四川智慧高速发展研究

王 俊 ，焦育威 ，谭屈山 ，张珂溢，钟爱平

（1.四川数字交通科技股份有限公司，四川 成都 610000；2. 未来交通工程院，四川 成都 610000）

0 引言

交通运输业一直是中国经济社会发展中先导性、基础性和服务性的重要产业，截至2022 年年底，中国高速公路总里程已达到17.7 万公里，已经形成了一个全球规模最大的国家高速公路网，对国家经济发展产生着举足轻重的基础作用[1]。在现阶段，高速公路的发展逐渐进入土地、资金、环境资源要素制约期，开始由高速增长阶段转向高质量发展阶段[2]。

国务院和交通运输部自2016 年起陆续发布了《交通运输信息化“十三五”发展规划》[3]、《数字交通发展规划纲要》[4]、《交通强国建设纲要》[5]、《国家综合立体交通网规划纲要》[6]等推动智慧高速发展的相关政策文件。重点从智慧高速的规范应用、组织架构和技术方案等方面，对智慧高速的探索与建设应用提供政策指导，推动智慧高速从试点应用到建设规范、设立标准等相关进程[7]。从国家战略与行业政策的要求看，推进交通运输行业数字化转型、提高交通运输运营效率、提升公众出行体验，已成为交通运输行业发展的必然要求。

1 智慧高速的发展现状

1.1 发展现状

2018 年，在《加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点》的指引下，交通运输部率先在北京、福建、浙江、广东等9 个省市组织开展新一代国家交通控制网及智慧公路试点工作，逐步拉开我国智慧高速建设的序幕[8]。目前，我国已经完成或正在开展的试点项目超过40 个、涉及10 余个省市[9]，重点包括基础设施数字化与智能网联化、路网监测预警、车路协同、准全天候通行、智慧服务区、智慧隧道等，通过引入人工智能、大数据、物联网、云计算等先进技术，提高公路的运营效率，减少交通拥堵，提高行车安全性。

具体来说，主要在以下几个方面有所突破：

（1）智能感知：通过部署各类传感器和高清摄像头，实现对道路交通信息的实时感知和采集，并通过智能融合计算，为决策分析提供数据基础。

（2）数据驱动：利用大数据技术对海量数据进行处理和分析，为公路运营管理提供决策支持，例如智能调度、交通流量预测等。

（3）精确定位：通过高精地图、毫米波雷达等技术，实现车辆的高精度定位和导航，提高事件的检测能力，提升行车安全性。

（4）车路协同：通过5G、V2X 等通信技术，实现车与车、车与路之间的智能协同，提升行车安全和道路使用效率。

然而，智慧高速的建设与发展也面临着一些挑战。

1.2 挑战与困难

（1）数据安全与隐私保护：智慧高速的建设涉及大量个人数据，这些数据包括车辆位置信息、行车记录以及用户信息等。如何在利用这些数据进行智能化分析的同时保护个人隐私，是一项重要而具有挑战性的任务。

（2）技术成熟度与标准化：尽管有些关键技术已经逐步成熟，但仍有一些核心技术在全球范围内处于发展阶段。智慧高速的底层信息技术缺乏统一的数据规范与标准，导致成熟的智慧高速技术应用迁移性与复制性较差[10]。

（3）基础设施建设成本：智慧高速需要对现有基础设施进行投入和改造，以支持先进的通信和感知技术。因此，政府和私营部门需要共同努力，寻找可行的资金来源和合作机会，以降低建设成本，并确保智慧高速的可持续发展。

（4）政策法规与标准规范：随着新技术的引入，相关的政策法规和标准规范需要跟进和完善，以应对新挑战和问题，包括规定数据隐私保护的法律，交通安全规定以及设备互操作性的标准等。

（5）协同运行和自主决策能力：高速公路的各个业务和系统之间缺乏有效的联动和协作，高速公路的运行和管理还主要依赖人工经验和判断，缺乏智能化的支撑和辅助，难以实现高效、优化、精准的管控[11]。

