圖為京雄高速河北段航拍圖。作為北京至雄安新區(qū)的公路骨干通道，京雄高速綜合運(yùn)用了北斗高精定位、窄帶物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動(dòng)駕駛等新一代信息技術(shù)，建成運(yùn)營后可提供車路協(xié)同等智能服務(wù)。 （圖片來源：視覺中國）
高效的智慧服務(wù)區(qū)，精確的路面、車流信息提醒，不用踩剎車的無感收費(fèi)站……在剛剛過去的國慶節(jié)假期，“智慧高速”的便捷暢通給不少出行者帶來耳目一新的別樣體驗(yàn)。
近年來，越來越多的智慧高速項(xiàng)目在國內(nèi)落地應(yīng)用。就在國慶節(jié)前幾天，當(dāng)前國內(nèi)里程最長(zhǎng)、規(guī)模最大、應(yīng)用場(chǎng)景最豐富的智慧高速——京臺(tái)高速泰安至棗莊段正式通車。道路應(yīng)用了高精度軌跡追蹤、全息感知與智能管控等20余項(xiàng)國際先進(jìn)專利技術(shù)，刷新了國內(nèi)“智慧高速”的紀(jì)錄。
何為智慧高速？簡(jiǎn)單來說，就是融合了5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，具有智能感知、智能管控、智能決策等能力的新型高速公路。
我國擁有全球最大高速公路網(wǎng)。截至去年年底，高速公路通車總里程已達(dá)16.1萬公里。在新基建的浪潮下，高速公路智能升級(jí)被納入交通強(qiáng)國建設(shè)戰(zhàn)略布局中。根據(jù)交通運(yùn)輸部去年發(fā)布的《關(guān)于推動(dòng)交通運(yùn)輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，我國將“推動(dòng)交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字轉(zhuǎn)型、智能升級(jí)”。
敏銳的“五官”，密集的“神經(jīng)系統(tǒng)”，會(huì)學(xué)習(xí)會(huì)思考的“大腦”，借助智能化、信息化、數(shù)字化的技術(shù)應(yīng)用，道路不再只是呆板的設(shè)施，而是可感可知、能聽會(huì)言的智慧體。正是這些越來越聰明的路，帶來越來越便捷的“行”。
毫米波雷達(dá)、智能監(jiān)控、無人機(jī)組成敏銳“神經(jīng)”
實(shí)時(shí)感知可精確到0.1秒
高速出行，最重要的是安全和通暢。
雨雪天封路、霧天行走緩慢、出了事故堵……這些以往的“高速痛點(diǎn)”，源于道路沒有感知力，無法第一時(shí)間獲取現(xiàn)場(chǎng)狀況，也就無法及時(shí)快速地給出解決方案。
沿著京臺(tái)高速一路前行，道路兩側(cè)密集分布著追蹤監(jiān)控?cái)z像頭、雷達(dá)、智慧路樁等設(shè)備。這些，構(gòu)成了智慧高速敏銳的視覺、聽覺和觸覺神經(jīng)網(wǎng)。
數(shù)據(jù)顯示，京臺(tái)智慧高速上共有182處視頻監(jiān)控設(shè)備、15套全向毫米波雷達(dá)、287套定向毫米波雷達(dá)、33套激光雷達(dá)，還有70余類涵蓋感知、監(jiān)測(cè)、誘導(dǎo)等功能的外場(chǎng)設(shè)施。這些設(shè)備實(shí)時(shí)收集和感知路況信息，并將數(shù)據(jù)統(tǒng)一匯總傳輸給調(diào)度中心。
京臺(tái)高速投資建設(shè)單位——山東高速集團(tuán)智慧高速公路項(xiàng)目工作專班的有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，設(shè)計(jì)之初，工作人員針對(duì)路段交通流量大、氣象環(huán)境復(fù)雜等特點(diǎn)，確定了加強(qiáng)道路感知能力、打造全時(shí)全域安全保障能力等主要建設(shè)目標(biāo)，并應(yīng)用高速公路全息感知與智能管控成套等國際領(lǐng)先技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了路域范圍內(nèi)特殊環(huán)境的全鏈條通行保障。
雨雪冰霧天是高速公路上事故與擁堵易發(fā)、高發(fā)的時(shí)候。智慧高速要想做到全天候暢行，必須有效應(yīng)對(duì)惡劣天氣。
2019年運(yùn)營的北京大興機(jī)場(chǎng)高速是國內(nèi)首條具有“防冰融雪”功能的高速公路。道路通過使用防冰融雪瀝青，把路面結(jié)冰點(diǎn)降到零下12攝氏度左右。
