近年來(lái)，國家明確提出“以新發(fā)展理念為引領(lǐng)、以技術(shù)創(chuàng )新為驅動(dòng)、以信息網(wǎng)絡(luò )為基礎，面向高質(zhì)量發(fā)展的需要，打造產(chǎn)業(yè)的升級、融合、創(chuàng )新的基礎設施體系”。

　　本期，我們分享華為企業(yè)BG全球交通業(yè)務(wù)部綜合交通解決方案資深架構師費吉祥的署名文章《智慧高速的探索之路》。

　　當前，國家高速公路網(wǎng)主骨架已基本形成，行業(yè)發(fā)展重心由建管為主轉向建管養運服并重，隨著(zhù)汽車(chē)保有量每年年復合增長(cháng)率接近12%，人民生活水平不斷提高，交通出行者對時(shí)效性的追求越來(lái)越高，車(chē)輛對路的要求越來(lái)越高，技術(shù)的發(fā)展越來(lái)越快，但高速公路還存在收費效率不高，高速收費站在重大節假日時(shí)依舊塞車(chē)，高速公路時(shí)常出現惡性交通事故，危運車(chē)頻繁違規造成路損和交通事故等現象，表明我們離智慧高速的目標還有一定的距離，因此高速公路還迫切需要進(jìn)一步的智慧化，如何統籌協(xié)調高速公路“人、車(chē)、路、環(huán)境”各要素，加快推進(jìn)新基建時(shí)代智慧高速建設，提升管理服務(wù)能力，實(shí)現“4個(gè)交通”（綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通）的發(fā)展目標，成為了行業(yè)的重要課題。

　　高速公路由電子信息化跨入數字化時(shí)代，以ETC自由流收費為起始，未來(lái)高速公路向智慧高速不斷演進(jìn)。數字化是智慧高速的基礎，主要重點(diǎn)在路網(wǎng)的感知+認知，在感知認知的基礎上，逐步構筑智慧路網(wǎng)，最終實(shí)現人車(chē)路互信協(xié)同。

　　

　　高速公路的演進(jìn)路線(xiàn)圖

　　圍繞“全路網(wǎng)感知、全方位服務(wù)、全天候通行、全過(guò)程管控、全數字運營(yíng)”的建設總目標，不斷提升高速公路的安全、效率、服務(wù)及管理水平，助力智慧高速的數字化轉型升級。

　　進(jìn)一步打造出行安全保障體系，實(shí)現高速公路快速安全通行，遠期依托基礎設施數字化、路運一體化車(chē)路協(xié)同、北斗高精度定位綜合應用、基于大數據的路網(wǎng)綜合管理、“互聯(lián)網(wǎng)+”路網(wǎng)綜合服務(wù)、新一代國家交通控制網(wǎng)，實(shí)現全天候安全通行以及無(wú)嚴重安全事故的美好愿景。

　　實(shí)現ETC收費設備的全覆蓋，構建大數據驅動(dòng)的智慧云控平臺，通過(guò)智能系統、車(chē)輛管控等手段，有效提高高速公路的運行效率，將車(chē)輛平均的運行速度提升20~30%。

　　打造融合高效的智慧交通基礎設施，在新能源新材料行業(yè)應用上，鼓勵在高速公路服務(wù)區、邊坡等公路沿線(xiàn)合理布局光伏發(fā)電設施，與市電等并網(wǎng)供電。

　　借助新技術(shù)，構建人車(chē)路協(xié)同綜合感知體系以及路網(wǎng)綜合運行監測與預警系統，全面實(shí)現自由流收費，未來(lái)還可通過(guò)構建車(chē)聯(lián)網(wǎng)系統，全面支持自動(dòng)駕駛。

　　未來(lái)十年，中國智慧高速公路的建設在新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)等方面將面臨以下挑戰：

　　（1）感知內容少、智能化程度低。

　　智慧高速的轉型升級離不開(kāi)數據，當前感知設施布設范圍覆蓋不足，檢測手段智能化程度低，數據感知有待進(jìn)一步完善。

　　（2）數據共享不充分、分析能力弱。

　　高速公路數據分析主要還是依靠車(chē)檢器及視頻采集的數據，缺乏其他方式采集的結構化數據，也缺少收費等數據的融合，對實(shí)時(shí)數據的分析處理能力較弱。

　　（3）業(yè)務(wù)不聯(lián)動(dòng)，協(xié)同不密切。

　　高速公路各路段運行的業(yè)務(wù)與養護業(yè)務(wù)之間缺少聯(lián)動(dòng)，同一業(yè)務(wù)跨路段、跨路網(wǎng)的協(xié)同不密切，聯(lián)合調度指揮能力弱。

