智慧交通的本质是让高速公路能更好的服务司乘

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随着高速公路路网的不断完善，高速出行成为人们外出一种重要的出行方式。交通事故的快速处理，交通阻塞的快速疏通，服务区服务质量的进一步提升以及节假日高峰出行时的各种应急需求等，给我们高速公路运营管理提出了更高的要求，高速公路数字语音广播系统应运而生，在不同的需求场景下，发挥着至关重要的作用，具有重要的现实意义,也有着十分广阔的发展前景。

1 高速公路信息服务能力现状

近年来，“智慧高速”逐渐成为行业热点与跨界焦点，各省市开展了智慧高速公路的建设，在建设内容和建设模式上分别开展了不同程度、不同方向的探索。

从建、管、养、运的角度进行分解，按照感知、管控、服务等功能需求，着力开展交通基础设施数字化以及智能化感知体系、智慧化分析体系以及综合管控平台的部署研究，取得了一定的成效。

但是在突发事件信息精准推送和伴随式服务的信息服务平台研究方面，重视程度不够、成功案例不多、应用场景缺失。

总而言之，高速公路管理者目前仍旧缺乏与沿线司乘必要的沟通渠道和联系手段，给阻塞疏通、事故处置、应急救援带来了较大的困扰。

1.1信息承载能力有限

至2022年末，我国高速公路里程已达17.73万公里，主要依靠交通安全设施中的指路标志、禁令标志、警示标志以及相关文字标线发布道路既有信息，引导交通。机电设施中的门架式可变标志、悬臂式可变标志可用于对道路突发状况进行预警文字提示，但受限于其布设位置、布设数量，很难对高速行驶的车辆提供更有效的信息。总体高速公路沿线设施提供信息发布能力有限，信息承载能力不足。

图1 交通标志图片

1.2信息发布渠道有限

近年来，智慧高速的规划和建设如火如荼，高速公路沿线监控设施进一步加强，毫米波雷达、激光雷达、边缘计算、气象检测、无人机以及5G应用等等，外场设施设备的增强，使得路段监控中心对道路异常事件的感知能力得到了大幅度的提高。

随之也带来管理的难题，交通阻塞、道路围蔽、异常停车、抛洒物、火灾等异常事件信息如何及时的告知我们的交通参与者，以进一步避免减少二次事故和二次伤害，成为亟待解决的重要问题。

1.3事件处置效率有限

鉴于高速公路外场设施承载信息能力和发布渠道有限，当高速公路发生自然灾害、交通阻塞的时候，难以及时通知后方行车，避免高速驶入灾害区域，造成二次事故；在高速公路灾害应急救援、紧急调度过程中，现场车辆引导和人群疏散也难以及时进行统一、有效的指挥和调度，事件的处置效率较低。

2 高速公路广播系统总体设置思路

如何将有关行车安全的信息以简单、快捷的方式传送给每个驾驶者，让每一个道路参与者不仅能看到视线范围内的路况，更能掌握前方紧急情况的交通信息。

在目前高速公路沿线信息发布能力和手段不足的情况下，广播系统在一定程度上能够解决部分问题，填补异常事件发生后到交警、路政等部门到达前的处置空窗期，尽可能的避免二次事故隐患。

图2 广播系统部署示意图

2.1 高速公路主线布设

高速公路主线广播扬声器与功率放大器与摄像机或ETC门架同址共柱安装，便于获取光电信号。且与常规隧道有线广播、紧急电话综合利用系统，共用一个控制主机，共用同一软件平台，利用摄像机本身监控网，实现监控中心的集中统一控制。广播功率可结合路段摄像机、ETC门架布设密度和间距，合理选型，以达到声音传播的最佳效果。

2.2 服务区广播布设

服务区广播系统布设思路类似于商场超市，控制室设置在本地，注意音柱和号角喇叭的选型，达到语音播报清晰、音乐音质纯正的效果即可。

图3 服务区广播布设示意图

2.3 高速公路隧道广播布设

2.3.1 隧道广播存在的问题

高速公路隧道由于其本身的结构限制，常规50m间距布设的折返式号角喇叭很难达到良好的声音播放效果。主要有三个原因：一是声音本身固有的谐振频率在密闭的腔体内容易产生共振，人耳会自我保护自动调低对高音的接收灵敏度；二是号角喇叭传出的声波是球面波，声音到隧道洞壁产生折返，引起声音的干扰；三是由于声音传播的速度与广播声音延时的情况，沿线司乘人员会听到多只广播的声音。

