摘要 文章基于江蘇省蘇州繞城高速S17段的智能網(wǎng)聯(lián)化改造項目，首先探討了智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)在高速公路升級中的關(guān)鍵技術(shù)、部署策略及其帶來的預(yù)期效益；然后通過引入車路協(xié)同通信、高精度感知系統(tǒng)、邊緣計算和云端數(shù)據(jù)管理等技術(shù)，展示了智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)在提升交通安全性、通行效率、環(huán)境保護(hù)、經(jīng)濟促進(jìn)和用戶體驗等方面的潛力；最后進(jìn)一步分析了項目實施中的核心技術(shù)挑戰(zhàn)及其解決方案，并提出了適用于江蘇省其他高速公路的推廣建議。研究結(jié)果表明，蘇州繞城高速S17段改造項目不僅為江蘇省乃至全國的高速公路智能網(wǎng)聯(lián)化升級提供了示范經(jīng)驗，也為未來智慧交通系統(tǒng)的優(yōu)化發(fā)展提供了技術(shù)和政策支撐。

關(guān)鍵詞 智能網(wǎng)聯(lián)；高速公路；車路協(xié)同；智慧交通；自動駕駛

中圖分類號 U491.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）24-0014-03

0 引言

在全球科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的推動下，交通運輸行業(yè)正在經(jīng)歷技術(shù)革新，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)作為智慧交通的核心，已成為提升交通管理、提高通行效率和保障安全的關(guān)鍵手段。江蘇省作為中國經(jīng)濟與交通發(fā)達(dá)地區(qū)，一直走在智慧交通領(lǐng)域的前列?！稊?shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》《交通強國建設(shè)綱要》和《江蘇省“十四五”智慧交通發(fā)展規(guī)劃》等政策文件，為智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)在交通中的應(yīng)用提供了強有力的政策支持。

蘇州市在智能網(wǎng)聯(lián)汽車和智慧交通基礎(chǔ)設(shè)施方面成效顯著，已成為全國智能網(wǎng)聯(lián)示范城市之一。作為示范工程的S17蘇州繞城高速智能網(wǎng)聯(lián)化改造項目，通過高精度感知設(shè)備、5G通信和云端數(shù)據(jù)平臺的部署，構(gòu)建了車路協(xié)同系統(tǒng)，實現(xiàn)了交通管理的數(shù)字化升級，為L4級自動駕駛提供了安全支持。該項目展示了智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)如何提升高速公路的智能化水平，實現(xiàn)從傳統(tǒng)公路到數(shù)字化、智慧化公路的轉(zhuǎn)型。

該文以S17蘇州繞城高速為例，分析江蘇省在智能網(wǎng)聯(lián)高速公路建設(shè)中的實踐經(jīng)驗，探討其技術(shù)應(yīng)用、創(chuàng)新特點及帶來的經(jīng)濟和社會效益，并提出未來發(fā)展方向，以期為國內(nèi)外同類項目提供借鑒。

1 智能網(wǎng)聯(lián)化改造的政策支持與發(fā)展概述

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)作為智慧交通的核心，逐漸成為提升交通管理、通行效率和安全的關(guān)鍵。該技術(shù)通過車與車（V2V）、車與路（V2I）及車與網(wǎng)絡(luò)（V2N）的實時數(shù)據(jù)交互，優(yōu)化交通流量并提升駕駛體驗[1]。江蘇省作為我國經(jīng)濟和交通的發(fā)達(dá)地區(qū)，在推動高速公路智能網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型中具有示范意義。

為加快新型交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，國家層面出臺了《交通強國建設(shè)綱要》和《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》，提出加速智慧交通設(shè)施建設(shè)，推動交通與信息技術(shù)的深度融合。國家發(fā)展和改革委員會與工業(yè)和信息化部也發(fā)布了《國家車聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)指南（2023版）》和《智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動計劃》，以促進(jìn)車路協(xié)同技術(shù)的推廣。江蘇省在貫徹國家政策的基礎(chǔ)上，發(fā)布了《江蘇省“十四五”智慧交通發(fā)展規(guī)劃》，明確推動交通基礎(chǔ)設(shè)施的智能化，并通過《江蘇省智慧高速公路建設(shè)技術(shù)指南》支持5G通信、邊緣計算等技術(shù)的應(yīng)用落地。