　　（4）預測能力差、輔助水平低。

　　因缺乏數據支撐，導致系統預測能力差，無(wú)法為人工決策提供有效的輔助，決策水平主要取決于指揮人員的經(jīng)驗。

　　（5）感知手段少、響應速度慢。

　　感知手段不全面，智能化程度低，導致事件發(fā)生后無(wú)法第一時(shí)間掌握現場(chǎng)狀況，無(wú)法快速生成應急指令，從而降低了響應速度和指揮效率。

　　（6）問(wèn)題溯源能力差、管控水平弱。

　　因缺乏全面感知的數據，無(wú)法對事件發(fā)生的根本原因通過(guò)仿真等方式展開(kāi)溯源，無(wú)法確定問(wèn)題癥結，導致無(wú)法實(shí)現精準化管控。

　　（7）未真正形成綜合管控網(wǎng)絡(luò )。

　　當前高速公路設備及系統的運維管控尚處于被動(dòng)模式，亟需一個(gè)綜合的管控網(wǎng)絡(luò )和運維平臺進(jìn)行統一、高效、自動(dòng)化的管理和服務(wù)。

　　此外，還存在著(zhù)網(wǎng)絡(luò )安全問(wèn)題突出、信息孤島化嚴重、標準規范有待加強、公眾服務(wù)質(zhì)量有待提高等問(wèn)題。

　　智慧高速是一場(chǎng)技術(shù)、發(fā)展模式及服務(wù)等全方位的變革，需要構建“數字化感知”“泛在聯(lián)接”“數字平臺”“智慧應用”的整體體系。在這場(chǎng)變革中，需要多方合力、共同創(chuàng )新最終達到最佳效果。

　　智慧高速的特征主要表現在6個(gè)方面：全面感知、智能分析、協(xié)同運行、自主決策、瞬時(shí)響應及精準管控。

　　具備對高速公路沿線(xiàn)設施、承載車(chē)輛、運行環(huán)境等進(jìn)行全面、智能、實(shí)時(shí)、準確的感知能力，能夠主動(dòng)感知異常情況，為后續自主決策、瞬時(shí)響應和精準管控提供數據支撐。

　　具備對各種感知手段獲取的群體信息與個(gè)體信息，歷史信息與實(shí)時(shí)信息等多源信息，在典型場(chǎng)景下進(jìn)行智能融合分析的能力，能夠有助于識別異常，并支撐后續的自主決策。

　　具備高速公路路段內不同業(yè)務(wù)之間，高速公路路段之間，高速公路與普通道路之間，高速公路與載運工具之間，高速公路與交通參與者之間，實(shí)現互聯(lián)與協(xié)同聯(lián)動(dòng)的能力，以助于提升管理效率和服務(wù)水平。

　　具備利用機器學(xué)習技術(shù)開(kāi)展高速公路異常事件自主學(xué)習的能力，可針對高速公路運行異常進(jìn)行實(shí)時(shí)運算，精準推測發(fā)展軌跡和結果，快速提出最優(yōu)行動(dòng)方案，以全面提升高速公路的決策水平。

　　具備實(shí)時(shí)感知應急事件的發(fā)生、迅速判斷應急事件的級別、瞬間生成詳細處置的預案、快速調動(dòng)應急處置資源的能力，以全面提升高速公路的應急處置水平。

　　具有高速公路全面的感知能力和路網(wǎng)異常運行的識別能力，具備主動(dòng)開(kāi)展路段級、車(chē)道級、特殊車(chē)輛精準化管控的能力，以全面提升高速公路的管控水平，保障高速公路安全、有序、暢通地運行。

　　華為智慧高速解決方案，以道路全要素數字化、網(wǎng)絡(luò )化、智能化為基礎，萬(wàn)物互聯(lián)；以數字平臺為核心，構建多業(yè)務(wù)場(chǎng)景解決方案，即通過(guò)1套全要素感知+1個(gè)高速大腦+N個(gè)智慧應用，實(shí)現高速公路的可視、可管、可控、可服務(wù)，提高其安全、效率及服務(wù)體驗。

　　華為智慧高速解決方案總體架構圖 全路網(wǎng)感知

　　路網(wǎng)的感知需要依賴(lài)大量的傳感器、車(chē)流量檢測器等采集設備。通過(guò)聯(lián)通物理世界和數字世界，讓數據、軟件和AI算法在云邊端自由流動(dòng)，推動(dòng)交通基礎設施的全方位感知及信息的實(shí)時(shí)交互。

　　通過(guò)5G等聯(lián)接技術(shù)，打造全覆蓋、低時(shí)延、高可靠、超寬、無(wú)損的網(wǎng)絡(luò )通信能力，以實(shí)現無(wú)縫覆蓋、萬(wàn)物互聯(lián)。