2.3.2 隧道广播的优化原则

因此，我们需要后台软件能够解决一定的广播延时问题，并且过滤产生谐振的频率，让扬声器播放的声音频率更加适合人耳收听；另外，通过改变喇叭的物理结构和适当增加扬声器功率，让声音传播的球面波变为平面波直射传播，减少线性失真额产生，避免声波在隧道洞壁内的干涉现象。

2.3.3 隧道外的分级管控

隧道内发生事故后，由于其特殊结构，相比较高速公路主线路段救援难度更大，更容易引发其他次生灾害。所以我们要做的不仅仅是对洞内异常事件进行应急救援，更重要的是及时管控洞外正常行驶的车辆，尽快在隧道外分流或者驻停。

因此，在原有车道指示器和洞外可变信息标志的基础上，利用强声定向广播、警示爆闪灯与高音广播等设施，构建隧道洞外警报警示区域、声光屏预警区域，在现场救援人员到达之前，多方位多途径警示、提醒沿线司乘隧道内事故情况，驻停在安全区域等待救援。通过设置图中的区域，在救援人员达到之前，利用语音广播，尽可能及时让车辆停留在安全区域，避免二次事故的发生。

图4 隧道应急分级管控声光系统示意图 （制图：刘少华）

3 高速公路广播系统具体应用

高速公路沿线设置了ETC门架、监控摄像机、可变信息标志、高清卡口等机电设施，利用这些便于取光取电的位置，通过选型测试不同型号功率的扬声器，基本能满足沿线广播声音的有效传播。广播系统在主线区域、隧道区域、枢纽互通区域的合理布设，在道路运营管理过程中，有着不同的应用效果。

3.1 主线广播系统应用场景

高速公路主线主要有三大异常事件：交通阻塞、异常停车、极端天气。当前方由于事故或者是施工围蔽引起交通拥堵，通过后方可变信息标志、定向广播，及时发布实时路况信息，让后方司乘人员提前看到、听见前方拥堵原因，减速慢行；

在车辆发生异常，停止在主车道或者应急车道时，监控中心可以立即通过广播，告知车主立即撤离车道，在护栏外安全区域等候救援，避免因追尾而产生的二次事故，实际应用效果较好；

在暴雨雪、大风大雾天气条件下，通过广播的警示语句、警报声音，配合雨雾爆闪灯，警示车辆减速慢行，安全行车。

3.2 隧道广播系统应用场景

隧道内发生交通异常事件，需要着力于管控洞外车辆的误入。传统车道指示器“红叉绿箭”在实际应用过程中引导交通的效果一般，甚至很多司乘人员并没有留意车道关闭的指示灯。

因此，在洞外设置分级管控区域，在事故发生后到救援人员到达现场之前的黄金时间，通过广播引导洞外车辆禁止驶入，引导洞内司乘人员尽快自救或疏散，避免在隧道内滞留大量车辆，也可以为救援车辆留出通道，通过车行横洞、人行横洞，及时有效开展应急救援工作。

在实际运营过程中能够有效的控制事故的危害程度，大大降低人员伤亡概率。

4 小结

智慧交通的本质是让高速公路能更好的服务司乘，达到“畅、安、舒、美”的行车感受。智慧交通也绝不是外场设施设备的堆砌和中心各类应用系统的叠加。

最近几年，高速公路行业在感知、管控、应急等方面结合云计算、大数据、人工智能相关技术，在外场异常事件感知方面取得了良好的效果。

但是在与沿线司乘人员信息互动方面的措施较为有限，道路管理者仍缺乏足够的手段向司乘人员及时提供预警。

在用户终端数据开放、打通之前，合理运用广播这一传统技术方案，广而告之，让沿线司乘不仅作为道路的使用者，还能及时接收到预警信息，成为应急事件的处置和参与者，在现阶段亦能产生较好的管控效果。

作者简介：尹亚明，广东省南粤交通新博高速公路管理处