37-9-1智慧公路發(fā)展及建設(shè)展望

1、智慧公路發(fā)展及建設(shè)展望我國(guó)交通部門此前已明確提由在交通運(yùn)輸?shù)慕ㄔO(shè)過(guò)程中，要以信息化作為一項(xiàng)重要的載體，全面提升我國(guó)的交通運(yùn)輸管理能力和服務(wù)水平。2018年年初，為推動(dòng)新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)及智慧公路試點(diǎn)有序開(kāi)展，防止試點(diǎn)同質(zhì)化、碎片化，交通部發(fā)生了關(guān)于加快推進(jìn)新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)的通知，決定在北京、河北、吉林、江蘇、浙江、福建、江西、河南、廣東九省市加速智慧公路試點(diǎn)，由此拉開(kāi)了我國(guó)智慧公路建設(shè)的序幕。一、智慧公路試點(diǎn)的主要方向：（一）基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化應(yīng)用三維可測(cè)實(shí)景技術(shù)、高精度地圖等，實(shí)現(xiàn)公路設(shè)施數(shù)字化采集、管理與應(yīng)用，構(gòu)建公路設(shè)施資產(chǎn)動(dòng)態(tài)管理系統(tǒng)；選取橋梁、隧道、邊坡等，建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)

2、施智能監(jiān)測(cè)傳感網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)交通基礎(chǔ)設(shè)施安全狀態(tài)綜合感知、分析及預(yù)警功能。北京、河北、河南、浙江重點(diǎn)實(shí)施。（二）路運(yùn)一體化車路協(xié)同基于高速公路路側(cè)系統(tǒng)智能化升級(jí)和營(yíng)運(yùn)車輛路運(yùn)一體化協(xié)同，利用5G或者拓展應(yīng)用5.8GHz專用短程通信技術(shù)，提供極低延時(shí)寬帶無(wú)線通信，探索路側(cè)智能基站系統(tǒng)應(yīng)用，選取有代表性的高速公路，以及北京冬奧會(huì)、雄安新區(qū)項(xiàng)目，開(kāi)展車路信息交互、風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)及預(yù)警、交通流監(jiān)測(cè)分析等。北京、河北、廣東重點(diǎn)實(shí)施。（三）北斗高精度定位綜合應(yīng)用建設(shè)北斗高精度基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)北斗信號(hào)在示范路段（含隧道）的全覆蓋，在災(zāi)害頻發(fā)路段實(shí)施長(zhǎng)期可靠的監(jiān)測(cè)與預(yù)警；探索開(kāi)展基于北斗高精度定位的高速公路通行費(fèi)收費(fèi)應(yīng)用研

3、究，強(qiáng)化技術(shù)儲(chǔ)備。構(gòu)建基于北斗的高速公路應(yīng)急救援一體化管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車輛人員的迅速定位與救援力量的動(dòng)態(tài)調(diào)度和區(qū)域協(xié)同。江西、河北、廣東重點(diǎn)實(shí)施。（四）基于大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)綜合管理構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)的高速公路運(yùn)營(yíng)與服務(wù)智能化管理決策平臺(tái)，應(yīng)用在區(qū)域路網(wǎng)綜合信息采集、運(yùn)營(yíng)調(diào)度、收費(fèi)、資產(chǎn)運(yùn)維養(yǎng)護(hù)、公眾信息服務(wù)、應(yīng)急指揮。利用無(wú)人機(jī)等移動(dòng)手段，提高運(yùn)行監(jiān)測(cè)和應(yīng)急反應(yīng)能力。利用新媒體、公眾信息報(bào)告等渠道，實(shí)現(xiàn)互動(dòng)式現(xiàn)場(chǎng)信息采集。開(kāi)展智能養(yǎng)護(hù)、路政和路網(wǎng)事件巡查智能終端示范，融合互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和行業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)開(kāi)展路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建設(shè)。福建、河南、浙江、江西重點(diǎn)實(shí)施。（五）“互聯(lián)網(wǎng)+”路網(wǎng)綜合服務(wù)利用互聯(lián)網(wǎng)+”技術(shù)，探