　　為了保障特殊情況的及時(shí)處理，及時(shí)恢復交通，避免采用封路這種極端手段，需要邊緣計算與邊緣智能技術(shù)做到以AI能力、應用為核心，縮短端到端的延時(shí)。華為解決方案中，將算力和AI能力下沉到邊緣側，縮短了業(yè)務(wù)處理的時(shí)延，同時(shí)，邊側對無(wú)用數據進(jìn)行剔除再進(jìn)行回傳，減少了對于帶寬的壓力，最終保障高速公路的全天候安全通行。

　　高速大腦是智慧高速建設中最核心的內容，是支撐全業(yè)務(wù)場(chǎng)景、全生命周期行業(yè)智能升級的引擎。智慧高速建設的智慧應用，本質(zhì)上要能夠將感知到的數據，打通孤島，打通傳統的煙囪式系統，對數據進(jìn)行統一匯聚、治理，通過(guò)深挖數據價(jià)值，盤(pán)活數字資產(chǎn)，使能智慧應用，最終實(shí)現智慧高速的一張圖。

　　通過(guò)與客戶(hù)和伙伴的協(xié)同創(chuàng )新，幫助交通客戶(hù)在業(yè)務(wù)上實(shí)現安全、效率、體驗的全面提升。從建、管、養、運、服的每個(gè)維度都能夠達到精準管控，最終體現在出行指標上：道路事故率下降、通行能力提升、道路擁堵率下降及運營(yíng)成本下降。
　　智慧高速公路的建設探索

　　智慧高速要實(shí)現數字化、信息化、智慧化，決定了智慧高速建設要有以下幾個(gè)方面內容：

　　對高速公路的基礎設施運行狀態(tài)進(jìn)行數字化表述，讓物能夠“說(shuō)話(huà)”（三維高精度地圖，路面橋梁隧道邊坡的運行狀態(tài)感知），提前進(jìn)行危險預警處置。

　　通過(guò)網(wǎng)絡(luò )將數字化的設施連接起來(lái)，實(shí)現數據交互，物和物之間能夠對話(huà)（實(shí)現路上的設施動(dòng)態(tài)管控，車(chē)輛提供個(gè)體的信息服務(wù)）。

　　在網(wǎng)絡(luò )傳輸的基礎上實(shí)現智能反應與調控（車(chē)路交互，基于大數據的路網(wǎng)整體協(xié)調控制）。

　　借助萬(wàn)物互聯(lián)，使高速公路能夠精準泛在感知，車(chē)輛全程受控，在人類(lèi)智慧的驅動(dòng)下優(yōu)化運行。

　　通過(guò)覆蓋F5G全光網(wǎng)絡(luò )實(shí)現天地一張網(wǎng)，構建人車(chē)路協(xié)同的綜合感知體系，依托高精度地圖及北斗高精度定位，以全面支持未來(lái)的自動(dòng)駕駛。

　　華為與北京首發(fā)集團等多方攜手打造的北京首條高科技、智慧型高速公路：京禮高速北京段，借助5G打造的創(chuàng )新場(chǎng)景化解決方案，可以更好地支持車(chē)路協(xié)同的自動(dòng)駕駛。2019年，曾在復雜的道路條件下，利用C-V2X蜂窩車(chē)聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、高精度地圖等先進(jìn)技術(shù)，進(jìn)行了大小車(chē)多類(lèi)型毫秒實(shí)驗的L4級自動(dòng)駕駛、車(chē)隊編隊全場(chǎng)景測試。

　　在湖南，華為攜手湖南高速集團進(jìn)行了在線(xiàn)收費稽核科技攻關(guān)，將路網(wǎng)運行車(chē)輛的計費流水、車(chē)輛牌識流水及車(chē)輛的全量特征進(jìn)行多維數據融合、人工智能算法的在線(xiàn)訓練，實(shí)現了秒級診斷分析和在線(xiàn)自動(dòng)預警響應，為湖南高速收費的健康運行保駕護航。

　　智慧高速作為交通運輸行業(yè)信息化、智能化發(fā)展程度最高的領(lǐng)域之一，將有力帶動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　智慧高速公路未來(lái)的發(fā)展趨勢是朝著(zhù)車(chē)路協(xié)同（LTE-V）自動(dòng)駕駛邁進(jìn)，實(shí)現人－車(chē)－路－環(huán)境的智能協(xié)同，科技賦能讓出行更美好更安全。

　　技術(shù)+業(yè)務(wù)雙輪驅動(dòng)，智慧高速已迎來(lái)了新時(shí)代，這對我們來(lái)說(shuō)既是挑戰，也是機遇！我們相信，在各位交通人的共同努力下，智慧高速將迎來(lái)一個(gè)美好的時(shí)代！