摘要：本文簡要分析了我國典型的智慧高速公路建設情況，探討了智慧高速公路的發(fā)展趨勢，提出了完善頂層設計方案，充分發(fā)揮多方標準的協(xié)同作用，突破智慧高速公路核心技術，探索全新建設運營模式，夯實支撐設施配置等智慧高速公路建設策略。

關鍵詞：數(shù)字時代；智慧高速公路；建設路徑

DOI：10.12433/zgkjtz.20243217

高速公路作為連接不同城市的基本載體，同時也是服務于廣大人民群眾、促進社會不斷發(fā)展的主要支撐。我國高速公路通車里程已經(jīng)位居全球第一，路網(wǎng)帶來的規(guī)模效應逐漸顯現(xiàn)，同時交通運營方面呈現(xiàn)出網(wǎng)絡化特點。伴隨科技的快速發(fā)展，智慧化公路這一概念被提出且在實踐中獲得應用，旨在為車輛提供更加安全、舒適、便捷、綠色的道路服務。

一、國內典型智慧高速公路建設分析

（一）兩徽高速

有關部門針對兩徽高速（起點位于甘肅省兩當縣楊店，終點位于甘肅省徽縣李家河）專門搭建了“智慧公交建平臺”以及“智慧高速云平臺”，目前已經(jīng)順利建成且投入使用，主要基于公路、橋梁隧道、立交橋等關鍵路段的視頻監(jiān)控信息與收費系統(tǒng)的信息，做到對整個路段的聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控?；诨ヂ?lián)網(wǎng)出行信息、數(shù)字地圖等技術做到對每輛車的精準定位，進而做到對交通運營情況、設備裝置運作狀況、交通環(huán)境的動態(tài)化與全方位掌握。結合視頻云監(jiān)控信息，可做到視頻信息的隨時隨地播放、查找、深度解析以及智能監(jiān)控，具有較高的智慧化程度。

（二）成宜高速

成宜高速（成都至宜賓）是四川省首個做到全覆蓋的智慧化高速公路，其建設要點包含以下三方面：一是挑選試點路段，同時配置自動駕駛基礎設備，做到可支持L4級別的自動駕駛需求。二是利用車路協(xié)同技術，促使路網(wǎng)運營能力的大幅提升，搭建健全的路網(wǎng)感知、控制系統(tǒng)，可支持視頻智能解析、意外事件預測、自動發(fā)出警報等功能[1]。三是憑借數(shù)字化基礎設施，構建全方位、綜合化的智慧高速公路，并在整條線路全程覆蓋5G網(wǎng)絡，以此為信息數(shù)據(jù)的高速傳遞提供基礎性支持。

（三）石渝高速

石渝高速（石柱至重慶）引入了超過700個車路協(xié)同裝置，這些裝置的綜合設置使其成為目前國內規(guī)模較大、技術復雜性較高的C-V2X車路協(xié)同智慧高速公路。其設計不僅考慮了交通流量的高峰期，也充分應對了各種可能的交通場景，旨在實現(xiàn)更加高效、順暢的通行體驗。車輛通過與路側設備的實時通信，獲取路況、天氣和交通信號等信息，從而優(yōu)化行車路線，減少交通事故的發(fā)生。

為了確保在隧道和其他重點區(qū)域的C-V2X網(wǎng)絡覆蓋，該高速公路配備了多種先進的路側傳感設備，主要包括高清攝像頭、視覺與水位傳感器，以及多功能雷達等，能夠實時采集周圍環(huán)境的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅用于交通監(jiān)控，還能夠實時反饋給車輛，使其能夠根據(jù)變化的環(huán)境作出相應的調整。通過這種全面的感知網(wǎng)絡，公路管理部門能夠更高效地監(jiān)控交通流量，及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在的安全隱患。