作為江蘇省的經(jīng)濟和技術(shù)創(chuàng)新中心，蘇州市在智能網(wǎng)聯(lián)交通發(fā)展方面居全國前列。《蘇州市國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃》提出建設(shè)智能網(wǎng)聯(lián)汽車產(chǎn)業(yè)鏈、構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施，并設(shè)立市級云控平臺，進(jìn)一步提升交通管理和出行服務(wù)水平，致力于將蘇州打造成全國智能車聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)桿城市。

在此背景下，S17蘇州繞城高速智能網(wǎng)聯(lián)化改造項目應(yīng)運而生。該項目通過集成高精度感知設(shè)備、車路協(xié)同通信和云平臺，實現(xiàn)了道路監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和智能化控制的全面升級，支持L4級自動駕駛，顯著提升了交通管理的響應(yīng)效率和出行便捷性。S17項目不僅積極響應(yīng)國家和地方政策，也是智慧交通技術(shù)的重要示范，為江蘇省乃至全國高速公路的智能網(wǎng)聯(lián)化轉(zhuǎn)型提供了寶貴的經(jīng)驗和技術(shù)支撐。

2 S17蘇州繞城高速智能網(wǎng)聯(lián)化改造的啟示

2.1 項目建設(shè)概述

S17蘇州繞城高速是國內(nèi)首條滿足車路協(xié)同自動駕駛要求的智慧高速公路，項目的成功為江蘇省及全國高速公路的智能化升級提供了寶貴經(jīng)驗。項目起自S17黃埭互通，終于陽澄湖北互通，雙向線路里程56 km，以“車-路-云”系統(tǒng)為核心，通過部署路側(cè)設(shè)備、5G通信和云平臺，構(gòu)建了實時高精度的交通監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了路段全息感知。智能網(wǎng)聯(lián)汽車在此路段可通過感知系統(tǒng)識別周圍車輛，預(yù)警匝道匯入、變道、事故及障礙物等，從而提升行車安全，并為自動駕駛車輛提供了測試環(huán)境。

2.2 關(guān)鍵技術(shù)及其在江蘇省高速公路中的通用性

S17蘇州繞城高速的智能網(wǎng)聯(lián)化改造取得了顯著成果，為江蘇省其他高速公路的智能化升級提供了寶貴經(jīng)驗。以下是該項目中的關(guān)鍵技術(shù)及其在江蘇省其他高速公路上的通用性分析：

（1）車路協(xié)同通信技術(shù)。S17項目通過5G網(wǎng)絡(luò)與光纖直連，實現(xiàn)了高帶寬、低延遲的V2X通信，使車輛與道路設(shè)施能夠?qū)崟r交換信息，提升了交通安全和通行效率[2]。該技術(shù)支持動態(tài)交通管理，通過實時傳遞車流信息，交通管理中心可調(diào)整車速和車道使用，緩解高峰期擁堵并降低事故風(fēng)險。這一技術(shù)在江蘇省交通密集和事故多發(fā)路段具有重要的應(yīng)用前景。未來還可擴展5G覆蓋，結(jié)合V2X協(xié)議構(gòu)建跨區(qū)域的交通管理網(wǎng)絡(luò)。

（2）高精度感知系統(tǒng)。S17項目部署了激光雷達(dá)、毫米波雷達(dá)和高清攝像頭等多種傳感器，形成無縫銜接的全息感知系統(tǒng)，結(jié)合多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)提供精準(zhǔn)的道路環(huán)境信息，使交通管理系統(tǒng)實時掌握車輛位置、速度和周圍狀況。在復(fù)雜路況和惡劣天氣下，這種系統(tǒng)顯著提升了監(jiān)控精度，尤其適用于長江大橋等重要節(jié)點，有效支持事故預(yù)警、擁堵監(jiān)控和車流引導(dǎo)，保障關(guān)鍵路段的安全和通暢。