如今，京臺(tái)高速依靠強(qiáng)大的傳感系統(tǒng)采用了道路自動(dòng)融雪手段?！爱?dāng)?shù)缆犯兄铰访娴姆e雪或結(jié)冰狀況，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)下發(fā)命令，啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)噴灑融雪劑或者讓埋在瀝青路面下的發(fā)熱電纜加熱除冰。同時(shí)還會(huì)對(duì)來往車輛進(jìn)行安全預(yù)警及行車誘導(dǎo)，通行能力可提升20%以上?！睋?jù)工作人員介紹，研發(fā)團(tuán)隊(duì)將能見度、降水量等十余項(xiàng)氣象指標(biāo)納入監(jiān)測(cè)范圍，針對(duì)幾十種排列組合，系統(tǒng)會(huì)相應(yīng)做出噴水、融雪、行車誘導(dǎo)等不同的決策。
除了應(yīng)對(duì)天氣狀況，當(dāng)路面發(fā)生交通事件，智慧高速也能第一時(shí)間檢測(cè)到。京臺(tái)高速依托北斗等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)行駛車輛的車道級(jí)軌跡追蹤監(jiān)視。利用無人機(jī)巡查、毫米波雷達(dá)采集等，實(shí)現(xiàn)了對(duì)交通事件的智能快速識(shí)別和響應(yīng)。道路使用的毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)相比普通視頻監(jiān)控而言，有著受環(huán)境影響小、有效感知距離遠(yuǎn)、實(shí)時(shí)性高等優(yōu)點(diǎn)，目前，其有效感知距離可達(dá)350米，實(shí)時(shí)感知可精確到0.1秒。
不僅是京臺(tái)高速，目前，國內(nèi)其他尚在建設(shè)中的智慧高速也都有著強(qiáng)大的前端感知設(shè)備。
浙江杭紹甬高速重要工程段——曹娥江大橋上每隔800米設(shè)一個(gè)能見度儀，可以即時(shí)發(fā)現(xiàn)橋面任何區(qū)域出現(xiàn)的團(tuán)霧并聯(lián)動(dòng)后方的智能指示標(biāo)、誘導(dǎo)燈等對(duì)車輛進(jìn)行警示和引導(dǎo)。北京到雄安新區(qū)的重要交通樞紐——京雄高速全線設(shè)置了3700余根智慧燈桿，這可不只是路燈這么簡(jiǎn)單，燈桿整合了能見度檢測(cè)儀、智慧專用攝像機(jī)、路面狀態(tài)檢測(cè)器等智能設(shè)備，依托北斗高精度定位、高精度數(shù)字地圖等，可為車主提供車路通信、高精度導(dǎo)航和合流區(qū)預(yù)警等服務(wù)。
所有前端信息、各類海量數(shù)據(jù)匯聚智慧“大腦”
全程道路可一體化管理
“智慧大腦”是智慧高速建設(shè)中最核心的內(nèi)容。道路前端的所有信息和數(shù)據(jù)都需要經(jīng)過“大腦”的匯聚處理和分析研判，才能形成決策、下發(fā)指令。
在京臺(tái)智慧高速的調(diào)度中心，云控平臺(tái)作為道路的“大腦”與39類、1600余套智能設(shè)備相連接，每天都處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)之中。整個(gè)系統(tǒng)集成了8套智能管理平臺(tái)，在建設(shè)過程中還同步構(gòu)建了物聯(lián)中臺(tái)、AI中臺(tái)和數(shù)字中臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)道路的數(shù)字化管理、矩陣式管控。
山東高速集團(tuán)智慧高速公路項(xiàng)目工作專班技術(shù)辦公室主任張偉介紹，“大腦”基于各類信息數(shù)據(jù)，可以對(duì)高速上的各類突發(fā)狀況迅速作出反應(yīng)。比如，平臺(tái)能夠智能化識(shí)別出因故障而長(zhǎng)時(shí)間停在路邊的車輛，會(huì)自動(dòng)通過廣播、導(dǎo)航、可變信息標(biāo)志等，及時(shí)提醒其他過往車輛，防止出現(xiàn)二次事故。同時(shí)，故障車的司乘人員還可以一鍵報(bào)警或發(fā)送救援信息。平臺(tái)接收到信息后會(huì)迅速組織交警、路政、醫(yī)院、消防等相關(guān)方，并將精確的現(xiàn)場(chǎng)情況提供給應(yīng)急調(diào)度人員、現(xiàn)場(chǎng)處置人員，實(shí)現(xiàn)高效的道路救援。
有了“智慧大腦”，設(shè)備與設(shè)備之間、道路與道路之間不再是孤立的個(gè)體，而是成為一個(gè)相互連接、相互協(xié)調(diào)、數(shù)據(jù)共享的系統(tǒng)。張偉表示，京臺(tái)高速的“大腦”是全國首個(gè)“省域級(jí)”智慧高速云控平臺(tái)，換句話說，未來，山東高速集團(tuán)所轄的所有智慧高速公路都將被同一個(gè)“智慧大腦”一體化管理，真正實(shí)現(xiàn)“織線成網(wǎng)”“交感互通”，提升管理效率。
