现有高速公路智慧化提升改造分析

文 / 黄珂

公路智慧化改造内容

公路机电系统可分为通信系统、监管系统还有收费系统。对公路进行改造的关键，便是以现有设施为依托，在充分整合并提升的前提下，加入相应软件系统，以此来达到对公路所具有智慧化水平进行提高的目的。

建设基础设施

根据智慧公路所提出运行需求可知，在提升改造环节，有关人员应对三方面内容引起重视：一是对现有供电网、通信网进行扩容。二是新增功能丰富的户外机柜、路侧立杆还有龙门架。三是对雷达和通信基站等设施进行合理部署，在恰当位置安装检测器及诱导装置，确保所打造网络兼具控制、传感和诱导等功能。

优化交通服务

改造高速公路期望达成的目标，便是为用户提供先进且高效的交通服务，要求有关人员以云控平台及现有设施为基础，充分利用先进手段及策略，为用户提供相应的服务，例如，行车预警，货车编队行驶，同时为管理部门快速处理异常情况提供便利。

打造云控平台

对基础设施进行建设，其主要目的是赋予公路在信息采集方面更为突出的能力，通过新增控制设备以及诱导设施的方式，使车辆得到合理诱导及全面管理。要想实现该目标，关键是要尽快完成建设云控平台的工作，该平台主要负责对交通状况等公路信息进行整合并处理，根据各层级、各应用所具有特点，制定相应决策，确保高速公路得到精确且有效的控制。与此同时，该平台还能够适配自动驾驶车辆，根据车辆等级为其协同运行提供帮助，通过及时切换驾驶模式的方式，将交通事故出现概率降至最低。

公路智慧化改造策略

对公路进行智慧化改造的落脚点是对云控平台、基础设施进行建设，通过对基础能力进行提升的方式，使管理部门所提供服务最大程度满足用户需求。鉴于此，在开展智慧化改造相关工作时，有关人员应将重心落在行车诱导、控制设施和高精度地图等方面，通过大力建设基础能力的方式，使智慧化改造取得应有效果。下文主要以基础能力为落脚点，围绕智慧化改造展开了讨论，供相关人员参考：

打造数字感知系统

该系统的感知对象为人车路环境，强调通过为用户及管理部门提供所需交通信息的方式，实现对高速公路进行数字化建设的目标，由此可见，只有尽快完成打造数字感知系统的工作，才能使公路行车得到精确管控，同时为全方位养护和全过程管理等工作的开展提供支持。

在开发该系统时，以下内容需要引起重视：一是通过路侧摄像机或车载终端，对车辆当前运行状态和相关数据进行采集，包括但不限于异常行为、车辆信息和行驶速度。二是经由气象传感器以及状态检测器，对路面是否存在结冰、积水或积雪问题进行检测，同时对各路段相对湿度、实时温度和风速进行检测。三是借助应变、裂缝还有温度传感器，对感知桥梁道路状态的系统进行构建，确保桥梁道路状态始终处于被监管的状态，以便于潜在危险因素能够被及时发觉并得到处理。

除特殊情况外，有关人员均应将达到以上要求的感知设备安装在龙门架、路旁立杆上，所安装设备类型以雷达和检测器为主，确保公路气象情况、交通情况还有路面情况可得到实时检测。此外，对公路进行智慧化改造时，有关人员还应做到以现有设备为基础，根据需求进行增配增量，通过充分融合新建系统与现有系统的方式，保证所打造感知系统能够发挥出应有作用。

建设精确定位系统

对公路进行智慧化改造所要达成的目标，主要可被归纳为以下四点：一是基于分离管控、车路协同还有编队行驶等技术，对路段进行改造，使各路段具有更为理想的通行效率。二是以多模融合通讯、全息感知为依托，对相应的收费模式进行构建。三是充分利用车路协同、精确定位以及辅助驾驶技术，最大程度降低特殊天气给车辆行驶造成的不利影响，真正做到全天候通行。四是建立健全调度系统、云控平台还有处理系统，为车辆安全行驶提供保障。

要想实现上述目标，关键是要有精确定位系统提供支持。该系统的主要功能视为车辆、路侧设备和乘客提供导航、定位及授时服务的系统，例如，根据自动驾驶车辆所处等级，为其提供定位信息；根据车辆养护服务，对其进行精确定位；基于一危两客车辆，对其运行轨迹进行实时采集。再例如，为自动驾驶车辆提供地图。智慧公路对各类系统所提出要求，主要是能够做到长期、稳定运行，鉴于此，在开发定位系统时，有关人员应充分利用我国现有定位系统，将V2X基站作为平台，对多模定位系统进行建设，根据实际需求调整应用系统、处理系统所能提供服务，确保云控平台能够以用户需求为依据，为其提供频率不同、精度不同的服务，使用户所具有定位需求得到最大限度的满足。

