2024世界交通运输大会 投稿须知     典型人物
展望未来,泰克智慧公路的实践探索(图)
作者:中咨泰克交通工程集团有限公司 谭小刚 来源:中国公路网 时间:2023-12-14

2019年中共中央、国务院印发《交通强国建设纲要》、交通运输部也相继出台多项政策,旨在推动智慧交通、智慧技术的发展应用,为行业发展指明方向,共推高质量发展。

据不完全统计,截至目前,全国约20个省份开展了60余条智慧公路的建设,其中包括专项智慧大桥、旅游公路等智慧化建设。可以看出,大家对于高速公路智慧化数字化的需求还是非常强烈的。

在智慧公路建设的浪潮中,中咨泰克也在不断的探索创新和实践,参与了多种类型道路的智慧交通建设。其中新建智慧公路有北京新机场高速、延崇高速、京雄高速、山东潍青连接线智慧高速、贵安复线智慧高速,海南智慧旅游公路等;已建公路智慧化提升的有一号公路,北京高级别自动驾驶,浙江德清智慧化路侧设施,山东京台等;同时承担了多项代部代厅审查工作,包括河南机西智慧高速、江西昌九智慧高速、河北京雄高速、深圳机荷和四川川九公路等。

通过上述项目,总结出了有效实用的可落地、可应用的智慧公路场景。

北京—延崇高速北京段

延崇高速是第一批智慧公路试点项目,主要探索基础设施的全要素感知和数字化建设、智慧服务区建设、车路协同和自动驾驶示范应用建设。对于车路协同来说,是最早完成系统建设并成功测试的高速公路。

ef68c173239cd1fcd37a3e291ff915c.png

 北京京雄高速北京段

京雄高速北京段是交通运输部新一代国家交通控制网和智慧公路的试点项目,同时也是北京推动5G车联网的重点示范项目。在设计的过程中,深度结合其桥梁比高的特点以及特殊的试点地位,将最内侧两条车道作为智慧专用车道,在路上实现以通勤车辆为主的车路协同,为自动驾驶创造条件。

 7dd5e79075e08da06b63123e117e814.png

山东京台高速(山东省智慧高速示范项目)

京台高速作为山东省智慧高速的示范项目,实现了全路段感知、全过程管控、全天候通行。本项目不仅建设了20公里自动驾驶实验路段,成为全国首个开放式的支持车路协同自动驾驶实验路段,同时针对行车用户提供了丰富的ETC应用场景和个性化的出行服务。

 2ce2250c92c4367da57336b0b56615d.png

贵州贵安复线智慧高速(交通强国示范项目)

贵州的贵安复线是贵州省交通强国试点项目,该项目的智慧化亮点在于建立了基于“BIM+GIS的大数据省级云平台,路段建设了全息感知、车路协同、智慧服务区等,旨在通过BIM技术贯穿建管养运全生命周期,统一管理后续建设的智慧公路。

 761fd144bd7f3f76552eaaaf2a3f4bd.png

海南海南环岛旅游公路

海南环岛旅游公路兼具交通和旅游的双重功能,是促进交通与旅游融合发展的重要载体。通过融入“旅游+公路+人文+智慧”的新理念,利用云计算、人工智能、大数据、5G等新技术,打造智能监测、信息服务、车路协同、交通治理等场景,为游客营造安全、快捷、舒适、智能的旅游交通服务。

 c649a3fb47e8e849a0e5e3433c9dd92.png

江苏太湖隧道

2021年年底通车的太湖隧道是国内最长、最宽的湖底隧道,也是交通运输部首批立项的科技示范工程,打造了智能监管全要素,安全保障全天候、出行服务全方位,运维救援全过程、绿色低碳全周期的“五全”场景,为隧道的安全运营提供了有力保障。

展示的是车联网先导应用环境构建及场景测试验证平台建设项目,又称“1号公路,是工业和信息化部和交通运输部依托京沪高速开展的车路协同的测试验证,也是我国首条跨多省市的车路协同高速公路。