從中長期發(fā)展來看，該高速公路系統(tǒng)為高級別自動駕駛車輛提供了良好的交互式駕駛體驗，隨著智能交通基礎設施的不斷完善，該系統(tǒng)將發(fā)揮重要的指導和示范作用，推動智慧交通的全面建設，最終形成更智能、更安全的交通生態(tài)。

（四）昆大麗香高速和昆玉磨高速

隨著《云南省推進新型基礎設施建設實施方案（2020—2022年）》和《云南省智慧交通行動計劃（2020—2022年）》的印發(fā)，昆明到香格里拉、昆明到磨憨智慧高速示范工程建設大力開展，現(xiàn)已基本建成泛在感知、高速連接、融合計算、高效協(xié)同的智慧高速框架體系，并推動了互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新型基礎設施與傳統(tǒng)高速公路有效融合，實現(xiàn)兩條示范路實時運行態(tài)勢感知能力顯著增強，通行效率、安全監(jiān)管水平和出行服務能力明顯提升，涉路企業(yè)數(shù)字化轉型成效凸顯。在安全和應急協(xié)同、交旅融合、數(shù)據(jù)整合等方面形成全國一流的智慧高速標桿，帶動了全省的智慧高速公路建設。

二、智慧高速公路發(fā)展趨勢

（一）由單一的數(shù)據(jù)采集轉向全時空智能感知

當前，各條高速公路分合流區(qū)、重要橋梁等位置，已經(jīng)具有較完善的基礎設施監(jiān)控、運營管理機制，不過依舊面臨著設施功能不完善、覆蓋范圍不全面、信息融合太過淺層等問題，尤其是在人、車、路、環(huán)境等多個因素的智能解析層面存在缺陷。今后的持續(xù)發(fā)展要求利用以5G技術為基礎的通信網(wǎng)絡設施，合理設置高清式監(jiān)控、北斗導航定位、專業(yè)傳感器等多種監(jiān)測設施，基于多元感知耦合，形成全方位、多維度、動態(tài)化的感知系統(tǒng)。憑借新型通信網(wǎng)絡體系，促使交通行業(yè)的信息管理水平、運營控制能力進一步提升，實現(xiàn)高質高效采集與穩(wěn)定傳送信息的目標[2]。

（二）由事后被動處置向智能主動防控演變

高速公路傳統(tǒng)的運營模式下，整體環(huán)境處于較為封閉的狀態(tài)，不論是信息的收集還是傳送速率均較慢。而利用動靜態(tài)運營數(shù)據(jù)分析方式，就可以全方位、科學有效的預估運營情況，同時高準度預估重點匝道、瓶頸路段、大流量車道等，從而全方位實現(xiàn)對匝道的動態(tài)管理與優(yōu)化控制，并且還可做到對路肩、車道以及費率的有效調控，提高高速公路通行效率以及安全性。

（三）由程序化無差別推送向智慧化個性服務轉變

除了依賴靜態(tài)的道路標志和指示牌，當前，借助5G遙控、北斗高精度定位和知識圖譜等先進科技手段，可以實現(xiàn)更加智能和實時的導航服務。在此基礎上，針對旅客出行趨向、交通路徑等信息，構建專門的個性化出行模型，從而為旅客提供出行動態(tài)線路計劃、交通安全風險預測警示等多元化的交通服務。

（四）形成終端應用和云控平臺為一體的系統(tǒng)架構

在現(xiàn)代交通管理中，信息化建設顯得尤為重要，需要基于先進的無線通信技術，設計并部署覆蓋廣泛的無線通信網(wǎng)絡，同時設置智能基站，以此支持高速數(shù)據(jù)傳輸，提供多種通信服務，確保道路周邊的通信設施隨時處于最佳工作狀態(tài)。通過這一措施，將大幅提升交通系統(tǒng)的信息處理能力和響應速度，為構建完善的智慧交通系統(tǒng)打下堅實基礎。為了實現(xiàn)高效的交通管理和車輛與基礎設施的無縫連接，需要充分利用現(xiàn)有的智能終端設備，如智能手機和車載顯示屏，將其作為信息交互的橋梁，通過搭建車路交互平臺，實現(xiàn)車輛、駕駛員和交通設施之間的信息共享與實時溝通，車輛就可以獲取實時交通信息、路況提示和導航指引，極大提高駕駛安全性和出行效率[3]。

