对河南省智慧高速目前取得的成效及存在问题进行了梳理

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编者按：10月13日，在由中国公路勘察设计协会主办的“智慧公路建设效能论坛”上，河南省交通运输厅、教授级高工张洋作了《河南省智慧高速建设实践与发展思路》主题报告。

张洋首先对河南省智慧高速建设背景进行了阐述，并对京港澳高速公路驻马店至信阳段智能管控科技示范工程、机西智慧高速公路、郑州南自由流收费站等试点工程进行了详细介绍，最后对河南省智慧高速目前取得的成效及存在问题进行了梳理，并分享了下一步建设思路。

 一、建设背景 

河南地处中原腹地，有着贯通南北、连接东西的天然区位优势，是不折不扣的全国交通枢纽。截止2022年底，河南省高速公路通车里程突破8000公里，位于全国第一方阵。

按照《河南省高速公路网规划》，到“十四五”末和2035年，高速公路通车里程分别突破10000公里和13800公里，建成“市市有环线，县县双高速，乡镇全覆盖”的高速路网新格局。

如何由“量的增加”向“质的提升”转化，实现高质量发展是我们面临的一大问题，而推进数字交通建设，发展智慧交通是行业转型升级的必由之路。

从“十三五”到目前为止，国家、部委出台的《交通强国建设纲要》、《国家综合立体交通网规划纲要》、《数字交通发展规划纲要》、《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》等文件都在推动智慧公路建设。

5G、大数据、人工智能、北斗等新一代信息技术快速发展，助推了公路的转型升级。

同时，国家开启“九省市示范”+交通强国试点+新基建重点工程建设，“智慧公路”成为行业新一轮发展的业界共识，全国范围内已建和在建智慧公路总数近70条，呈现出多点开花、百花齐放的态势。

2016-2022年，我国高速公路智能化市场规模从361亿元增长至790亿元，智慧高速上下游产业日趋成熟。随着我国高速公路智能化建设步伐的进一步加快，市场规模将持续攀升。

河南省将实施数字化转型战略作为“十大战略”之一，把发展数字经济作为提升河南综合竞争实力的关键之举，全方位打造数字强省。交通发挥先行引领作用，将“加快发展数字交通”作为行业发展的主要发力点之一，这也为河南省智慧公路发展带来了新机遇。

此外，作为管理者，即运营管理单位来说，在安全性、高效性、应急水平、服务能力等方面的需求也是十分迫切的。在这种形势下，河南省开启了智慧高速的探索序幕。

十三五期间，河南省智慧高速处于起步、探索阶段，十四五期间进入深入试点、总结推广阶段，在此过程中，我们在顶层设计、技术规范以及建设示范等方面积累了一些经验。

 二、建设实践 

1、试点工程

京港澳高速公路驻马店至信阳段智能管控科技示范工程

京港澳高速公路驻马店至信阳段智能管控科技示范工程，是2014年交通运输部批复的首个高速公路智能管控类科技示范项目。

我们根据其存在的流量大、安全事故频发等特征，以高速公路运营安全和精细化服务为切入点，以“可视、可测、可控、可服务”为目标，集成应用9类技术、18项示范内容，涵盖综合感知、主动管控、协同处置、基础设施健康监测、恶劣天气行车诱导、智慧服务区、出行信息一体化管理发布等内容。

作为早期的高速公路信息化项目，虽然在建设时没有大数据、云计算、车路协同等技术加持，但其目标、提升方向以及建设内容与当前在探索示范智慧高速公路建设内容基本一致，因此可以说它是河南省乃至行业内的早期探索。

新一代国家交通控制网和智慧公路试点（机西智慧高速公路）

机西智慧高速公路作为交通运输部新一代国家交通控制网和智慧公路九省市试点之一，我们按照“2个试点方向+2个应用亮点”的建设思路，构建了“1+2+3”整体架构，即：一个云数据中心、两套数字化感知体系和三套应用系统，打造“路网运行更安全高效、交通管理更科学智能、公众出行更便捷舒适”的智慧高速。