 0b0110d729fcfee85b5aa949402a0cc.png

该项目主要特点有以下4个特点:一是处于国际领先,将建设成为全世界第一条连接国际化城市间的交通干线车路协同示范路;二是完成规模验证,将对产业界、学术界在车路协同领域上多年积累的成果进行集中展示和大规模验证;三是模式探索,将形成一批国际领先的技术、产品、标准、运营模式、管理机制;四是形成产业带动,将带动车路协同产学研一体化发展,促进车路协同相关产业及生态成熟。

 8b4df4320c6d34c03f541b34ca6f0b6.png

通过对全国多个智慧公路建设进行调研,并结合中咨泰克的智慧公路方面的实践,不难看出,各省市智慧公路建设方向方面,重点围绕“建、管、养、运、服”等方面开展实践探索。实践的方向大致可分为基础设施数字化,车路协同创新应用、ETC预交易、北斗高精度定位应用、服务区智慧管理、基于“GIS+BIM的可视化管理、基于大数据路网综合管理与服务等方面。

智慧公路实践总结

目前,对行业内智慧公路没有明确、统一的定义,但是经过越来越多的实践,对于智慧公路的认知也越来越趋向于具体打造“人、车、路、环境”的深度融合,实施“建、管、养、运、服”的全过程数字化管理体系。

当前,智慧公路建设仍是一项极具复杂性工程,能力和外延还处在不断的演化中。智慧公路能带来哪些真正实实在在的收益显然成为用户的“关注点”。

那么,从业者在智慧公路的建设过程又该如何中发力呢?在实现全面智慧公路前,要充分调研现有公路面临的痛点,以问题为导向,清楚认知高速公路需求。智慧公路绝非简单场景的堆砌,而是要承担路段运营、行业管理、行业发展以及产业带动的重大责任。

随着高速公路路网体系的不断建设和完善,高速公路建设与管理本身也面临着一些问题,比如道路资产管理手段匮乏、感知力量薄弱、管控手段不足、服务能力单一等。对于公路核心价值,从建设运营养护整个过程中充分论证,实现能发挥实际作用的场景应用。

要建设智慧公路就要从本质需求出发,那么如何去响应强国战略和适应新的趋势发展?以下几点需求是今后可以主攻探索的方向。

首先智慧公路的建设绝非单方或一方企业单位能够完成的,打通智慧公路上下游产业链条,建立良好的合作机制,共同通力合作才能建设真正的智慧公路。

智慧高速的建设也要顺应技术变革时代浪潮发展的需要,将5G、大数据、人工智能等新技术引入智慧公路的建设、管理、运营中;其次是实现降本增效、安全运营的需求;智慧公路的建设也离不开拉动区域经济带动、产业升级为导向的需求;还有达到自主可控的智慧建设需求,最终通过大家的努力共同打造交通强国 “一流设施、一流技术、一流管理、一流服务”的目标。

回到专业领域上来说,从智慧公路建设思路出发,还是需要以运营管理、行业管理、对外服务为主线,重点围绕“安全、便捷、高效、绿色、创新”5个要素,构建智慧交通体系,实现道路的“可视、可测、可控和可服务”的高质量发展,全面提升高速公路通行的安全性、便捷性和百姓出行的体验感。

 c8f49b4d3097a88d892a4c942a76e30.png

构建智慧公路体系,应搭建基础设施数字化、运营管理与公众服务智能化、车路协同一体化等典型应用场景。

在基础设施数字化方面,应推动基于BIM+GIS的既有设施数字化改造升级工程,完善设施数字化感知系统,构建设施、设备信息交互网络。

对于运营管理智能化,要打造综合交通运输“数据大脑”与数据体系,构建道路建设、养护、监测、调度、管控、应急、服务于一体的智慧平台,数据赋能建、管、养、运、服全链条。

