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我国智慧公路发展情况(中国工程院《智慧公路发展战略研究》项目组)

日期:2023-12-07 来源:中国交通智库

编者荐语:
     本文节选自《中国交通运输2022》,由中国工程院《智慧公路发展战略研究》项目组供稿。
近年来,国家非常重视智慧公路的政策引导。《交通强国建设纲要》明确提出“大力发展智慧交通;推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合;推进数据资源赋能交通发展,加速交通基础设施网、运输服务网、能源网与信息网络融合发展,构建泛在先进的交通信息基础设施”。《国家综合立体交通网规划纲要》提出“推进交通基础设施网与运输服务网、信息网、能源网融合发展”“推进智慧发展”。
行业层面,2016年《交通运输信息化“十三五”发展规划》提出“推进智慧公路示范应用,实现路网管理、车路协同和出行信息服务的智能化”。2018年《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》明确北京、河北、吉林、江苏、浙江、福建、江西、河南、广东等8省市为新一代国家交通控制网及智慧公路试点省市。2020年《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》提出“打造融合高效的智慧交通基础设施”,对智慧公路发展提出明确的要求;《交通运输部关于促进道路交通自动驾驶技术发展和应用的指导意见》明确了“加强自动驾驶技术研发、提升道路基础设施智能化水平、推动自动驾驶技术试点和示范应用、健全适应自动驾驶的支撑体系”等主要任务。2021《关于科技创新驱动加快建设交通强国的意见》提出“加强智能高铁、智慧公路、自动化码头、数字管网等新型装备设施研发应用和产业发展”;《“十四五”现代综合交通运输体系发展规划》提出“加快智能技术深度推广应用”,提出了智慧公路相关的数字化网联化升级工程;《数字交通“十四五”发展规划》提出“构建交通新型融合基础设施网络”,提出了智慧公路相关建设内容。
为推动智慧公路建设,各地纷纷出台智慧公路建设指南。2020年3月,浙江率先发布《智慧高速公路建设指南(暂行)》,列举了智慧高速公路的基本应用建设和创新应用建设领域,基本应用建设包括实时交通信息检测、多网融合通信、云控平台等,创新应用建设包括准全天候通行、货车编队行驶、全寿命周期智能养护等。2020年11月,江苏省发布《智慧高速公路建设技术指南》,提出了智慧高速公路在感知、服务、管理和支撑保障层面的具体方向,同时完善了智慧高速公路建设的评价指标体系。同年12月,江苏省发布《江苏省普通国省道智慧公路建设技术指南》,明确了智慧公路在智能感知、智能管控、智能服务、基础支撑四个方面的建设重点。2021年6月,山东省交通运输厅发布《山东省智慧高速公路建设指南(试行)》,提出了智慧建养体系与智慧运营体系,涵盖建设、养护、监测、管控、运营等多个环节。2021年11月,四川省交通厅、重庆市交通局联合发布《智慧高速公路》,包括了总体技术要求、智慧化分级、路侧设施设置规范和车路协同系统数据交换四个部分,总体技术要求从路侧设施、云控平台、运营服务、信息安全等角度梳理了智慧高速公路建设的重点领域和技术方法。此外北京、甘肃、云南、河南、上海、广东、吉林、河北等省市,充分考虑本区域内公路发展现状及需求,陆续发布关于智慧高速公路的建设指南。
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1、高速公路
随着各地智慧高速的建设探索,在高速公路建管养运服各阶段场景应用上,出现了一批试点示范效果比较好的项目。江苏常泰大桥打造综合管理聚合平台、BIM协同管理平台、数字孪生平台和智慧工地,保障项目建设期间衔接顺畅,施工安全;江苏五峰山高速打造BIM+GIS综合管养平台,实现全周期信息传递。山东京台高速通过布设雨夜标线、雾区智能诱导、自动融冰除雪等设施设备,保障恶劣天气安全通行,打造智慧服务区,提供ETC无感支付服务,提高用户出行服务水平。河北延崇高速打造3DGIS+BIM数字高速平台,实现重点基础设施集群全寿命监测与管控,京雄高速全线布设智慧中枢杆,实现路面状态检测、能见度检测、车路通信、节能调亮等功能。四川成宜高速打造数字孪生智慧高速智能运维管控平台,为发现和处理事件全过程提供技术支撑,通过蜀道-高德版车道级导航服务小程序、全息瞳-数字平行世界平台,为用户提供更精准服务。浙江杭绍甬高速通过路侧设备及物联感知、雾区诱导警示系统,为车辆提供信息安全预警。鄂州机场高速布设光栅传感器、智慧灯杆、毫米波雷达、高清摄像头等智慧设施,加强交通要素感知。
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2、国省干线
江苏在国省干线公路智慧化方面开展了大胆实践探索。342省道无锡段智慧公路示范工程全长52.75公里,重点围绕“安全提升、管理提升、服务提升”三大目标,开展了22个智慧公路场景建设。524国道常熟段智慧公路示范工程全长19.64km,项目重点围绕“基础设施监测、交通运行管控、信息服务发布”进行了智慧化场景建设。
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3、农村公路

