一輕一重，智慧高速建設(shè)的兩個(gè)重點(diǎn)

          近期廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院機(jī)電與智慧交通所長(zhǎng)關(guān)小杰撰文推薦“輕量級(jí)”智慧高速，并以三元里收費(fèi)站和廣明高速祈福隧道為例，來說明智慧高速應(yīng)以解決問題和滿足需求為導(dǎo)向，不應(yīng)一味追求高大上和前沿技術(shù)試點(diǎn)。

          實(shí)際上，受疫情影響，這兩年的高速公路運(yùn)營(yíng)公司也逐步感受到了經(jīng)營(yíng)壓力，交通運(yùn)輸部的數(shù)據(jù)表明，2020年度，全國(guó)收費(fèi)公路通行費(fèi)收入4868.2億元，比上年減少1069.7億元，下降18.0%；支出總額12346.4億元，比上年增加1558.7億元，增長(zhǎng)14.4%；通行費(fèi)收支缺口7478.2億元，比上年增加2628.4億元，增長(zhǎng)54.2%。2021年的數(shù)據(jù)還沒出來，但一定不會(huì)比2020年好看，因?yàn)閺墓房瓦\(yùn)周轉(zhuǎn)量的數(shù)據(jù)來看，2021年比2020年更為慘淡，公路貨運(yùn)周轉(zhuǎn)量略有增長(zhǎng)，但應(yīng)無法對(duì)沖客運(yùn)量的下降。在這個(gè)大背景下，公路智能化建設(shè)多不會(huì)再高舉高打，尤其是新建高速在未驗(yàn)證交通流的前提下，疊加進(jìn)行智慧高速尤其是智能網(wǎng)聯(lián)方面的前沿投資，也就變得比較奢侈。

          那么智慧高速的下階段建設(shè)重點(diǎn)會(huì)是什么？ITS114認(rèn)為，一是改擴(kuò)建高速，改擴(kuò)建高速的前提一般是日均交通流量嚴(yán)重大于設(shè)計(jì)流量，節(jié)假日往往呈擁堵狀態(tài)，這類高速的投資往往比較巨大，甚至比一般新建高速的投資要更高。以成綿高速每公里投資為例，1994年建設(shè)老成綿高速是1672萬元，2009年的建設(shè)成綿復(fù)線是6653萬元，近年新開工的成綿高速擴(kuò)容是1.7億元，單價(jià)投資增長(zhǎng)了10倍。除此之外，京哈高速公路綏中（冀遼界）至盤錦段改擴(kuò)建工程，230公里，總投資291億；泉廈高速68公里，其擴(kuò)容投資額約270億，建安費(fèi)約190億；京港澳高速公路廣州至深圳段（廣深高速）擴(kuò)建，118公里，送審總投資471億；惠鹽高速公路深圳段改擴(kuò)建項(xiàng)目-金錢坳至荷坳段立體擴(kuò)建工程項(xiàng)目，11公里，計(jì)劃總投資94億元……為什么這些高速的改擴(kuò)建投資這么“壕”，那自然是有充足的交通流做支撐，因此改擴(kuò)建高速有充足的動(dòng)力和需求，來加大智能化方面的投入，這里的智慧高速建設(shè)想必會(huì)是比較“重”。

          二是已建高速的重點(diǎn)路段、橋隧、收費(fèi)站的問題解決，主要是安全，其次是擁堵。這與智慧交管領(lǐng)域的重點(diǎn)路口、區(qū)域的綜合治理、優(yōu)化工作，本質(zhì)上是一致的，即優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí)，利用各類技術(shù)來提升路口、路段、區(qū)域的交通安全和通行能力。也應(yīng)是關(guān)所長(zhǎng)文中推薦的“輕量智慧高速”落地的主要場(chǎng)景。

          實(shí)際上，我們?cè)凇吨腔劢煌ㄆ摺白儭?，從服?wù)于管理、管控到效率、效益》一文中，曾強(qiáng)調(diào)，“創(chuàng)新”要以解決問題為導(dǎo)向，其次效率和效益，將是未來最重要的市場(chǎng)機(jī)會(huì)之一。舉例來說，智慧高速如何能給公路運(yùn)營(yíng)單位帶來效益？最直接的一個(gè)指標(biāo)，就是提高公路通行能力，包括全天候通行、降低事故率和緩解擁堵、道路病害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和養(yǎng)護(hù)等，以及提升日均交通流量等。

          以此為出發(fā)點(diǎn)，那么“輕量智慧高速”實(shí)際上就是在對(duì)原有機(jī)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，同時(shí)在重點(diǎn)路段、節(jié)點(diǎn)（橋隧、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、并線段）加密多源感知、誘導(dǎo)設(shè)備，以解決公路運(yùn)營(yíng)管理存在的安全、擁堵、效率等問題，滿足運(yùn)營(yíng)單位降本增效為主要目標(biāo)的系統(tǒng)建設(shè)模式。其他諸如車路協(xié)同、智能網(wǎng)聯(lián)駕駛、無線充電、全息感知之類，或?qū)⒊蔀橹腔鄹咚俚目蛇x項(xiàng)，而不是必選項(xiàng)。

