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编者按：10月13日，在中国公路勘察设计协会主办的“智慧公路典型场景解决方案技术论坛”上，天津高速公路集团有限公司副总经理闫卫喜作了《以需求为导向的智慧高速公路建设思考》主题报告。

该报告从高速公路经营管理者的角度出发，结合天津市高速公路案例和管理现状特点，分析了智慧高速公路行业应如何建设。闫卫喜首先讲述了本人对于智慧高速的理解和观点，并以具体案例介绍了天津在智慧高速方面的探索和实践，最后提出对智慧高速建设的思考。

一、对于智慧高速的理解 

对于什么是智慧高速这一问题，在不同阶段或不同场景下，每个人会有不同的理解和看法。总体而言，智慧高速以运用互联网、大数据、云计算、人工智能等技术为依托，对高速公路的管理运营进行融合，下面分享我的三个观点。

观点一是高速公路具备天然的信息化属性。高速公路是封闭收费的独立体系，其建设以信息化发展为基础，需要运用信息化技术和手段作为支撑，对行车路径、车型等一系列信息进行采集。

从这个角度分析可以发现，高速公路与普通公路相比具有天然的信息化属性，普通公路可以没有信息化的措施和手段，仅作为汽车通行的载体；而高速公路除供汽车通行外，还需提供高效、便捷的服务，因此对于信息化建设势必要有比较好的发展。

高速公路三大系统之一的收费系统经历了最早的人工收费阶段、磁卡、IC卡收费阶段以及如今的ETC、联网收费、全国联网、无人收费、智慧收费阶段，其发展实际上也反映了高速公路信息化的自然属性，这也为高速公路的智慧化发展提供了天然基础。

由于高速公路具有收费属性，因此其信息化发展是以需求为导向的。需求分为两个层面，对于管理方来说，如行业管理者、企业运营者等，需要有高效、便捷的精准收费需求；对于出行公众来说，有通行效率不断提升的需求。

观点二是智慧高速发展取决于信息产业技术发展。公路行业是技术应用型行业，不管是在信息化领域，还是在传统的土建领域，很少有原生、原创的技术。在智慧高速领域，这个特点更加鲜明。

以三大系统中的监控系统发展历程为例，监控系统从最早的模拟监控、闭路电视，到数字监控，再到网络监控，随着云技术的出现、普及和发展，监控技术有了极大的飞跃。

近年来，通过将雷达感知设备引入到监控和检测体系当中，雷视一体机在智慧高速领域也逐渐有所应用；且随着人工智能技术的发展，AI算法也被逐步引入到监控和监测体系当中。从这个角度分析，智慧高速是以技术发展为导向，且具有和自然科学发展连接紧密度高的特点。

观点三是智慧是相对的，以需求为导向，以信息技术发展为基础。信息产业技术应用到智慧高速的建设，在每一个阶段都有不同的定义。

十年前的智慧高速，无非就是将互联网技术应用到高速公路管理和信息化建设当中，但是在当前阶段，智慧高速要用到AI、数字孪生等技术，十年以后再定义智慧高速，根据科技信息化的程度，可能其定义又有了新的变化。

前不久，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》中明确了两个目标：一是到2027年，公路数字转型取得明显进展，构建公路设计施工养护运营等“一套模型、一套数据”，基本实现全生命周期数字化；二是到2035年，全面实现公路数字化转型，建成安全、便捷、高效、绿色、经济的实体公路和数字孪生公路两个体系。

可以看到，交通运输部提出了到2035年智慧高速建设要实现目标把数字孪生作为了一个技术手段，其他技术层面提到的内容不多。这是因为当前信息技术和通讯技术发展太快，到2035年的发展程度无法得知。

回归到实际，智慧高速建设要以需求为导向，因为智慧是相对的，如果一味追求智慧，但跟需求不匹配，则违背了自然发展的规律，因此既要与当前的技术相适应，也要与需求相适应。

需求方面，可以分为三个层面：第一个层面是政府侧，也就是行业管理部门。智慧化、信息化只是一个手段，行业管理部门需要通过智慧化手段满足管理需求，全面掌控车辆出行信息、管理信息、设施、设备的安全性等信息，通过对信息的掌控实现高效的指挥调度，最终提供安全稳定的通行环境。

第二个层面是运营企业，由于高速公路现在有政府还贷和企业自主经营，都有运行的实体。对于运营企业而言，需要精准感知通讯设施、设备的状态，路上的车流量变化以及路上的特情状况，因为这直接关系到通行效率和通行收益。

在对车辆信息进行精准感知后，要有快速的处置机制和处置方案、系统，最终达到提高通行效率，降本增效的目的。

第三个层面是公众，智慧高速建设要让人民满意，高速公路是为广大公众出行提供服务的，如果公众出行感受不到智慧高速带来的效果，那么可以说智慧高速的建设就是失败的。

二、天津智慧高速建设探讨 

1、天津高速公路发展现状

从2017年到2018年，天津高速公路路网建设基本趋于完成，目前已建成“8横6纵6射”的高速公路网络，总里程1358公里（总体规划1600公里），天津地域面积1200平方公里，路网密度大，目前以某些断面较窄的路改扩建和提升改造为主。天津高速路网具有路网密度较大、过境交通比例占较高以及功能特征明显等特点。