（3）邊緣計算與數(shù)據(jù)處理。S17項目中應(yīng)用的邊緣計算技術(shù)通過在數(shù)據(jù)源附近實時處理數(shù)據(jù)，減輕了中心服務(wù)器的負(fù)擔(dān)，提升了系統(tǒng)的響應(yīng)速度。邊緣節(jié)點能夠預(yù)處理感知數(shù)據(jù)，如對象檢測、路徑規(guī)劃和事件識別，使車輛和設(shè)施快速響應(yīng)[3]，這在交通擁堵或事故情況下尤為關(guān)鍵，因為實時數(shù)據(jù)處理可減少延遲。邊緣計算技術(shù)在江蘇省其他高速公路樞紐和復(fù)雜路段同樣適用，能夠?qū)崿F(xiàn)本地化決策，提高系統(tǒng)在復(fù)雜交通環(huán)境中的反應(yīng)能力。

（4）云端數(shù)據(jù)管理與分析。S17項目的云端數(shù)據(jù)管理平臺承擔(dān)數(shù)據(jù)集中存儲、深度分析和決策支持。借助大數(shù)據(jù)和AI算法，系統(tǒng)對歷史和實時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可預(yù)測交通流、檢測異常并制定應(yīng)急方案。江蘇其他高速公路的智能化改造同樣需要云端管理平臺，通過集中分析各路段數(shù)據(jù)，實現(xiàn)跨區(qū)域的綜合管理。在極端天氣或重大交通事故中，云端管理平臺能夠快速生成應(yīng)急方案，減少次生災(zāi)害。

（5）數(shù)字孿生技術(shù)的應(yīng)用。S17項目在江蘇省首次引入了數(shù)字孿生技術(shù)，通過虛擬模型模擬不同場景下的交通動態(tài)，支持管理者優(yōu)化策略。數(shù)字孿生技術(shù)在交通樞紐和關(guān)鍵路段的應(yīng)用前景廣闊，尤其在節(jié)假日高峰期，能夠提前預(yù)測擁堵點，幫助管理者采取緩解措施，優(yōu)化車流分配，提升道路管理的前瞻性和應(yīng)變能力[4]。

S17項目中的多項關(guān)鍵技術(shù)在江蘇省其他高速公路的智能化改造中具備廣泛適用性。通過引入車路協(xié)同通信、邊緣計算等技術(shù)，江蘇省高速公路能夠?qū)崿F(xiàn)全面的智能化升級，進(jìn)一步提升交通管理的科學(xué)性和服務(wù)質(zhì)量。未來研究和實踐應(yīng)重點關(guān)注以下方面：優(yōu)化技術(shù)在不同交通環(huán)境的應(yīng)用方案，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率；推動標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，確保設(shè)備和系統(tǒng)間的兼容性；加強數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)，提升公眾信任度，為江蘇省智能交通系統(tǒng)提供可靠保障。

3 江蘇省其他高速公路應(yīng)用場景的適用性分析

3.1 不同類型高速公路的技術(shù)適應(yīng)性

江蘇省高速公路網(wǎng)絡(luò)涵蓋了多種類型，包括城市環(huán)線高速、跨區(qū)域干線高速、山地高速和沿海高速等。這些高速公路在地理特征、氣候條件、交通特征等方面差異顯著，因此在智能網(wǎng)聯(lián)化改造中應(yīng)因地制宜地采取差異化的技術(shù)部署策略，以滿足不同應(yīng)用場景的需求。