          實(shí)際上，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)提出了智慧高速“輕量化”建設(shè)模式，同時(shí)福建高速集團(tuán)今年計(jì)劃在泉廈高速試點(diǎn)“輕型智慧高速”，在疫情持續(xù)影響下，公路運(yùn)營(yíng)企業(yè)實(shí)際上也在探索智慧公路建設(shè)、運(yùn)營(yíng)與企業(yè)經(jīng)營(yíng)相結(jié)合，從何解決問題、提高經(jīng)營(yíng)水平的路徑。

          那么輕型智慧高速會(huì)成為下一階段智慧高速建設(shè)市場(chǎng)的主要需求嗎？那么，首先要看這個(gè)輕型智慧高速能解決多少問題，同時(shí)解決這些問題需要投入多少成本。

          接下來，了解下海信網(wǎng)絡(luò)科技的智慧高速“輕量化”建設(shè)模式以及兩條改擴(kuò)建高速——雙層立體式高速的智慧高速建設(shè)方案/功能需求，供您參考。

          智慧高速“輕量化”建設(shè)模式

          2021年4月的中國(guó)高速公路信息化研討會(huì)上，海信就提出智慧高速“輕量化”建設(shè)模式，海信模式是這樣的：

          首先，充分利用原有機(jī)電三大系統(tǒng)，僅在重點(diǎn)路段新建、加密智能化感知設(shè)備，這樣可以在一定程度上減少企業(yè)成本投入。同時(shí)，通過海信自研的車路協(xié)同云控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)前端MEC、RSU等智能化感知設(shè)備的管理，并支持大數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)接入，以‘智能感知+數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)’雙引擎，賦能智慧化業(yè)務(wù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)科學(xué)決策、主動(dòng)防患、降本增效、出行服務(wù)及時(shí)有效的建設(shè)目標(biāo)。

          其服務(wù)場(chǎng)景，一是重點(diǎn)車輛的視頻跟蹤和實(shí)時(shí)精細(xì)預(yù)警；二是重點(diǎn)節(jié)點(diǎn)如橋隧的數(shù)字孿生；三是公路智慧巡檢和智慧養(yǎng)護(hù)；四是智慧出行；五是公路運(yùn)營(yíng)企業(yè)的大數(shù)據(jù)科學(xué)管理評(píng)價(jià)。

          核心就是以需求為驅(qū)動(dòng)，針對(duì)具體問題來定制信息化解決方案。

          泉廈高速輕型智慧高速

          2021年12月，《福建高速科技創(chuàng)新實(shí)施綱要》正式發(fā)布，綱要提出智能建造、智能管養(yǎng)、智慧出行三個(gè)領(lǐng)域科技創(chuàng)新實(shí)施方案，是未來五至十年福建高速公路科技創(chuàng)新發(fā)展的路線圖、作業(yè)書。據(jù)新聞透露，《綱要》圍繞輕型智慧高速公路建設(shè)作出了思考，通過對(duì)泉廈高速立體擴(kuò)容，在全國(guó)率先探索和嘗試對(duì)既有高速段落走廊進(jìn)行“輕型、立體、智慧”改擴(kuò)建，形成輕型智慧高速公路共性關(guān)鍵技術(shù)體系。但I(xiàn)TS114未獲得《綱要》文件，不知道福建高速集團(tuán)所認(rèn)為的輕型智慧高速，在語法上，是輕型、智慧并列作為高速的定語，還是輕型為智慧高速的定語，尚無法確認(rèn)，但看起來是傾向于輕型、智慧是并列的。就目前獲得的信息來看，福建高速集團(tuán)的輕型智慧高速試點(diǎn)就在泉廈高速，為泉廈高速擴(kuò)容路段上試點(diǎn)。

          原泉廈高速公路是G15沈海高速的組成部分，原為雙向四車道，1997年建成通車，后按照八車道改擴(kuò)建，并于2010年建成通車。擬擴(kuò)容段路線全長(zhǎng)68km，隧道兩座，互通式立交8處，服務(wù)區(qū)2處。全線計(jì)劃采用原位擴(kuò)容、立體擴(kuò)建方案，立體擴(kuò)建初步采用“上層小型客車+下層客貨混行”方案，并建成客貨分離的智慧高速公路，通過上下層交通組織，提高通行效率，促進(jìn)安全出行。項(xiàng)目匡算投資額約270億元，建安費(fèi)約190億元，每公里約2.8億。