2 智慧高速的未来趋势

尽管面临挑战，但中国智慧高速的发展前景依然广阔。预计未来将有以下几个发展趋势：

（1）融合发展：智慧高速将与新基建、数字经济、智能制造等领域深度融合，推动交通运输行业的数字化转型。

（2）技术创新：随着5G、物联网、人工智能等技术的不断创新和应用，智慧高速的智能化程度将不断提升。

（3）绿色发展：智慧高速将更加注重环保和可持续发展，例如通过智能调度减少空驶和拥堵，降低能源消耗。

（4）社会共建：智慧高速的建设将更加注重社会参与和共建，提升公众的获得感和参与感。

3 四川智慧高速发展路径

近年来，四川围绕中心任务，聚焦问题瓶颈，始终保持智慧高速技术持续迭代更新，全力打造标准化、造价低、轻量化、“加量不加价”的智慧高速公路，努力探索一条可复制、可推广的新路径。

智慧高速第一阶段，针对监控应用难、人员操作难、平台接入难、运营联动难等问题，在成都第一绕城高速开展以“视频感知”为主的技术方式进行探索应用。通过打造自主可控统一BS 架构流媒体平台将孤岛变兼容，融合高效的深度算法，对视频事件进行快速分析和识别变被动为主动，利用人工智能技术，实现事件的发现和上报全流程自动化和智能化变人工为自动。实现成都第一绕城高速春运期间拥堵指数下降10%和五一期间拥堵指数下降34.1%。

智慧高速第二阶段，针对感知能力低、协同效能低、治理效率低、服务水平低等问题，在成都第二绕城高速完成以视频为主、雷达为辅的“视雷融合”技术方式的试点应用。使用原创自主可控的毫米波雷达实现全天候精准感知覆盖，利用全息感知能力实现事件时自动分析预警、协同联动，结合自动预警和精准定位能力实现及时救援保障。形成大量创新型的软硬件产品落地。

智慧高速第三阶段，针对不能精准看、不能精确诊、不能精细管、不能精心优等问题，在成都至宜宾高速全线157km 开展以雷达为主、视频为辅的“雷视融合”创新技术进行工程化应用。应用数字孪生技术实现高精度动态导航，提供超视距的事件预警服务。复用路侧毫米波雷达对高速公路沿线边桥隧进行亚毫米级实时监测。打造全天候通行、伴随式出行体验，实现高速公路车道级管控业务全覆盖。研发出车道级高精度定位软件——知易行、边桥隧7×24h 实时监测平台——地灾监测与预警系统。

智慧高速第四阶段，针对非全要素感、非全时段供、非全场景算、非全天候服等问题，开展聚焦以“雷达感知”为核心的技术攻关，从交通状态监测、车辆实时轨迹监测、沿线工程结构风险监测、隧道抗干扰监测等高速公路运行全场景出发，打造高可信的产品。通过这些产品构建解决方案矩阵，组建高可控的生态圈。并基于多款高精准、高稳定、低时延的感知设备，支撑更精细化的全天候高可控的通行服务。打造智慧高速“元宇宙”，助力加快建设交通强国。

以基于场景、面向车路协同的智慧交通核心技术为主攻方向，联合知名科技企业和科研院所，组建“联合创新军团”，致力于高精动态定位、厘米级车道导航、高性能毫秒级雷达、LTE—V2X 车路协同等关键技术的研发应用，已研发形成智慧交通毫米波雷达、边坡监测毫米波雷达、新型智能车载ETC设备等11 项硬件产品和全息瞳、数字平行世界、知易行等20余款软件产品。其中，成宜智慧高速车辆全程跟踪量达99%、车辆实时轨迹连续性达95%，能够全面、准确、实时掌握路段运行状况。交通事件自动检测准确度达95%，出勤到达现场时间平均缩短到15 分钟，大幅度提升事件现场处置效率。

4 结语

总的来说，中国智慧高速的发展既有机遇也有挑战，但无疑代表着交通运输行业的未来方向。通过不断地研究和实践，四川智慧高速以标准化、普适化的“智慧高速方案”加速推动全国各地区智慧高速公路建设，共同“震动”全球智慧公路行业，为全世界提供“中国方案”。同时积极探索城市道路、国省干道、智能轨道等场景的示范应用，全力助推智慧公路等交通运输行业向智慧化、数字化、智能化迈进，为加快建设交通强国、构建现代化交通产业体系贡献更多力量。