（五）同步開展兼容多種技術標準的路側基礎設施建設

在現(xiàn)代交通體系中，構建兼容多種技術標準的路側基礎設施是確保車輛與路側設備、云端平臺之間高效協(xié)同的關鍵。為此，必須實施多種先進的通信技術標準，例如專用短程通信、射頻識別、4G/5G、Wi-Fi、蜂窩車聯(lián)網(wǎng)與增強超高頻通信等多項技術標準的通信基礎設備設置工作，同時還要開展可應用于隧道、河谷等信號接收能力較低路段的定位基礎設施構建工作。基于構建信息收集與傳送、車路通信、信息增強等系統(tǒng)，確保不同主體之間能夠做到指令快速傳遞與接收，聯(lián)合管控公路運營情況，以此為用戶提供更加高端、先進、多元的智能交通服務。

（六）引入多元交通數(shù)據(jù)采集與分析技術

利用長時間演進車車/車路通信、車輛定位、無人機監(jiān)控等技術，聯(lián)合相關部門公布的氣象信息數(shù)據(jù)，做到對關鍵路段當前狀況的動態(tài)監(jiān)管，并在異常時立即發(fā)出警告，以此實現(xiàn)對高速公路服務能力的動態(tài)化預警，促使運營管理工作取得更好的效果。

三、智慧高速公路建設策略

（一）完善頂層設計方案

在新時期下，全國各大城市盡管都有結合系列標準開展智慧高速工程建設工作，但是有關標準的編制工作總體來看較為零碎、松散，沒有構成健全的體系，同時部分標準是“照搬”其他有關領域的。為此，需要盡快制定兼具框架性和指導性的智慧高速公路建設標準，為工程建設的進一步改進提供可靠指引。結合當前情況，編制科學合理的技術、管理、服務標準體系，形成健全的協(xié)調聯(lián)合關系，可在智慧高速公路建設工作中發(fā)揮重要作用[4]。

（二）充分發(fā)揮多方標準的協(xié)同作用

有效發(fā)揮出國家規(guī)范、行業(yè)標準、地方指導性文件、企業(yè)標準等不同的定位協(xié)調功能，從而促使智慧高速公路建設工作取得更好的成果。國家有關部門需要指導行業(yè)領軍機構、頭部組織之間建立良好的合作關系，以此構成合力，以發(fā)展智慧高速公路為核心目標，一同編制規(guī)范標準，為相關研究機構等參建方提供良好渠道，切實解決過往智慧高速公路建設標準不完善這一問題，帶領行業(yè)科學技術、研究成果進一步發(fā)展，并推動此新編規(guī)范標準升級成為國家標準。對于負責智慧高速公路的運營、軟件研發(fā)、智能設施制造的公司來說，要將“國家、行業(yè)、聯(lián)盟、企業(yè)”四個維度的標準結合起來，有機聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈中的每一環(huán)節(jié)，為順利建設智慧化高速公路助力。

（三）筑牢技術支撐，突破智慧高速公路核心技術

針對虛擬并行系統(tǒng)搭建、智慧決策和自動化控制、個性化指導這三項核心技術，對高速公路展開逐層、深度的探究。強化對基礎理論知識、軟硬件裝置等重點方向的研究和使用，積極探究優(yōu)化道路虛擬系統(tǒng)搭建、專家決策以及自動化管控、個性化誘導等功能，為快速發(fā)展智慧交通打下良好基礎。

