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智慧公路引领时代变革?

何谓智慧公路?其优势、亮点有哪些?如何建设智慧公路,建设到什么程度才算智慧?目前有哪些智慧公路已经开建?九省(市)作为试点,可窥见未来行业智慧交通发展的哪些趋势?……

作者:佚名来源:智能交通技术|2018-08-10 09:09

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今年2月份,交通运输部发布了《关 于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》(以下简称“通知”),决定在北京、河北、吉林、江苏、浙江、福建、江西、河南、广东九省(市),加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点。

何谓智慧公路?其优势、亮点有哪些?如何建设智慧公路,建设到什么程度才算智慧?目前有哪些智慧公路已经开建?九省(市)作为试点,可窥见未来行业智慧交通发展的哪些趋势?……

智慧公路引领时代变革?

智慧出行 “牛皮鞋”还需智慧路

说起智慧公路,我们可以先看这样一个笑话:古时候有一位生活奢侈的国王,他觉得赤脚走在道路上很痛苦,下令要在宫殿内外铺满牛皮地毯,好方便他四处巡视。但这样做需要花费很多钱,让大臣们非常苦恼。一位大臣灵机一动,剪了两片牛皮贴在国王脚下,巧妙解决了这个问题,还顺便发明了鞋子。

同样的道理可以应用在自动驾驶和智慧公路上。自动驾驶的终极目的是让人们更快、更方便的到达目的地,把全国的公路都做成自动传送式的履带自然是一种理想的方式,但这样的成本是不可想象的。于是我们有了牛皮鞋——自动驾驶汽车。

但理想加入AI 技术的智慧物联网的驾驶方式是,每一辆汽车之间都有车辆网装置,了解对方下一步行动是什么,减少出现剐蹭的出现。交通标志、信号灯、过路等设施都通过信号发送实现自动化运行。道路甚至可以通过改变温度、形态来对应天气变化……这一切光靠自动驾驶汽车是实现不了的。

在交通运输部公路科学研究院北京交科设计院教授级高级工程师盛刚看来,智慧高速公路的特征是与云计算、大数据和物联网、人工智能等新一代互联网技术融合,实现对高速公路透彻全面、实时准确的感知,掌握每段路、每辆车和每个结构物的现状并精准预测发展趋势;这些感知到的数据要通过稳定、大带宽高速公路通信专网进行传输。

简言之,这将是交通行业与人工智能、新能源产业深度融合的“黑科技”,它可以实现诸多功能:

  • ——智慧公路两侧,将架设5G 通信技术设备,提供极低延时宽带无线通信。开车用WiFi再也不是梦。
  • ——路面光伏发电和移动式的无线充电。公路就是一个大的充电器,电动车可以一边跑一边充电。
  • ——公路、桥梁、隧道可以自己感知、分析安全状态,并发出预警。也就是说,再也不会出现那种车开着开着,前面桥梁突然塌了的事情。
  • ——实行大数据和智能管理。比如,可以根据车辆特征识别完成移动支付。也就是说,开一公里路就会自动收一公里的钱,不需要再建收费站。
  • ——实现利用大数据平台和网络完成道路上各事物的监测和通信。

在此基础上,在整个交通运输领域构建充分利用物联网、空间感知、云计算、移动互联网等新一代信息技术,综合运用交通科学、系统方法、人工智能、知识挖掘等理论与工具的智慧交通体系。以全面感知、深度融合、主动服务、科学决策为目标,通过建设实时的动态信息服务体系,深度挖掘交通运输相关数据,形成问题分析模型,实现行业资源配置优化能力、公共决策能力、行业管理能力、公众服务能力的提升,推动交通运输更安全、更高效、更便捷、更经济、更环保、更舒适的运行和发展,带动交通运输相关产业转型、升级。

那么,怎么建设智慧公路,建设到什么程度才算智慧?