在试点方向上，我们承担了基础设施数字化的任务，一是基于北斗高精度定位、三维实景建设基础设施数字化感知体系，形成“数字孪生”信息高速公路，实现基础设施信息快速采集、动态更新和可视化综合管理，同时提供高精度地图服务，有效解决高速公路资产管理问题。

二是构建多维度交通运行数字化感知体系。利用沿线高清摄像机、气象、ETC门架等原有机电设施，以及轴载荷感知系统、桥梁健康监测系统等，并共享接入行业内外、互联网企业数据形成多维度感知体系，实现交通环境、运行状态、构造物状况等信息的实时获取，为交通安全和高效通行提供数据支撑，为精准建、管、养、运打下基础。

承担的基于大数据的路网综合管理任务，我们建设融合区域路网和城市交通大数据的路网综合管理与服务体系，基于云边协同技术，结合云端海量数据在统计上的趋势表征对重点区域实时的交通流状态研判，提升事故前兆鉴别率，通过发布系统（RSU、OBU、VMS、广播等）向车主提供精准的各类静、动态信息（交通效率类、安全保障类、信息服务类以及车道级辅助驾驶信息和一键救援服务），提升超视距感知能力，降低行车风险。

机西高速公路连接机场和郑州、开封、周口等多个城市，沿线所经县市区域基本处于平原区，人口密集，发展潜力巨大，是贯通国家级航空港经济综合实验区-郑州航空港经济综合实验区与河南省东南部的快速连接线，也是航空港区辐射带动的重要通道，其智慧化需要从服务区域经济，促进多式联运发展等角度思考建设思路，鉴于此，提高客货运输效率，加强货车在途管控，提升路网之间的交通协调转换以服务公众出行是机西智慧高速公路的主要实现功能。

围绕其货车占比较高的特点，从安全和服务的角度，打造了货车综合管控以及支持自动驾驶车路协同两项示范。在货车综合管控方面，侧重对货车数据画像进行跟踪，强化管理和服务，结合北斗高精定位，提供车道级管理和车辆级管控。

值得一提的是基于信用体系的货车辆预约免计重通行，将 ETC 技术与基于“人、车、企”信用画像技术结合，采用预申报、抽检的模式，货车驾驶员通过预约系统提前将货车车牌、称重等相关预约信息填报至系统，系统在对企业、驾驶员、货车的信息进行综合大数据分析的基础上，形成信用画像，并将信用画像、称重信息共享至高速公路收费系统，货车通过收费站时可免称重通过 ETC 专用车道，自动称重扣费，实现物流通道货车的快速通行，从而提高通行效率。

此外，选取4km区间，建设了雷视融合、边缘计算、V2X基站等智能路侧设施，搭建了车路协同系统平台开展货车安全、驾驶辅助以及网联车自动驾驶的试点应用，从而提高通行效率、安全运行水平和服务能力。

以上两个案例是基于路段打造的综合解决方案，但是根据管理者的迫切需求，我们也在专项应用场景上进行了示范。

郑州南自由流收费站

郑州南站是河南省流量最大的收费站，日均车流量达9万辆以上，历史峰值交通量达16万辆。为支撑郑港同城化发展战略，围绕郑州南收费站常发性拥堵情况，我们开展了智慧化改造工程。

通过借鉴兄弟省份的建设经验，创新性在入口侧专用车道取消栏杆机，实现自由流通行。

具体操作方面，我们通过设置无岛化+栏杆常开（入口车道取消）+标志标线，形成专用通道物理环境，从而扩增专用车道；实施预交易+车道双天线+车道双牌识，保证识别率及稽核取证；在站前增加情报板+折叠屏+车道流水灯，强化信息诱导，减少误入及特情；依托“一帧化”综合管理系统，全方位综合展示及可视化管理，提升管理服务。