2、天津智慧高速探索

目前交通运输部在进行智慧高速九省市试点的时候，大多依托于在建工程。由于天津近几年在建工程较少，智慧高速随着新建路的建设，发展相对缓慢，未来智慧高速建设主要依托在役高速改扩建工程与智慧化提升工程。

目前天津市智慧高速公路呈多头探索状态，如津蓟高速（智慧化提升）、集疏运专用通道、京津塘高速（改扩建）等。

3、津蓟智慧高速公路智慧化提升案例分享

蓟州被誉为天津的“后花园”，是津地区重要联系通道，服务区域协同发展。作为节假日的出行主要目的地，连接天津北部东西向的高速主动脉，贯穿京津、滨保、京哈、京泰，承担津城出行重要转换通道的职能。

津蓟高速全长118.5千米，由于断面较窄，双向4车道，于2003年建成通车，至今运行了20年，每天单车道交通量达8010pcu/d，尤其在节假日、周末高峰时期，拥堵和潮汐现象明显，通行效率亟待提升，且因事故和限流封闭限行频发，设施智能化水平不高，节假日平均行驶速度明显下降，在高峰期间，下降比例最高达20%。

据统计，2019-2020年津高速共限行/断交/封闭354次，其中封闭5个及以上出入口190次（占比54%）；事故灾难封闭55.8%，主要封闭对象为事故临近的入口，影响通行效率；其他（控制流量、客流量大）封闭32.8%。

对于高速公路运营企业而言，在役高速公路规划提升的最大困惑是资金投入问题。如果是处于建设期的高速公路，这部分自己是放在建设成本里的；如果是在运营的高速公路，直接占用的是管理费用。因此资金投入对于运营企业而言是非常大的障碍，直接影响企业当年的利润。

针对津蓟智慧高速的现存问题，我们以需求为导向，提出了智慧化提升改造的方案，旨在“提高通行能力、减少交通事故、降本增效”，探索天津市高速公路智慧化示范应用。

我们根据这三个目标，进行了三个层面的智慧化应用，即全路段快速通行、全天候安全保障和全过程智慧养管，并建立了智慧高速公路综合运行管理系统。

全路段快速通行方面，通过精准感知运行态势，在因事故拥堵造成缓行时开启硬路肩，作为通道提高通行效率。减少ETC故障影响带来的收费站拥堵，同时提高收费效率。

全天候安全保障方面，通过雨雾天安全通行、匝道分合流诱导、事故快速处置等减少交通事故的发生。

全过程智慧养管方面，减少因养护带来的交通阻断和交通影响。通过推出机电设施、智慧巡检车、隧道机器人等，减少上路作业的频次，分析智能养护决策，探索夜间养护作业，减少白天对车辆的影响，从而实现降本增效。

快速感知方面，通过特强化“事件秒级主动发现”场景，实现事故快速发现处置，减少事故对交通运行产生的影响。

通过多类感知设施获取视频、雷达、图像等感知数据；将数据上传至运营中心或上传边端计算结果。并对视频图像数据分析，实现交通参数、交通事故、拥堵事件、车辆违停、抛撒物等异常事件的分析。我们与高德、百度地图实现了数据共享，推荐绕行路径；并开发了出行APP一键救援功能，可实现事件的快速处置。

同时，我们开发了一路多方指挥调度平台，当事件在平台中心进行研判后，把处置结果同步分发给各方，通过一路多方的协同指挥调度，可实现特情事件的快速响应处置。通过事前“监控预防”、事中“快速响应”和事后“分析改善”，警路企协同效率从6分钟下降到2.72分钟、效率提升54.6%；交通事件处置效率从28分钟下降到13.36分钟，效率提升十分明显。

对于硬路肩的开闭管控，我们也进行了尝试。特建设“硬路肩开闭管控”场景，F屏进行总体管控兼顾信息发布，可变信息标志进行辅助管控。

目前我们已制定了一套严格的判断机制，当车辆在路段上的平均速度低于60km/h时，认为处于缓行状态，如果是因为事故导致，在事故处置车辆到达通过后，对硬路肩进行开启，路侧F杆信息屏显示为应急车道开放通行，同时通过路边广播对驾驶员进行提示。

当速度恢复后，对硬路肩进行关闭。这种策略目前还处于探索阶段，还要结合相关法律法规和交警协调配合等多方面因素进行实施。

此外，我们特建设“智慧收费”场景，实现ETC预交易、车道LED诱导、自助智能缴费等，通过开发数字孪生，进行车道级的实时仿真，精准感知路上的信息，包括事后的数据采集分析，使通行效率进行有效提升；开发出行APP，把信息及时传递给出行者，进行路径规划，ETC办理等。

三、对智慧高速建设的思考 

当前，行业对于智慧高速建设存在几个误区，一是建设和养管严管脱节，全生命周期数字化理念不明显。

二是省际数据出行共享和出行服务协同不够紧密，虽然全国联网收费，但省际间的协同共享还存在孤岛现象。

三是收费网和监控网的数据融合度不高，收费网是内网，由于安全问题，它的数据对管理者提供的支持度不高，同时也存在重复建设的现象。

四是公众出行的智慧体验感不强。智慧高速建设要让人民满意，并非一个口号，而是建设的目的，要把公众出行的需求放在重要的位置。同时智慧高速要与新能源、绿色公路建设进行交流融合，将其作为整体发展策略，才能起到1+1>2的效果。