在《通知》中,为推动新一代国家交通控制网及智慧公路试点有序开展,防止试点同质化、碎片化,交通运输部列出了试点主题,指出重点但不限于基础设施数字化、路运一体化、车路协同、路网综合管理六个方向。

如果将“智慧公路”比作一个人,大脑相当于云计算与大数据服务平台,小脑相当于是交通协同控制系统,肢体就是行动系统,神经网络是通信传输系统等,那么和人一样,智慧高速公路的“智慧”也应该是一个不断进化的过程。

广东省高速公路监控中心副主任梁华表示,城市智慧公路的建设,差距很大,格局还不够高,认识还不到位。“实际上,我们离智慧公路还有很大的差距,大脑在发育,小脑不够发达,感官还有缺失,肢体有待健全,神经网络需要完善。”

目前,行业交互平台与运营平台共约三十七家。平台必须具有用户管理和订购管理和独立的计费系统,而目前的很多平台尚没有完善支撑,如果使用其数据,实际上难度很大。大数据并不等于大量数据,如一些车流量审计,城市车辆的流向图等。实际上,大数据的最大价值在于实时的洞察和预测。

公路如何智慧起来?

据悉,几年前国内外关于智慧公路就已经有所设想,但由于投资巨大、涉及国家级基础设施,普通的企业和厂商很难单纯依靠自己的力量推进智慧公路。

2017 年9 月,江西的宁都至定南高速公路智慧高速项目投入试运行,这条智慧高速的特点可以被总结为“智行”和“智感”。

“智行”即在车辆行驶的过程中加入更多智慧、互联的元素,如服务区覆盖免费Wi-Fi,建立平台运营软件,让驾驶者可以通过自助服务终端查询路况。同时结合北斗卫星的定位技术,整合手机定位报警、路况预判、分流预案等等。“智感”则是在道路中加入更多传感器,通过对数据的监测来方便出行、保障安全。

举个例子,货运车辆常常被视为高速路上的危险因素,因其负重较重,横跨地域有温差,易造成胎压不稳定,出现爆胎的情况。江西的智慧公路在高边坡、隧道及雾区等特殊路段布设监测系统,对车流情况和经过货车的速度、胎压、胎温、车厢温度情况进行实时监测,以减少类似情况的发生。

当然,和理想中的智能公路相比,江西的这条公路还属于非常非常初级的Beta 版本。在智能公路的公认定义中,除了智行和智感,还需要“智控”和“智决”。即把道路的管控建立在车流、天气等因素的数据之上,结合机器学习形成自动决策。如在恶劣天气时自动变化速度限制,根据往期节日车流量信息在节日开始前就向车主发送躲避拥堵信息,随着情况变化加入潮汐车道、启用应急车道等等。

3 个多月后,山东济南国内首段光伏高速公路南绕城高速正式通车。这条太阳能公路里程长、造价低、实用性强,设计荷载采用现行国家公路标准,且设计使用寿命、路用性能各项指标均高于现有沥青混凝土路面,可以说是集梦想与现实于一体的一段高科技公路。

铺设了光伏路面的济南南绕城高速

据了解,这段光伏高速公路可满足太阳能发电、公路变成“充电宝、融化路面积雪等功能。”“太阳能公路”的秘密武器在于高速公路最上面一层铺设了类似毛玻璃的半透明新型材料,摩擦系数较高。阳光穿过时,路面下的太阳能电池将把光能转换成电能。而在路面下预留了电磁感应线圈,随着电动汽车无线技术的配套使用,可实现电动汽车在行驶过程中充电。同时,“太阳能公路”还能将光能转化为热能,消去道路冰雪,保障出行安全。

而浙江省也已经开始建设全国首条“超级高速公路”,预计2022 年杭州亚运会前通车。

这条超级高速公路——杭绍甬高速公路全长为161 公里,采用双向六车道高速公路标准,项目总投资约96.9 亿元。杭甬高速复线宁波段一期将在年内开工。据悉,该公路将具备智能、快速、绿色、安全的四大要素。

智能方面,杭绍甬高速公路将构建大数据驱动的智慧云控平台,通过智能系统、车辆管控,有效提升高速公路运行速度;快速方面,中国高速公路目前最高限速在120 公里/ 小时,而超级高速公路的最高限速将突破120,达到130、140 脉,甚至更多;绿色方面,与济南南绕城高速类似,杭绍甬高速期望通过太阳能发电、路面光伏发电,为电动车提供充电服务。后期还可实现“移动式无线充电”,电动车主可以“边开车边充电”;安全方面,超级高速公路未来将寄托高精定位、车路协同、无人驾驶等综合接入系统,实现零死亡。