4、索基于車輛特征識(shí)別的不停車移動(dòng)支付技術(shù)。開(kāi)展基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的服務(wù)區(qū)停車位和充電設(shè)施引導(dǎo)、預(yù)約等增值服務(wù)。探索開(kāi)展高速公路動(dòng)態(tài)充電示范，實(shí)現(xiàn)新能源汽車動(dòng)/靜態(tài)充電。開(kāi)展低溫條件下精準(zhǔn)氣象感知及預(yù)測(cè)，以及車路協(xié)同安全輔助服務(wù)等。吉林、廣東重點(diǎn)實(shí)施。（六）新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)建設(shè)面向城市公共交通及復(fù)雜交通環(huán)境的安全輔助駕駛、車路協(xié)同等技術(shù)應(yīng)用的封閉測(cè)試區(qū)和開(kāi)放測(cè)試區(qū)，形成新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)實(shí)體原型系統(tǒng)和應(yīng)用示范基地。江蘇、浙江先行研究推進(jìn)。二、智慧公路主要研究方向（一）對(duì)車流量監(jiān)測(cè)、控制、疏導(dǎo)智慧公路可通過(guò)交通資訊信息的收集和傳遞，通過(guò)路面預(yù)埋的重量、車速等傳感器對(duì)每一輛行車的數(shù)據(jù)采集，通過(guò)分段環(huán)

5、境采集設(shè)施，如風(fēng)速傳感器、路面結(jié)冰傳感器、路面濕度傳感器、雨量傳感器、能見(jiàn)度傳感器等數(shù)據(jù)的采集，實(shí)現(xiàn)對(duì)車流在時(shí)間和空間上的信息提示、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估、車輛引導(dǎo)、科學(xué)分流，避免公路堵塞，加強(qiáng)公路用戶的安全，以減少交通事故的發(fā)生，并改善了高速公路交通運(yùn)輸環(huán)境，使車輛和司乘人員在高速公路上安全、快速、暢通、舒適地運(yùn)行。通過(guò)車輛信息傳感器的預(yù)埋架設(shè)，將采集回來(lái)的數(shù)據(jù)通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行多維度的分析，可以自動(dòng)聯(lián)動(dòng)執(zhí)行交通信號(hào)燈控制顯示，通過(guò)信號(hào)燈時(shí)長(zhǎng)的科學(xué)規(guī)劃，減少擁堵引流通行；環(huán)境信息采集器同樣將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，結(jié)合車輛信息傳感器的數(shù)據(jù)，將實(shí)時(shí)的路況顯示在階段性路段進(jìn)行可視化提醒及流量狀態(tài)提示，以顯示牌、路燈

6、顯示屏的形式呈現(xiàn)給行車用戶，便于提前規(guī)劃司機(jī)行程路線。與傳統(tǒng)道路管理相比，其本身最大的特點(diǎn)在于運(yùn)用多種信息傳輸設(shè)備，以信息的收集、處理、發(fā)布及分析為主線，為交通參與者提供了多樣化的服務(wù)該種實(shí)施方案重點(diǎn)集中在物聯(lián)網(wǎng)信息獲取、傳輸及大數(shù)據(jù)分析，豐富的機(jī)動(dòng)車行駛信息及自然環(huán)境的有效結(jié)合并通過(guò)合理的模型搭建，能夠給由安全、舒適駕駛的最優(yōu)建議方案，所需的數(shù)據(jù)采集傳感器非常成熟，綜合模型也已經(jīng)被探索迭代6年以上，有較強(qiáng)數(shù)據(jù)整合分析能力的互聯(lián)網(wǎng)公司、軟件企業(yè)在一定的政府資源授權(quán)的情況，可以逐步實(shí)現(xiàn)這一愿景。2、對(duì)公路本身結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)道路本身經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期氣候環(huán)境影響及通車荷載累積，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)隨時(shí)間和外因逐步產(chǎn)生變化，

7、而大部分路面病害均源自面層以下格結(jié)構(gòu)層所受各種力和其他因素造成，而這些前期的損壞征兆都無(wú)法通過(guò)直觀表面觀察了解到；傳統(tǒng)的方式都是直接通過(guò)路面外部表征信息，來(lái)分析判斷路面的破壞情況，這種方法不能從根本上認(rèn)識(shí)到道路破壞現(xiàn)象，更沒(méi)有澄清路面損壞的本質(zhì)是由于其中的一層或者多層，在行車荷載、環(huán)境荷載及材料本身老化的耦合作用下，道路結(jié)構(gòu)內(nèi)部細(xì)觀損傷不斷積累，而超過(guò)臨界狀態(tài)時(shí)發(fā)生的必然現(xiàn)象。智慧公路建設(shè)從公路內(nèi)部不可見(jiàn)的地方進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)信息的采集真實(shí)地了解公路內(nèi)部在交通荷載、環(huán)境荷載及材料本身老化等耦合作用下的力學(xué)響應(yīng)以及道路結(jié)構(gòu)的內(nèi)部的溫濕度變化，在道路結(jié)構(gòu)的不同層位根據(jù)需求預(yù)埋不同功能的傳感器，直