各地对农村公路智慧项目的探索多集中在管养平台信息化建设上。浙江湖州市智慧农养监管平台开发“无人巡检”“精准派单”“闭环管理”等功能模块;江苏南通市市县一体化智慧农路管理云平台根据农村公路全生命周期,开发数据管理、建设、管理、养护、运营等模块。

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总的来看,目前我国智慧公路的建设内容包括公路的智能建造、智慧运营管理、智慧养护、智慧服务,涵盖了公路的全生命周期。
智能建造方面,数字孪生和BIM技术在智能建造中有较好的应用,且有落地的应用场景,实践案例比较多。常泰长江大桥依托数字孪生+BIM协同管理,精准控制施工精度,有效监控工地环境,缩短工程周期,提高工程施工安全水平。
智慧运营管理是对信息感知与管控更加精细化和全局化,有全路网数字化感知能力,通过智能感知采集、组网通信和多源数据分析,对路网交通运行状态进行准确评估和趋势预判,实现主动交通管控和高效处置。山东高速建设“路网管理智慧大脑”,每年处置突发事件3万件,发布出行路况信息20万条,大大提升了应急事件处置效率和服务水平。浙江交投打造施救在线平台,设计信息直通、施救直联、车辆直拖、路损直赔四大创新应用场景,实现救援到场事件缩短1分钟,二次事故发生率减少13%,道路交通管制时长下降10%,收费站交通管制时长下降12%,拥堵缓行总时长下降7%。江苏太湖隧道打造火灾应急演练仿真系统通过增加隧道内救援车辆停靠点,减少救援时间,做到隧道发生险情时,1分钟发现,3分钟到达,5分钟见效果。
智慧养护是利用信息技术对在役公路进行养护管理数字化、长大桥梁、隧道、地质灾害的监测预警,对基础设施的长期性能跟踪观测研究,以及对公路全寿命周期资产管理,在多个项目中得到实现。沪宁高速通过智慧化手段,集中、集约进行养护作业,减少养护作业次数,并试点养护无人化,通过无人机械操作,提升养护效率。京雄高速针对桥梁巡检与病害智能识别、路面日常巡检和智能清洗等场景,打造多场景无人智能系统,实现降本增效。
智慧服务方面,准全天候通行、车道级管控、智慧扩容、伴随式出行服务等应用服务已经在具体路段上成功应用。沪宁高速无锡段,通过智慧化手段,提升通行能力。目前单向断面最大流量已达到24.6万辆,折合成标准流量为设计流量的2.1倍。蜀道集团与高德地图合作,打造成宜高速蜀道-高德版车道级导航服务,为用户提供“宇宙视角”,实现99%以上的感知覆盖率,95%事件识别准确率,针对雨雪雾恶劣天气以及驾车视线受到遮挡,用户可享受到超视距感知服务,实现全天候通行。
在国家政策的大力支持以及社会需求、技术发展的推动下,各地智慧公路建设热情高涨,纷纷开展了大胆创新实践和探索,从建设成果来看,充分证明了智慧公路在提升交通安全、运输效率、通过能力、服务水平以及降低管养成方面成效显著。根据中国智能交通协会公布的数据,2012-2020年,我国高速公路智能化市场规模从198亿元增长至600亿元,呈现不断上升的趋势,智慧公路正成为新的产业增值点。
在良好的发展势头下,我们也注意到智慧公路发展尚缺乏顶层设计,缺乏明确的发展目标和路径规划,缺乏全国性统一标准规范体系,各地发展自成体系,模式多样,发展技术路径不明确,关键技术亟待突破,部门协同、产业协同难。我们预判,随着智慧公路建设成本的不断下降,智慧公路发展步伐必将加快加大,智慧公路正处于大发展的千叶,而上述突出问题制约了未来智慧公路快速高质量发展,迫切需要宏观层面加以统筹、规范和引导。