梁祝故里智慧服务区

梁祝故里智慧服务区依托安罗高速上蔡至罗山段新建工程（交通运输部新基建重点工程），围绕“服务+文旅”主题，开展了智慧服务区建设。

运营管理方面，通过综合管理平台、匝道合流预警系统、容量监测系统、一站式引导系统、安防监控、能耗管理、救援维护等进行管控；公众服务方面，通过智慧停车、智慧厕所、能源补给、IP广播、综合信息服务等提升公众出行体验。

此外，我们通过沉浸式式体验馆来展示梁祝化蝶的美好故事，在宣传河南本地丰富文化资源的同时，弘扬了中国传统文化和美德。

焦唐高速汝州至方城段打造智慧工地

依托河南焦唐高速公路新一代信息技术集成应用科技示范工程（交通运输部科技示范项目），打造焦唐高速汝州至方城段智慧工地，为提升高速公路施工数字化水平，实现智慧建造积累经验。

通过运用基于“5G、物联网、北斗”技术与项目建设设施的深度融合，开展智能集群全过程规模化施工作业（3D平地机+无人驾驶碾压土方、路面基层无人集群施工、路面面层无人集群施工），实现了施工过程的规范化、标准化、精细化管理管控。

此外，利用高边坡北斗监测预警、无人机智能巡检以及基于区块链的建设质量检测等技术对工程质量进行监测和监管。

在建设管理方面，我们建设了公路建设工程智慧管控平台，将项目建设施工全过程进行数字化管理，实现全过程留痕、可溯，减少人为对数据的干预，不仅积累了工程的施工数据，同时也为后续运营养护提供了良好基础。

2、标准化成果

项目的有序的开展和推进离不开政策的保障。在此过程中，我们结合试点工程的相关做法，下发了《河南省交通运输信息化“十三五”发展规划》、《关于加快推进智慧高速公路建设的实施意见》、《河南省交通运输信息化建设行动计划（2021-2023年）》等指导性文件。

为指导智慧高速建设，河南省在总结已开展智慧高速试点工程的基础上，编制了《河南省智慧高速建设技术指南（试行）》。

《指南》主要抓住了三方面特点，一是融合传统机电工程与智慧化提升内容，按照路段功能特征，划分为3个建设等级，明确各等级建设内容；二是强化场景设计，提出桥梁、隧道、收费站、服务区等专项场景和车路协同等创新场景具体要求，满足不同路段特色建设需求；三是创新提出循环评估评价理论，形成建设闭环，为智慧化系统迭代升级提供科学依据。

3、成效与问题

从各业务系统层面来看：运行监测与主动管控方面，受益于视频分析、雷达测速、移动终端等技术和设备的引入，对路网运行异常事件的监测水平在逐步提高。但仍存在区域路网信息来源不足，路网交通调度缺乏科学性等问题。

应急处置与指挥调方面，提高了高速公路运营单位自身应急处置的效能。但受制于一路多方联动机制不完善，对于需要多业务部门协同联动处置的事件，系统实际效果并不尽如人意。

资产、养护、机电设备管理方面，通过高精度地图服务、线上工单系统等，提升了各业务管理效能、科学决策能力及相关业务的监管力度，但由于配套人员考核等管理机制脱节，影响了系统的应用和推广效果。

公众出行服务方面，通过收费站快速通行、服务区综合信息服务等应用，提升了公众出行的便捷性，但信息不对称，管理服务信息难以触达公众，缺乏统一、受众广的信息服务平台媒介是当前存在的问题。

总体来看，对智慧高速公路建设形成了初步认识，总结编制了指导性技术文件，探索了适合河南省的高速公路数字化转型发展方向，但存在的问题也非常突出。

一是缺乏统一的建设标准体系、验收和评估手段，在概念内涵、功能架构、技术路线等尚未形成共识，导致信息基础设施建设重复、系统数据封闭，形成新的“数据烟囱”。

二是需求预设，建设内容贪大求全、盲目求新、数据分析建模能力不足、重硬轻软，试点建设效果不明显，沦为新理念、新技术、新设备的“试验田”，尤其依托新建高速公路工程开展的项目。另外，体现在对“智慧公路=车路协同=自动驾驶”的认识误区，这样的技术路线，如大规模实施，将加大建设、运维成本。

