化是智慧高速建设皇冠上的明珠，也是最难攻克的堡垒

智慧高速的起点和基础是实现数字化感知，将人、车、路信息转化为数据，为高速公路管理、运营和服务提供决策数据支撑。各省对于智慧高速数字化内容基本达成一致，主要包括道路基础信息数字化、气象环境数字化和车流数字化三个部分，前两大部分已有成熟的感知技术，比如在桥梁、隧道、路基路面等区域布设视频、压力、位移、振动、水位等传感器，实现基础设施全方位数字化监测和管理，在易出现团雾、结冰路段布设能见度检测器和路面状态检测器，对事故多发区域交通风险进行实时感知。

然而，在智慧高速空间核心主体是车，一切气候与道路基础信息本质上是为车服务。因此，将高速移动的车做到实时定位、掌握车辆轨迹的变化并同步数字孪生、对车辆进行事件预测是智慧高速建设的关键。而要实现高速运行的车辆轨迹和身份识别，技术难度更是呈几何倍数的增长。所以说高速公路车流数字化也是智慧高速建设最难攻克的技术堡垒。

在以往智慧高速建设的实际应用中我们不难看出，车流数字化并没有达到预期效果，主要体现在目标识别不精准、轨迹不连续、时延大、缺乏关键车流信息。比如采用雷视融合感知技术的智慧高速，在实际应用中会出现遮挡情况，将两辆车识别为一辆车，遮挡消失后，车辆目标在孪生画面中突然出现，车辆轨迹自然不连续，而且需要逐帧分析画面目标信息，时延高达数秒。

这类问题在智慧高速建设中绝不是个例，在实际应用过程中部分智慧高速弊端暴露，许多业主逐渐意识到高速公路似乎并没有做到全面的数字化建设，智慧高速开始变得“名不符实”；如果能够攻克车流数字化核心技术，夯实由基础信息数字化、气象环境数字化、车流数字化三大要素构建的数字化底座，筑牢智慧高速数字化平台，就能够引领智慧高速逐步走上“名符其实”的发展道路。

二、“雷射融合“成为实现”车流数字化“的核心技术

为实现高速公路全场景车流数字化，关键是要获取车流信息五要素：车牌、车速、车辆位置、车型和时间戳信息。成谷科技基于在高速公路行业多年经验与技术创新，突破雷射融合技术，实现五要素的精确获取，为车流数字化提供可靠的技术手段。

雷射融合技术大胆创新，将毫米波雷达与5.8GHz射频深度融合，让两大技术优势互补，实现车道级的数字化感知、表达和预警。对比当前部分智慧高速采用的雷视融合技术，雷射融合技术具备三个特性：

1、全天候精准目标检测。毫米波雷达和ETC发射的无线电波均在5.8GHz-100GHz范围内，与可见光比，波长越长穿透能力越强，大量试验结果表明夜晚和雨雾天气对该频段的无线电波几乎没有衰减影响，雷射融合基本不受气候干扰，可全天候工作。

2、车辆全程轨迹连续跟踪。雷射融合能深度融合毫米波雷达和5.8GHz射频的数据，在进行目标识别时解决毫米波雷达出现的虚警、裂点和遮挡问题等，支持车流轨迹的精准检测，从而达到对车辆全程轨迹的连续跟踪，而这也是实现精准交通事件检测的必要条件。

3、低算力实时检测及预警。雷射融合技术利用毫米波雷达和5.8GHz射频技术能够直接、快速地获取到要识别目标的结构化数据。因此不需要大量的算力、网络带宽、存储资源，缩短计算和传输时延，时延在100毫秒以内。此外，基于5.8GHz射频的车路通信技术可以通过路侧RSU与车载OBU实现100毫秒以内向车主推送事件进行预警。 

正是雷射融合在全天候、全程轨迹跟踪、实时检测预警等方面表现优异，江西绕城高速率先与成谷科技合作在瑶北段实施雷射融合技术，是国内首个实现车流数字化并商用落地的样板点。随着试点路段的成功，下一步还会在高速公路主线、隧道、收费站、匝道、服务区等多种场景广泛部署应用，推动智慧高速全场景覆盖，发挥应用价值。

三、从高速公路管理端、服务端、运维端看车流数字化价值与应用

依据实践经验的积累，成谷认为车流数字化的价值在于提升高速公路安全与效率：实现“交通事件”全天候管控、重点车辆全时段监管、重大事件时期的交通管制、应急指挥、个性化出行服务、智能化道路养护等高速公路“数智”化应用场景，助力智慧高速运营全面升级，做到实至名归。

车流数字化为路段管理员提供全天候、实时、精准的管理保障手段：

（1）交通事件全天候检测：通过对车辆运行状态的数字化连续记录和分析，可以准确、及时地发现并预警停驶、三急一速、疲劳驾驶、违规占道行驶等不良驾驶行为，提高交通安全水平，减少事故发生。

（2）重点车辆全天候监控：针对“两客一危”等重点车辆准确识别行驶轨迹、路段及行驶时间，实时分析车辆运行数据，违规行为一经发现，第一时间预警并核查处置；与摄像头联动，精准获取违规车辆行驶画面，协助相关部门完成追查。

（3）重大事件时期的交通流管控：在节假日、大型运动会、抢险救灾等场景下，实时检测交通流量，实现路况信息自动预警。交管部门及时响应部署，对车辆分流疏导、临时交通管制，保证道路安全，最大程度降低行驶风险。

（4）应急指挥：准确、及时检测交通事故，根据涉事车辆位置、车牌信息展开精准救援，对该路段进行临时管控，疏散受事故影响通行的车辆，最大程度降低交通事故带来的出行影响。

车流数字化为车主提供低延时、高可靠性、定制化的驾驶体验：

（1）准全天候通行：在夜晚、雨雾等恶劣天气条件下，可以实时掌握道路所有车辆的运行状态，及时发现不良驾驶行为并对相关车辆发出预警，为车主提供低延时、高可靠的道路信息，实现恶劣天气道路保畅。

（2）个性化出行服务：通过对车辆运行状态和行驶轨迹等数据的分析，为驾驶者提供定制化的导航、路况信息和出行建议。还可提供增值服务体验，如组团出行等，避免传统的跟车方式，通过APP查看同行车辆的实时位置与行驶轨迹，提高驾驶者出行幸福感。

车流数字化为运维人员提供了高质量的数据支撑：

（1）道路养护：根据道路通行车辆数量、车型等车流量信息，对路面状况的分析评估提供有力支撑。除日常养护、定期养护外，通过车流量信息判断是否需要对路段进行特殊养护，避免突发道路损毁，影响高速公路安全运营。

我国汽车保有量连续三年高居世界第一，高速公路通车总里程17.7万公里，跃居世界第一位。如果我们率先实现高速公路路网智慧化建设，做中国式现代化的开路先锋，将对全球智慧高速发展提供另一种探索角度与技术路径选择，意义重大。我国的路政建设业主单位和交通行业科技创新企业在《交通强国建设纲要》指导下勇于探索实践，涌现出了像成谷一样聚焦高速公路发展，持续推动创新的企业。

经过不断积累、层层突破，成谷科技总结出的雷射融合车流数字化技术将推动智慧高速建设进入真正可落地商用时代。交通运输部部长李小鹏指出，要大力发展智慧交通，加快建设交通强国，为当好中国式现代化的开路先锋注入新动能。全面推进公路基础设施数智化升级，切实做到为经济发展与民众出行服务，智慧高速建设有望向世界提交继高铁之后的中国“智“行新成绩单。