8、接獲取相應(yīng)的信息，如：路面結(jié)構(gòu)、裂縫、滑移、溫度、荷載、表面變形、邊坡地基形變、土地內(nèi)部位移監(jiān)測(cè)、地下水位等監(jiān)測(cè)關(guān)鍵因子。這種智慧公路實(shí)施方案早在2000年初就被國(guó)外研究人員提由并一直進(jìn)行試驗(yàn)，由于公路基層預(yù)埋傳感器涉及諸如：力學(xué)采集模型、供電/傳輸方式、抗壓、抗沖擊等技術(shù)壁壘，目前僅停留在實(shí)驗(yàn)室階段，還罕有成熟的應(yīng)用案例落地，在國(guó)家建設(shè)發(fā)展幾十年來(lái)，公路建設(shè)由之前的“以建代養(yǎng)”到“養(yǎng)建并重”乃至如今的“養(yǎng)護(hù)優(yōu)先”原則，路橋建筑基礎(chǔ)病害提前預(yù)防舉措越來(lái)越受到國(guó)家相關(guān)部門重視，通過(guò)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵信息指標(biāo)采集分析，能夠提前發(fā)現(xiàn)病變隱患并做及時(shí)的養(yǎng)護(hù)處理，將一定程度上減少養(yǎng)護(hù)成本及行車安全隱患。目前

9、做此類研究的多為路橋研究院及高?？蒲嘘?duì)伍，缺少一線施工企業(yè)的參與落地試用使得成果轉(zhuǎn)化率極低，此類用科學(xué)的方法對(duì)路橋內(nèi)部進(jìn)行結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)舉措不被路橋施工企業(yè)所重視，也是導(dǎo)致發(fā)展緩慢的一個(gè)原因，需要產(chǎn)學(xué)研用的結(jié)合才能更快地推進(jìn)此類智慧公路實(shí)踐的發(fā)展。M崢*口氈第I色好*苜晨,好解卜*KAJ*囑*t，*W，»篁0配婚我,Si#tt««CMn)匈輪id帖型選水士鼻此地用k，I-T，%幺距條丈設(shè)小窗圖3、太陽(yáng)能公路儲(chǔ)能發(fā)電從公路鋪設(shè)材質(zhì)本身差異化，由常規(guī)的瀝青路換成了太陽(yáng)能光伏面板，具結(jié)構(gòu)暫設(shè)為三層組成，最上面一層是觸感類似瀝青的透明混凝土，起到抗壓抗磨適當(dāng)增大摩擦的作用，中間

10、層是太陽(yáng)能板，用于吸收太陽(yáng)光，在太陽(yáng)能板以下是一條隔離帶，確保土壤不會(huì)自下而上地干擾材料。據(jù)統(tǒng)計(jì)公路的實(shí)際使用率平均時(shí)間占35%左右，大部分時(shí)間都屬于閑置狀態(tài)可以進(jìn)行太陽(yáng)能吸收。這些頂層的混凝土透明度很高，可以讓陽(yáng)光充分照射太陽(yáng)能電池板，同時(shí)該材料十分牢固，而且并不十分光滑，可以保證汽車在上面快速駕駛而不打滑，當(dāng)遇到下雨天，特殊的構(gòu)造可以讓雨水迅速流走，而不會(huì)因?yàn)榉e水而影響汽車和行人的由行，感知到路面有積雪時(shí)還可以通過(guò)電熱絲加熱釋放適量迅速清除積雪；這些道路中還安裝了一些發(fā)光二極管，可以在陰天或夜晚自適應(yīng)亮起作為道路標(biāo)志引導(dǎo)行車。光伏公路不僅要滿足路面融雪、排水、引導(dǎo)行車，本身作為太陽(yáng)能采集設(shè)備，在晴天采集的太陽(yáng)能能夠轉(zhuǎn)化為電能通過(guò)國(guó)家電力網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行電