雖然，現(xiàn)在的智慧高速云控平臺(tái)還只能算作一個(gè)“小學(xué)生”。但通車運(yùn)行后，隨著數(shù)據(jù)和實(shí)踐的積累，系統(tǒng)會(huì)不斷學(xué)習(xí)升級(jí)、優(yōu)化改進(jìn)，越來越成熟。這正是智慧高速高度智能化的核心所在。張偉說，“這項(xiàng)工作將持續(xù)下去，它是沒有完成時(shí)的，我們要讓‘大腦’更有靈魂、會(huì)自主學(xué)習(xí)、能深度思考。”
事實(shí)上，強(qiáng)大的“大腦”也是智慧高速未來能夠支撐車路協(xié)同自動(dòng)駕駛的重要原因。記者了解到，靠著完善的各類數(shù)據(jù)感知設(shè)備和龐大的云數(shù)據(jù)處理中心，京臺(tái)高速滿莊收費(fèi)站至賢村水庫特大橋單側(cè)20公里設(shè)置了開放式車路協(xié)同試驗(yàn)段，這是目前全國里程最長(zhǎng)的開放式車路協(xié)同試驗(yàn)路段。
有關(guān)專家表示，由于其場(chǎng)景封閉等特性，在現(xiàn)階段，智慧高速是比城市的開放道路更為理想的車路協(xié)同落地場(chǎng)景。
2020年8月，G5517湖南省長(zhǎng)益高速公路擴(kuò)容高速全線建成通車，這是我國第一條建成的支持5G自動(dòng)駕駛測(cè)試與應(yīng)用的智慧高速。此外，據(jù)報(bào)道，2022年冬奧會(huì)的重要快速通道——京禮高速也將在未來全線支持車路協(xié)同應(yīng)用。
“黑科技”設(shè)施、低碳設(shè)計(jì)打造靚麗“外形”
服務(wù)區(qū)實(shí)現(xiàn)無感化、零碳化
在剛剛過去的假期，不少出行網(wǎng)友曬出了自己拍的高速“網(wǎng)紅服務(wù)區(qū)”：一進(jìn)服務(wù)區(qū)，便有智能停車引領(lǐng)系統(tǒng)指導(dǎo)駕駛者將車駛?cè)肟臻e停車區(qū)；進(jìn)入餐廳，有機(jī)器人送上高效優(yōu)質(zhì)的服務(wù)；智能廁所實(shí)時(shí)顯示空余廁位、廁內(nèi)環(huán)境數(shù)值，取紙機(jī)刷臉5秒快速取紙；加油站、收費(fèi)站全部無感支付……每一處場(chǎng)景都閃著智慧化的光芒。
智慧服務(wù)區(qū)通過采用大量高新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了無感化、無人化，給出行者提供了更貼心、更優(yōu)質(zhì)的體驗(yàn)。像這樣智能化、人性化的設(shè)計(jì)在整個(gè)智慧高速中隨處可見。
京臺(tái)高速是全國首條車位級(jí)停車導(dǎo)航高速。在高速的智能服務(wù)區(qū)，設(shè)計(jì)者通過高精地圖繪制、車位占用動(dòng)態(tài)獲取以及導(dǎo)航軟件與服務(wù)區(qū)管理系統(tǒng)的互通，實(shí)現(xiàn)了“端到端”的車位級(jí)停車導(dǎo)航和反向?qū)ぼ嚬δ堋?br />
隨著我國北斗系統(tǒng)的建成應(yīng)用，北斗的授時(shí)、導(dǎo)航、定位功能也應(yīng)用在了智慧高速中。
比如，不少收費(fèi)廣場(chǎng)匝道都開啟了依托北斗高精定位的自由流收費(fèi)模式。有別于“入口——出口”式的收費(fèi)方式，自由流收費(fèi)利用北斗系統(tǒng)對(duì)車輛進(jìn)行高精度定位，繪制出車輛在高速公路的行駛軌跡，據(jù)此計(jì)算里程費(fèi)率，再通過移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)收取費(fèi)用。這種方式大大提高了收費(fèi)效率，當(dāng)車輛開至收費(fèi)站時(shí)，基本就可以直接抬桿放行，實(shí)現(xiàn)不用踩剎車的無障礙通行。
目前尚未完全通車的北京冬奧會(huì)公路主通道——延崇高速示范路段也實(shí)現(xiàn)了北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)的全覆蓋，利用北斗系統(tǒng)，道路管理方將構(gòu)建高速公路應(yīng)急救援一體化管理系統(tǒng)，在冬奧會(huì)期間用于車輛人員的迅速定位與救援力量的動(dòng)態(tài)調(diào)度。
新能源等綠色環(huán)保技術(shù)也大量應(yīng)用于智慧高速之中。光伏發(fā)電、污水回收處理……在京臺(tái)高速的寧陽服務(wù)區(qū)，光伏發(fā)電系統(tǒng)每年可提供110萬度電能供場(chǎng)區(qū)照明使用，智能一體化污水處理系統(tǒng)將污水回收利用后用于景觀建造，美化區(qū)內(nèi)環(huán)境。
依托新能源技術(shù)，一些地方的智慧高速服務(wù)區(qū)還實(shí)現(xiàn)了“零碳化”。今年7月開建的江蘇省啟揚(yáng)高速白米服務(wù)區(qū)設(shè)置了分布式能源、儲(chǔ)能、全電廚房、智慧路燈等綠色節(jié)能設(shè)施，根據(jù)官方發(fā)布的規(guī)劃，建成后的服務(wù)區(qū)將大量采用新能源，提高能源利用率，做到集綠色環(huán)保與智能高效于一體。
