四川智慧高速發展研究

王 俊 ，焦育威 ，譚屈山 ，張珂溢，鐘愛平

（1.四川數字交通科技股份有限公司，四川 成都 610000；2. 未來交通工程院，四川 成都 610000）

0 引言

交通運輸業一直是中國經濟社會發展中先導性、基礎性和服務性的重要產業，截至2022 年年底，中國高速公路總里程已達到17.7 萬公里，已經形成了一個全球規模最大的國家高速公路網，對國家經濟發展產生著舉足輕重的基礎作用[1]。在現階段，高速公路的發展逐漸進入土地、資金、環境資源要素制約期，開始由高速增長階段轉向高質量發展階段[2]。

國務院和交通運輸部自2016 年起陸續發布了《交通運輸信息化“十三五”發展規劃》[3]、《數字交通發展規劃綱要》[4]、《交通強國建設綱要》[5]、《國家綜合立體交通網規劃綱要》[6]等推動智慧高速發展的相關政策文件。重點從智慧高速的規范應用、組織架構和技術方案等方面，對智慧高速的探索與建設應用提供政策指導，推動智慧高速從試點應用到建設規范、設立標準等相關進程[7]。從國家戰略與行業政策的要求看，推進交通運輸行業數字化轉型、提高交通運輸運營效率、提升公眾出行體驗，已成為交通運輸行業發展的必然要求。

1 智慧高速的發展現狀

1.1 發展現狀

2018 年，在《加快推進新一代國家交通控制網和智慧公路試點》的指引下，交通運輸部率先在北京、福建、浙江、廣東等9 個省市組織開展新一代國家交通控制網及智慧公路試點工作，逐步拉開我國智慧高速建設的序幕[8]。目前，我國已經完成或正在開展的試點項目超過40 個、涉及10 余個省市[9]，重點包括基礎設施數字化與智能網聯化、路網監測預警、車路協同、準全天候通行、智慧服務區、智慧隧道等，通過引入人工智能、大數據、物聯網、云計算等先進技術，提高公路的運營效率，減少交通擁堵，提高行車安全性。

具體來說，主要在以下幾個方面有所突破：

（1）智能感知：通過部署各類傳感器和高清攝像頭，實現對道路交通信息的實時感知和采集，并通過智能融合計算，為決策分析提供數據基礎。

（2）數據驅動：利用大數據技術對海量數據進行處理和分析，為公路運營管理提供決策支持，例如智能調度、交通流量預測等。

（3）精確定位：通過高精地圖、毫米波雷達等技術，實現車輛的高精度定位和導航，提高事件的檢測能力，提升行車安全性。

（4）車路協同：通過5G、V2X 等通信技術，實現車與車、車與路之間的智能協同，提升行車安全和道路使用效率。

然而，智慧高速的建設與發展也面臨著一些挑戰。

1.2 挑戰與困難

（1）數據安全與隱私保護：智慧高速的建設涉及大量個人數據，這些數據包括車輛位置信息、行車記錄以及用戶信息等。如何在利用這些數據進行智能化分析的同時保護個人隱私，是一項重要而具有挑戰性的任務。

（2）技術成熟度與標準化：盡管有些關鍵技術已經逐步成熟，但仍有一些核心技術在全球范圍內處于發展階段。智慧高速的底層信息技術缺乏統一的數據規范與標準，導致成熟的智慧高速技術應用遷移性與復制性較差[10]。

（3）基礎設施建設成本：智慧高速需要對現有基礎設施進行投入和改造，以支持先進的通信和感知技術。因此，政府和私營部門需要共同努力，尋找可行的資金來源和合作機會，以降低建設成本，并確保智慧高速的可持續發展。

（4）政策法規與標準規范：隨著新技術的引入，相關的政策法規和標準規范需要跟進和完善，以應對新挑戰和問題，包括規定數據隱私保護的法律，交通安全規定以及設備互操作性的標準等。

（5）協同運行和自主決策能力：高速公路的各個業務和系統之間缺乏有效的聯動和協作，高速公路的運行和管理還主要依賴人工經驗和判斷，缺乏智能化的支撐和輔助，難以實現高效、優化、精準的管控[11]。