九省(市)共发力 “领路”智慧交通发展

按《通知》要求,北京等九省(市)将作为加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点,实际上,这并不是将不同的饼子放进同一个车路协同 模具,而是行业布局智慧交通发展的规模式尝试。

据悉,北京、河北、河南、浙江将重点应用三维可测实景技术、高精度地图等,实现公路设施数字化采集、管理与应用,构建公路设施资产动态管理系统;选取桥梁、隧道、边坡等,建设基础设施智能监测传感网,实现交通基础设施安全状态综合感知、分析及预警功能。

北京、河北、广东重点基于高速公路路侧系统智能化升级和营运车辆路运一体化协同,利用5G 或者拓展应用5.8GHz 专用短程通信技术,提供极低延时宽带无线通信,探索路侧智能基站系统应用,选取有代表性的高速公路,以及北京冬奥会、雄安新区项目,开展车路信息交互、风险监测及预警、交通流监测分析等。

江西、河北、广东重点建设北斗高精度基础设施,实现北斗信号在示范路段( 含隧道) 的全覆盖,在灾害频发路段实施长期可靠的监测与预警;探索开展基于北斗高精度定位的高速公路通行费收费应用研究,强化技术储备。构建基于北斗的高速公路应急救援一体化管理系统,实现车辆人员的迅速定位与救援力量的动态调度和区域协同。

福建、河南、浙江、江西构建基于大数据的高速公路运营与服务智能化管理决策平台,应用在区域路网综合信息采集、运营调度、收费、资产运维养护、公众信息服务、应急指挥。

利用无人机等移动手段,提高运行监测和应急反应能力。利用新媒体、公众信息报告等渠道,实现互动式现场信息采集。开展智能养护、路政和路网事件巡查智能终端示范,融合互联网数据和行业相关数据开展路网运行监测系统建设。

吉林、广东利用“互联网+”技术,探索基于车辆特征识别的不停车移动支付技术。开展基于移动互联网的服务区停车位和充电设施引导、预约等增值服务。探索开展高速公路动态充电示范,实现新能源汽车动/ 静态充电。开展低温条件下精准气象感知及预测,以及车路协同安全辅助服务等。

江苏、浙江则先行研究推进建设面向城市公共交通及复杂交通环境的安全辅助驾驶、车路协同等技术应用的封闭测试区和开放测试区,形成新一代国家交通控制网实体原型系统和应用示范基地。

目前,江苏正在打造无锡342 省道智慧公路示范项目。具备高度感知能力的智慧公路,可利用机器视觉、北斗、物联网等最新感知监测技术,对公路主体、结构物、沿线设施感知。

以前,路是个通道,仅限于满足普通通行,而将来道路是数字化设施,将会夜以继日工作,自动采集数据。

“北斗等技术不只是感知路面环境,还要感知车流量,路口有无车辆、动物和行人。道路上的相关信息都会被及时抓取,迅速反馈。”江苏省交通运输厅公路局信息科副科长殷浩说,这些技术看似新鲜,其实只是把许多成熟的前沿技术应用到道路上。

中设设计集团副总工程师王维锋介绍,“北斗等技术还会让以往“沉睡”的交通标志、安全护拦自动‘报伤’。我们通过智能传感技术探测标志信息和安全护栏受损信息,并实时发送给管理平台,有助于提升交通设施监测预警与快速养护水平。”

随着公路的信息化、汽车自动驾驶技术等交通领域的变革,智慧交通渐行渐近。

或许在不久的未来,公路会被“赋予生命”,时刻感知着路上行驶的车辆、外部的温度和风向,甚至可以预知每一个路口的车流量和每一辆车的转向制动。车辆监控也不再依赖于效果有限的摄像头,整条道路就是巨大的监控体系。交通事故的概率大大下降,人们浪费在堵车上的时间也将越来越短。

这就是技术的魅力所在,它诞生于一小部分人的大脑中,却改变了属于多数人的世界。

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【责任编辑:未丽燕 TEL:(010)68476606】

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