对于公众服务的智能化,应重点考虑提升道路使用者的体验感,通过智能设施减少道路封路的时间,提高信息诱导的及时性和准确性,融合通信、导航、广播App等多种信息触达方式,来提升道路服务水平。

车路协同作为智慧公路的重要应用场景,多个省份都在进行试点。目前车路协同技术路线可以分为ETC车路协同以及LTE-V车路协同两种。

ETC车路协同主要挖掘2.2亿ETC客户潜力,充分复用全网ETC门架资源,首先以安全预警作为突破口实现车路协同,可从根本上解决目前车载终端少、渗透率低的问题,未来可在ETC车路协同技术基础上尝试探索自由流收费场景;LTE-V是目前工信部等部委主推的技术路线,支持向5G-V平滑演进,主要基于5.9G Hz频段实现车—路通信,通过5G技术实现车—云通信,打造车路协同安全预警、货车编队行驶、自动驾驶等创新场景。

 71bec955c25b81ab5e7b77136160435.png

受制于技术体系模式等多种因素,理想的智慧公路还没有实现,并且还有很长的路要走,这就需要探讨实践和产业协同的问题。下一步应推动高速公司、政府、重点企业、车企等全产业链汇集在一起,共同参与,同步推进,满足各方需求,从而达成任务目标;此外,还可将成果进行转化,引领其他交通细分领域的建设。

总体来说,近年来智慧公路的建设为后续智慧公路的建设提供了经验和启示。智慧公路的建设需求强烈,核心问题是增安全,提效率,保运营,重服务,将智慧公路与产业发展相结合打通上下游全产业链,承担区域经济发展产业带动功能。

目前,国内智慧公路尚处于探索阶段,智慧公路的建设多以局部、片状为主,互相割裂,缺少跨省跨区域示范,分省分路段建设呈现 “散装”智慧公路局面。智慧公路需充分结合项目的特点,瞄准定位解决道路乃至行业痛点进行建设,构建具有“中国特色”的智慧公路建设方案。

智慧公路发展展望

近几年,随着国家各部委及各省相关政策的不断推进,智慧公路的建设和发展也确实取得了一些成果,行业对智慧公路建设取得的成果还是普遍认可的。但是也要承认,最近两年智慧公路建设方面略显乏力,不仅仅是因为疫情的原因,更多是因为各地主管部门开始对智慧公路进行反思,不再一味追求智慧里程,更多着眼于智慧质量和运营效果。

中咨泰克通过对各省市智慧公路进行调研,发现目前在智慧公路规划、投资建设、运营管理等各方面还需要进一步探索。

首先,行业标准尚需统一。目前智慧公路的建设缺少行业建设标准及指南,智慧公路呈现“散装”状态发展,缺少一套标准化智慧公路体系指引。

其次,运营模式尚需明确。整体运营模式需进一步探索,如商业模式、管理模式都需要探索;相关技术的社会经济效益有待进一步明确,比如车路协同技术产生的社会效益、经济效益。只有探索可持续发展与示范推广的智慧高速运营模式,才能保证智慧公路健康、良性的发展。

第三,跨行业管理尚需协同。智慧公路有别于传统公路,涉及不同单位、不同部门的管理。目前,智慧公路运营体系与现行体系、管理规定不匹配,跨行业管理还需要进一步协同;此外,还存在智慧公路分析检测结果跨行业不互认的问题。

比如高速公路气象监测站检测到的能见度气象信息,气象部门、交警部门并不一定认同,这直接导致交警与部门高速管理部门对交通管控道路运营采取不同的措施,同时智慧公路管控平台基于道路感知数据仿真算法提出的车道级管控措施,如何与交警部门进行协同等问题。