（1）城市環(huán)線高速（如南京繞城高速）位于城市周邊，交通流量大且車速頻繁變化。此類高速應(yīng)部署高密度車路協(xié)同通信系統(tǒng)（V2X），以便交通管理中心實時獲取車輛位置和交通事件信息，實現(xiàn)動態(tài)調(diào)整。此外，應(yīng)結(jié)合智能監(jiān)控和自動化控制系統(tǒng)，快速響應(yīng)擁堵和事故，提升通行效率和安全性。

（2）跨區(qū)域干線高速（如滬寧高速）連接多個城市，交通流量相對穩(wěn)定。此類高速適合采用邊緣計算與云端數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的分布式架構(gòu)，通過邊緣節(jié)點進(jìn)行初步數(shù)據(jù)處理，減少傳輸延遲，并利用云平臺進(jìn)行大規(guī)模數(shù)據(jù)分析，支持多區(qū)域交通的協(xié)同管理。此架構(gòu)能在長距離、高速環(huán)境下實現(xiàn)實時監(jiān)控和智能引導(dǎo)。

（3）山地高速（如寧杭高速）位于地形復(fù)雜、氣候多變的區(qū)域，面臨雨霧、坡道和急彎等挑戰(zhàn)，宜優(yōu)先部署抗干擾性強的感知設(shè)備（如毫米波雷達(dá)和高分辨率激光雷達(dá)），并加強通信鏈路的冗余設(shè)計，確保在極端天氣條件下的系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。高精度感知與數(shù)據(jù)冗余設(shè)計能夠在惡劣環(huán)境中提高交通安全性。

3.2 改造過程中的技術(shù)挑戰(zhàn)及解決方案

在智能網(wǎng)聯(lián)化改造過程中，江蘇省高速公路面臨一系列的技術(shù)挑戰(zhàn)，其主要挑戰(zhàn)及針對性的解決方案如下：

（1）數(shù)據(jù)傳輸延遲與可靠性。在高速公路場景中，數(shù)據(jù)的實時性和穩(wěn)定性至關(guān)重要，尤其在車速較高的情況下，數(shù)據(jù)延遲可能帶來安全隱患。解決方案包括采用5G通信與光纖鏈路相結(jié)合的雙層通信架構(gòu)，5G網(wǎng)絡(luò)支持大帶寬和低延遲的數(shù)據(jù)傳輸，適用于動態(tài)數(shù)據(jù)的實時傳輸，而光纖鏈路能夠確保數(shù)據(jù)的穩(wěn)定傳輸，可用于固定數(shù)據(jù)傳輸和冗余保障[5]。此外，為應(yīng)對突發(fā)情況，應(yīng)配置備用通信方案，確保在5G或光纖網(wǎng)絡(luò)故障時，系統(tǒng)能夠通過衛(wèi)星或微波通信繼續(xù)運行。

（2）多源數(shù)據(jù)融合與實時處理。智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)涉及激光雷達(dá)、攝像頭、毫米波雷達(dá)等多種感知設(shè)備，如何高效融合不同數(shù)據(jù)源、提取有用信息是其核心挑戰(zhàn)之一。邊緣計算的應(yīng)用在此過程中發(fā)揮著重要作用，通過在路側(cè)設(shè)備上進(jìn)行初步的數(shù)據(jù)預(yù)處理和融合，能夠在減少數(shù)據(jù)傳輸量的同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時有效利用。采用人工智能和數(shù)據(jù)融合算法，可以進(jìn)一步提升數(shù)據(jù)的整合效率，從而實現(xiàn)更精確的交通環(huán)境識別[6]。

（3）系統(tǒng)兼容性與標(biāo)準(zhǔn)化。江蘇省高速公路網(wǎng)覆蓋廣泛，涉及不同設(shè)備供應(yīng)商和技術(shù)平臺，系統(tǒng)的兼容性和標(biāo)準(zhǔn)化問題尤為突出，應(yīng)制定統(tǒng)一的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和接口協(xié)議，確保不同設(shè)備間的數(shù)據(jù)流通和系統(tǒng)互操作性。同時，應(yīng)建立全國性的設(shè)備兼容測試和驗證平臺，確保在不同高速公路及不同區(qū)域之間，實現(xiàn)車路協(xié)同系統(tǒng)的互通性和兼容性。