三是忽视对传统机电设备和数据资源的融合利用，如ETC门架、收费数据等资源未能充分挖掘。

四是缺乏明确的运营和盈利模式，导致投入动力不足。

五是缺少与智慧高速运营相适应的配套政策。如多部门协同联动机制，跨部门、跨层级、跨行业的数据共享机制等。

六是网络与数据安全运行风险加大。尤其在云控平台、AI和大数据分析等前沿领域缺乏安全运行管控措施。

 三、下一步建设思路 

1、新目标、新征程

2023年9月，交通运输部最新发布《关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见》，明确到2027年，公路数字化转型取得明显进展。构建公路设计、施工、养护、运营等“一套模型、一套数据”，基本实现全生命期数字化；基本建成“部省站三级监测调度”体系；建立健全适应数字化的公路标准体系；完善公路基础数据库；到2035年建成安全、便捷、高效、绿色、经济的实体公路和数字孪生公路两个体系的目标。

2023年7月，河南省政府发布《河南省重大新型基础设施建设提速行动方案（2023—2025年）》，明确到2025年智慧高速通车里程超过1000公里的建设目标。

2、总体思路

如何建智慧高速公路，完成考核目标，我们认为首先需要完善顶层设计，科学制定具体行动计划，因此我们开展了《河南省智慧高速公路建设三年行动计划（2023-2025年）》编制工作。

我们紧紧围绕“重安全、保畅通、提效率、优服务、降成本、减排放”本质要求，对高速公路进行改造提升和智慧化建造，打造因路制宜的智慧高速。按照“统筹谋划、需求导向、协同共享、安全适用”的原则，全面分析全省高速公路建设需求，统筹全省智慧高速建设发展布局，选取试点路段，明确阶段性建设任务。响应“一套模型、一套数据”的总体要求，制定勘察、设计、施工、养护、运行全流程数字化转型方案。

在推动过程中，一是坚持以需求为导向，强化在役高速公路的智慧化提升。由于新建项目的设计标准较高，需求不明确，但考虑数字化发展趋势，应同步优化信息基础设施建设，同步规划、同步设计、同步建设，并对光纤、供电龙门架、传感器安装点位等进行预留，同时对建设时期的数据进行留存。对于在役高速公路，我们针对其痛点和难点进行智慧化改造，有效提升通行效率、安全和服务水平。

二是坚持基础业务提升，专项场景与创新场景结合应用。基础业务提升方面，通过运行监测、交通诱导管控来提速度、降拥堵，通过预警发布、应急指挥来保安全、减事故。同时结合路段特点和功能定位，进行单一场景示范，如智慧收费站、智慧隧道、准全天候通行等，形成一套可推广、可应用的智慧高速公路专项场景建设经验。

三是坚持开放数据共享与加强既有数据资源利用相结合。建立自上而下推动机制，打通数据壁垒，实现数据共享服务，推动与一路多方协同联动机制；完善数据共享交换平台，共享行业内外及第三方企业数据，开展路网运行监测预警分析及信息服务。

加强ETC门架、视频数据等既有信息资源利用，强调多系统多数据的共享协同融合，既可以扩大公路行业的数据源，同时实现外场设备的集约利用，减少工程建设成本。

探索车路信息交互的实施路径。利用导航地图APP，共享异常事件、交通流数字孪生等信息，或基于ETC车载终端的全新升级（集导航、语音、视频等功能于一体的智能OBU），实现广义车路协同辅助驾驶，打通与用户端的联通。

四是强调区域协同，开展路网级智慧高速试点示范。我们先期以环郑州高速为试点，后续逐步推广重要运输通道，比如京港澳、连霍。

整合并充分发掘区域路网信息化设施和数据资源，打通行业内外的数据壁垒，构建路网级运行监测与智慧调度平台，强化平台接口的可扩展性，开展区域交通主动管控和交通诱导信息服务，提升整体通行能力。

相信在此基础上，通过技术+业务的双轮驱动，智慧高速必将迎来新时代。