构建无线通讯网络

对公路进行改造时，切记不可过度超前，而是应当以非智能汽车、现已得到推广的自动驾驶汽车为切入点，根据其所提出控制和服务需求，制定相应的改造方案，确保经过改造的公路可尽快投入使用，通过对公路服务、管控能力进行提高，为群众提供更加良好的出行环境，使其所提出多元化、个性化需求得到应有满足。

对公路进行智慧化改造时，为满足车路同步应用、数字精确感知和行车全程管控等需求，有关人员应对以下工作加以落实：一是沿公路对通讯网络进行增配扩容，二是对全覆盖的多模通讯系统进行构建，充分利用现有车联网技术、通讯技术，基于路侧设备、通信基站还有车载终端，为乘客及车辆提供相应的服务。这里要注意一点，对无线通讯设备进行部署时，有关人员应以交通服务对数据体量和类型所提出要求为依据，对设备数量加以确定，在保证传输效果达到预期的前提下，尽量降低设备安装密度，提高项目经济性。除此之外，还应对相应的空间及节点进行预留，这样做的目的主要是确保日后系统升级工作可得到有序开展，并保证基础设施可得到重复使用。

优化地图显示系统

在提供普通地图的前提下，对二维地图、三维地图进行提供，其中，三维地图所服务对象主要为自动驾驶车辆，由其所提供信息主要有护栏高度、路面坡度和前方标志颜色、立杆位置，旨在确保自动驾驶汽车能够得到全面管理，为其日常行驶的安全性提供保证。另外，对地图显示系统进行优化，还能够为管理部门日常工作的开展提供便利，通过引入精细管理模式，使管理交通、养护附属设施等工作得到更加高效的开展。

一般来说，制作精确地图的工作应交由专业单位负责，由技术人员以路侧设备、云控平台和边缘计算机为载体，分别对地图数据进行部署。地图数据主要分为静态数据、动态数据，其中，静态数据分为道路数据、车道数据还有附属设施数据，动态数据主要是指交通事故数据和路况数据。由此可见，要想保证地图所显示数据具有理想精度，关键是要实时跟进并更新数据变化情况，要求有关人员以感知系统所提供数据为基础，借助边缘计算机对采集所得数据进行处理，随后，再通过云控平台及路侧设备进行准确发布。

优化公路传统营运模式

项目背景

1.满足出行需求

随着生活水平的提高，群众对出行所提出需求较以往有所增多，仅凭借现有手段对公路进行管理，通常无法取得理想的成果，对营运模式进行优化势在必行。

2.适应集中管理

以往管理模式的不足主要体现在三个方面，首先是管理资源相对分散，其次是响应滞后，最后是处置效率难以提高。基于智慧平台对现有资源进行充分整合，同时对处置流程进行再造，不仅能够使管理效率得到提高，还可起到控制管理成本的效果，使集中管理、区域管理所提出需求获得最大程度的满足。

3.紧跟行业发展

受大数据爆炸和互联网+快速发展的积极影响，公路闲置资源被盘活，这一改变使公路所具有智慧化水平得到了大幅提升，转变公路管理模式，对实现持续发展目标具有重大意义。

平台架构设计

智慧营运平台分为五个子系统，各系统间数据互通，由数据库负责整合并统一存储。

1.交通管理

该系统所提供功能主要分为两类，一类是监控路况、采集并分析数据等基础功能，另一类是处理突发事件、发布交通诱导以及管理隧道等针对性较强的功能。

2.任务管理

该系统的作用主要是强化管理中心所具有的督办职能，一方面可提供应急处置、值班管理和计划管理等功能，另一方面能够为有关人员查询并整理任务数据的工作提供便利。该系统往往由财务、路政管理、路产养护以及安全管理等功能模块组成，与公路营运所设计各项业务的重合度较高。

结论

综上，随着信息技术的发展，建设智慧公路的工作逐渐被提上日程。智慧公路强调以全天候通行为目标，通过全过程管理与全路段感知相结合的方式，为用户带来更符合其心理预期的出行体验。在此背景下，围绕如何实现公路智慧改造展开讨论成为大势所趋，本文便以此为切入点，结合建设智慧公路建设内容，对切实可行的建设方案及要点进行了说明，希望能为日后相关工作的开展提供理论依据。