3.3 技術(shù)部署策略與優(yōu)化建議

在江蘇省高速公路智能網(wǎng)聯(lián)化改造中，科學(xué)的技術(shù)部署與優(yōu)化措施至關(guān)重要?；赟17項目實踐，該文提出以下幾項策略，以期為其他路段的智能化改造提供參考。

（1）路端設(shè)備布設(shè)與優(yōu)化。路端設(shè)備的布設(shè)對系統(tǒng)感知效果至關(guān)重要，應(yīng)在不同路段依據(jù)交通流量、地形及氣候調(diào)整布設(shè)密度與設(shè)備類型。例如在交通樞紐區(qū)域需增加設(shè)備密度，而在雨霧多發(fā)區(qū)域可采用抗干擾強的傳感器。

（2）數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵考量。高效的數(shù)據(jù)通信是智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的核心，應(yīng)結(jié)合路段特性選擇合適的通信技術(shù)組合，復(fù)雜地形可補充衛(wèi)星或微波通信，并建立冗余鏈路，以提高系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。

（3）系統(tǒng)集成與跨部門協(xié)作。智能網(wǎng)聯(lián)化涉及多部門合作，應(yīng)建立跨部門的工作組和實時的信息共享平臺，制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和接口協(xié)議，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源的順暢流動。

（4）數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)。智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)涉及大量實時交通數(shù)據(jù)，需保障數(shù)據(jù)安全。未來項目應(yīng)繼續(xù)強化數(shù)據(jù)安全策略，采用數(shù)據(jù)脫敏和加密技術(shù)，保障隱私，并制定數(shù)據(jù)共享政策，確保合法合規(guī)。

（5）設(shè)備維護(hù)與運營管理。系統(tǒng)的長期有效運行依賴高效的設(shè)備維護(hù)，應(yīng)建立定期巡檢制度、專業(yè)維護(hù)團隊和故障應(yīng)急方案，確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和長效運轉(zhuǎn)。

（6）用戶培訓(xùn)與公眾參與。用戶對智能網(wǎng)聯(lián)系統(tǒng)的理解和支持至關(guān)重要，建議開展用戶培訓(xùn)和公眾宣傳，提高公眾對智能網(wǎng)聯(lián)技術(shù)的認(rèn)知，建立反饋機制以持續(xù)優(yōu)化。

4 結(jié)論

目前，江蘇省高速公路智能網(wǎng)聯(lián)化改造尚處于起步階段，隨著技術(shù)的不斷更新和應(yīng)用需求的擴展，未來仍有諸多研究方向值得深入探索。作為首個示范項目，S17蘇州繞城高速通過技術(shù)、政策和產(chǎn)業(yè)的協(xié)同推進(jìn)，實現(xiàn)了交通系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化升級，在提升交通安全、通行效率，減少污染，促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展及優(yōu)化用戶體驗等方面效果顯著，為江蘇省其他高速公路的智能網(wǎng)聯(lián)化改造提供了可借鑒的經(jīng)驗和技術(shù)支持。

基于S17項目的成果，未來的智能網(wǎng)聯(lián)化改造應(yīng)在國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)框架下，制定符合江蘇省需求的地方標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口和通信協(xié)議，實現(xiàn)系統(tǒng)互聯(lián)與數(shù)據(jù)共享。通過跨行業(yè)協(xié)作，建立智能交通生態(tài)系統(tǒng)，促進(jìn)技術(shù)創(chuàng)新與資源共享，強化數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)機制，為江蘇省智能網(wǎng)聯(lián)化的可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。將高速智能網(wǎng)聯(lián)化從單一示范項目推廣至全省，有助于推動江蘇省交通系統(tǒng)的智能化、綠色化和區(qū)域經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。

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