（四）推進集約建設，探索全新建設運營模式

要想順利建成完善的智慧高速系統(tǒng)，重點在于保障精準性，且功能體系要能夠持續(xù)拓展，滿足綠色、高效的要求。建設智慧高速對信息化、體系結構均有非常高的技術要求，對于已經(jīng)建設完畢的高速公路工程，編制智能技術運用計劃，促使道路與信息基礎設施一同規(guī)劃、設計與實施，還要預先做好空間規(guī)劃布局工作，以此推動工程取得理想的建設效果。此外，還應對操作模式加以創(chuàng)新，指揮市場主體完成正確的角色調整，推動信息化系統(tǒng)的順利建成與投入使用，保證現(xiàn)有設施設備得到高效化利用，讓新舊設備之間處于和諧的聯(lián)合運作狀態(tài)[5]。

（五）實現(xiàn)人、車、路一體化運行監(jiān)測，打造“更可控”的路

第一，使用高清聯(lián)合式監(jiān)測、機器視覺技術，做到對高速公路全線路運作情況的實時監(jiān)測，從而具備更強的意外事故預測、發(fā)現(xiàn)與處理能力，提升對關鍵車輛的管理與控制水平。

第二，結合交通路網(wǎng)運作情況自動化監(jiān)測，對運作發(fā)展態(tài)勢自主研究判斷，聯(lián)合自動抓拍等道路管理技術，分析判斷智能聯(lián)網(wǎng)車輛駕駛者的交通需求，可提供貨運車輛動態(tài)控制以及不同時間節(jié)點、車型、車道、區(qū)域的車道協(xié)同控制服務。

第三，利用V2X、5G、自動駕駛、邊緣計算等尖端技術，構建可適應智能聯(lián)網(wǎng)車輛使用要求的車路協(xié)同平臺。

（六）夯實支撐設施配置

第一，利用攝像裝置、檢測儀器、氣象儀器和路橋運營狀態(tài)健康識別裝置，自動、實時收集交通流參數(shù)環(huán)境等信息，做到全方位掌握路橋健康狀態(tài)，為各項智能化、自動化功能的應用以及作出科學決策提供可靠支持。

第二，利用5G、LTE-V等技術，搭建無線與有線有機聯(lián)合的高速公路通信網(wǎng)絡。

第三，使用云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能以及數(shù)字孿生、機器視覺等先進技術，構建集合監(jiān)督管理、運營控制、維修養(yǎng)護、交通出行等多種功能的綜合型管理平臺，提供跨越不同省份、市區(qū)、行業(yè)、路線的集成式服務。

四、結束語

智慧高速公路為當前高速公路行業(yè)的主要發(fā)展方向，特別是在數(shù)字化時代，應將智慧化技術全面應用到整個高速路網(wǎng)中。為有效推動智慧高速公路的建設工作，為人民群眾提供更為優(yōu)質的交通服務，相關人員需要在掌握智慧高速公路建設重要性的基礎上，深入探究建設要點與有效措施，準確掌握數(shù)字化技術研究、發(fā)展、應用的主要方向，探究多維度、全方位的智慧高速公路建設措施。

參考文獻：

[1]馬小虎，郭亞中，張易辰，孫榮，李書閱.寧夏智慧高速公路建設指南創(chuàng)新探究[J].中國交通信息化，2024（3）：70-72.

[2]牛妤冰.數(shù)字時代下智慧公路生態(tài)構建研究[J].中國交通信息化，2024（S1）：23-26.

[3]許慶斌.數(shù)字時代智慧高速公路的設計與優(yōu)化[J].工程技術研究，2024，9（2）：193-195.

[4]張鵬，羅如意，歐陽詩杰.數(shù)字時代全球智慧高速公路發(fā)展趨勢及建設思考[J].運輸經(jīng)理世界，2023（9）：159-161.

[5]孫超，黃愉文，張永捷.數(shù)字時代全球智慧高速公路發(fā)展趨勢及建設思考[J].公路，2022，67（4）：237-242.

（作者單位：1.云南省交通投資建設集團有限公司，

2.昆明空港投資開發(fā)集團有限公司）