2 智慧高速的未來趨勢

盡管面臨挑戰，但中國智慧高速的發展前景依然廣闊。預計未來將有以下幾個發展趨勢：

（1）融合發展：智慧高速將與新基建、數字經濟、智能制造等領域深度融合，推動交通運輸行業的數字化轉型。

（2）技術創新：隨著5G、物聯網、人工智能等技術的不斷創新和應用，智慧高速的智能化程度將不斷提升。

（3）綠色發展：智慧高速將更加注重環保和可持續發展，例如通過智能調度減少空駛和擁堵，降低能源消耗。

（4）社會共建：智慧高速的建設將更加注重社會參與和共建，提升公眾的獲得感和參與感。

3 四川智慧高速發展路徑

近年來，四川圍繞中心任務，聚焦問題瓶頸，始終保持智慧高速技術持續迭代更新，全力打造標準化、造價低、輕量化、“加量不加價”的智慧高速公路，努力探索一條可復制、可推廣的新路徑。

智慧高速第一階段，針對監控應用難、人員操作難、平臺接入難、運營聯動難等問題，在成都第一繞城高速開展以“視頻感知”為主的技術方式進行探索應用。通過打造自主可控統一BS 架構流媒體平臺將孤島變兼容，融合高效的深度算法，對視頻事件進行快速分析和識別變被動為主動，利用人工智能技術，實現事件的發現和上報全流程自動化和智能化變人工為自動。實現成都第一繞城高速春運期間擁堵指數下降10%和五一期間擁堵指數下降34.1%。

智慧高速第二階段，針對感知能力低、協同效能低、治理效率低、服務水平低等問題，在成都第二繞城高速完成以視頻為主、雷達為輔的“視雷融合”技術方式的試點應用。使用原創自主可控的毫米波雷達實現全天候精準感知覆蓋，利用全息感知能力實現事件時自動分析預警、協同聯動，結合自動預警和精準定位能力實現及時救援保障。形成大量創新型的軟硬件產品落地。

智慧高速第三階段，針對不能精準看、不能精確診、不能精細管、不能精心優等問題，在成都至宜賓高速全線157km 開展以雷達為主、視頻為輔的“雷視融合”創新技術進行工程化應用。應用數字孿生技術實現高精度動態導航，提供超視距的事件預警服務。復用路側毫米波雷達對高速公路沿線邊橋隧進行亞毫米級實時監測。打造全天候通行、伴隨式出行體驗，實現高速公路車道級管控業務全覆蓋。研發出車道級高精度定位軟件——知易行、邊橋隧7×24h 實時監測平臺——地災監測與預警系統。

智慧高速第四階段，針對非全要素感、非全時段供、非全場景算、非全天候服等問題，開展聚焦以“雷達感知”為核心的技術攻關，從交通狀態監測、車輛實時軌跡監測、沿線工程結構風險監測、隧道抗干擾監測等高速公路運行全場景出發，打造高可信的產品。通過這些產品構建解決方案矩陣，組建高可控的生態圈。并基于多款高精準、高穩定、低時延的感知設備，支撐更精細化的全天候高可控的通行服務。打造智慧高速“元宇宙”，助力加快建設交通強國。

以基于場景、面向車路協同的智慧交通核心技術為主攻方向，聯合知名科技企業和科研院所，組建“聯合創新軍團”，致力于高精動態定位、厘米級車道導航、高性能毫秒級雷達、LTE—V2X 車路協同等關鍵技術的研發應用，已研發形成智慧交通毫米波雷達、邊坡監測毫米波雷達、新型智能車載ETC設備等11 項硬件產品和全息瞳、數字平行世界、知易行等20余款軟件產品。其中，成宜智慧高速車輛全程跟蹤量達99%、車輛實時軌跡連續性達95%，能夠全面、準確、實時掌握路段運行狀況。交通事件自動檢測準確度達95%，出勤到達現場時間平均縮短到15 分鐘，大幅度提升事件現場處置效率。

4 結語

總的來說，中國智慧高速的發展既有機遇也有挑戰，但無疑代表著交通運輸行業的未來方向。通過不斷地研究和實踐，四川智慧高速以標準化、普適化的“智慧高速方案”加速推動全國各地區智慧高速公路建設，共同“震動”全球智慧公路行業，為全世界提供“中國方案”。同時積極探索城市道路、國省干道、智能軌道等場景的示范應用，全力助推智慧公路等交通運輸行業向智慧化、數字化、智能化邁進，為加快建設交通強國、構建現代化交通產業體系貢獻更多力量。