上述这些问题的核心诉求就是智慧公路新技术、新场景新应用需要一套新的、适应时代发展的运营体系,需探索建立运转流畅、机制灵活的一路多方协同管控机制。

第四,规划投资模式尚需探索。智慧化提升投资大,多数省份都在观望,或只在养护项目中立项实施;在智慧公路的建设中也需要进一步探索,如PPP模式,政府购买服务等投资模式的可行性。

除了标准体系、运营模式、规划投资模式等问题,智慧公路还面临着群众体验感不强、已建道路还需智慧升级、基础设施数字化还需提升等问题。目前智慧公路部署了大量监测设备,在一定程度上实现了基础设施数字化,但是对于监测数据的利用还需要进一步挖掘,BIM等智慧化手段的应用还存在不足。

最后,智慧公路设计与施工新模式还需探索。如果设计与施工界面割裂,设计方案与现场施工无法深度有机融合,则无法应对新技术、新业务;在智慧公路新业务、新业务的建设模式下,设计与施工新模式还需探索。

十点建议:

首先是建议由各部委以及行业管理部门牵头,联合各行业中坚力量,制定行业指导文件和标准规范。研究完善行业标准,明确智慧公路的智慧程度的分级分类,完善智慧公路建设的重点内容,因地制宜;加强设备、技术、数据等多维度的标准化和规范化,推动技术落地以及成果转化;研究明确与传统公路机电系统的关系以及构建统一的总体框架;研究完善智慧公路定额、建设,验收评估等标准和细则。

第二,加强顶层设计,统筹规划。制定分阶段的建设目标和发展的路线;对京港澳、大广等国家骨干路网全线统筹推进智慧公路建设,避免建设标准不一导致的管理和服务连续性的问题;建立跨区域、跨省份的智慧公路协调建设、协同管理的长效机制。

第三,探索适应技术、适应场景、适应时代的智慧公路运营管理体系。探索建立运转流畅,机制灵活的一路多方协同管控机制;打通交通与交警气象等部门业务对接渠道,完善交通保障机制。

第四,优化升级智慧专项立项模式。由国家、部委、行业管理部门探索运营高速智慧化提升纳入公路改扩建项目审批范畴或单独立项的可行性。

第五点,建立可持续发展的建设模式。在产业规划和发展路线框架下,探索拓展新的商业模式、经营模式;加快重大科技项目对成果的支撑力度,并实现价值成果的规模化发展。

第六,投资与效益的平衡。目前智慧公路的投资额一直居不下,因此要加快新技术、新装备应用落地以及市场化;降低智慧公路建设成本,提升新技术、新场景对道路业主带来的效益。

第七,加强公众体验,提高公众的获得感。通过与互联网深度融合的方式,降低公众服务的获得门槛,增加公众服务的触达途径;保证公众服务的连续性,提升公众服务的体验感。

第八,推动已建道路专项智慧化提升。提升安全通行能力、提升通行运行效率、打造多种经营模式、降低管理投入成本、减少物理改扩建工程等方面入手,推动目前已建成的16.9万公里公路的专项化智慧化提升。

第九,深入BIM在基础设施数字化云控平台中的应用。如数字勘察、正向设计、工程管理、机电运维,数字孪生等应用,推动BIM在行业中的发展。

第十,在新浪潮的背景下,实现智慧公路设计施工一体化发展,重视科技研发和生态圈的建立,为行业提供更专业更现实的解决方案。

在智慧公路建设的探索、实践的过程中,我们经历过迷茫、发展和思考。对于未来智慧公路的发展,希望国家能继续加强政策性的引导,制定标准规范,明确建设方向和建设内容,分享各地各项目的建设经验成果;行业内部明确职能分工,寻求利益增长点;各专业部门能够建立专门的标准规范规定体系,进行设计、施工、验收的全过程统筹指导,各方共同努力,让智慧公路能承担起交通强国的时代重任,促进行业融合产业发展。

特约稿件,不代表本网观点。

【编辑: 任 燕】

欢迎关注中国公路、中国高速公路微信公众号

中国公路

中国高速公路