          日前沈海線泉廈段擴(kuò)容工程（輕型智慧高速公路）工程可行性研究及初步勘查設(shè)計(jì)項(xiàng)目發(fā)布招標(biāo)公告，根據(jù)項(xiàng)目公告，泉廈高速擴(kuò)容輕型智慧高速建設(shè)要實(shí)現(xiàn)如下功能：

          打造以“上客下混客貨部分分離”為核心內(nèi)涵的輕型高速公路。（如：預(yù)留140km/h的通行條件等。）

          構(gòu)建覆蓋項(xiàng)目前期、建造實(shí)施、運(yùn)營(yíng)管理的全生命周期基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化體系，實(shí)現(xiàn)建設(shè)期全要素實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和安全預(yù)警、運(yùn)營(yíng)期基礎(chǔ)設(shè)施健康監(jiān)測(cè)。（如：建構(gòu)3D實(shí)景數(shù)字模型、項(xiàng)目數(shù)字孿生等）

          構(gòu)建智慧高速公路體系，涵蓋智慧建養(yǎng)體系、智慧運(yùn)營(yíng)體系和支撐體系三大板塊。其中，智慧建養(yǎng)體系包含智慧建設(shè)（如：建構(gòu)3D實(shí)景模型及正向BIM的勘察設(shè)計(jì)、數(shù)字化和可視化的建設(shè)管理、施工全域全時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)管的智慧工地、工廠化自動(dòng)化少人化的智能建造等）和智慧養(yǎng)護(hù)（基礎(chǔ)設(shè)施服役狀態(tài)智能感知、自動(dòng)檢測(cè)評(píng)估、智能決策等）。智慧運(yùn)營(yíng)體系包含路網(wǎng)管控（如：交通運(yùn)行綜合監(jiān)測(cè)與融合管理、車道級(jí)協(xié)同管控、準(zhǔn)全天候通行保障等）和出行服務(wù)（如：伴隨式精準(zhǔn)信息服務(wù)、智慧服務(wù)區(qū)、車路協(xié)同、上層新建互通試點(diǎn)全線自由流收費(fèi)、電動(dòng)貨車換電站和加汽/加氫站布設(shè)等）。支撐體系包含智能中臺(tái)、信息安全、感知、通信與供電設(shè)施等內(nèi)容；

          建成資源節(jié)約、綠色低碳，與自然和諧的示范工程；

          構(gòu)建“六網(wǎng)”合一（物流網(wǎng)、交通公路網(wǎng)、運(yùn)輸網(wǎng)、信息網(wǎng)、通信網(wǎng)、能源網(wǎng)）的開放體系；

          打造融合海絲文化、工程美學(xué)，打造與自然景觀協(xié)調(diào)的風(fēng)景線。

          此外，還要求實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目數(shù)字化管理、智慧化服務(wù)，解決好分層復(fù)合式高速公路智慧收費(fèi)（包括ETC）等關(guān)鍵技術(shù)。

          泉廈高速的智慧輕型高速公路研究與建設(shè)方面具體有哪些要求？

          公告要求智慧輕型高速公路研究與建設(shè)要：

          開展公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化建設(shè)。建立公路交通系統(tǒng)全周期數(shù)字底座，實(shí)現(xiàn)勘察設(shè)計(jì)、施工建設(shè)、運(yùn)行養(yǎng)護(hù)階段數(shù)據(jù)移交與傳遞，滿足全生命周期數(shù)字化管理與服務(wù)需求，同時(shí)兼顧未來車路協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)用；

          實(shí)現(xiàn)輕型智慧高速公路協(xié)調(diào)管控。通過大數(shù)據(jù)的手段，建立車道級(jí)別的動(dòng)態(tài)管控，實(shí)現(xiàn)上下層交通流均衡調(diào)度，消除交通沖突，保障車輛安全通行順暢，提高復(fù)合廊道的綜合運(yùn)輸效率和應(yīng)急保障能力；

          提供智慧高速出行服務(wù)。通過個(gè)性化信息服務(wù)、人性化交通管控體系、清晰明朗的上下層交通分流指示、完善的安全保障體系等滿足公眾出行舒適性、便捷性、準(zhǔn)時(shí)性及安全性要求。

          路側(cè)設(shè)施智慧升級(jí)。包括公路交通路側(cè)感知體系，多模式通信系統(tǒng)，北斗高精度定位全覆蓋，信息發(fā)布與門架系統(tǒng)升級(jí)等。

          探索車路協(xié)同創(chuàng)新應(yīng)用。基于先進(jìn)的無線通信和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在泉廈高速全方位實(shí)施車車、車路動(dòng)態(tài)信息交互，在此基礎(chǔ)上開展?fàn)I運(yùn)車輛編隊(duì)行駛，合流區(qū)安全預(yù)警，擁堵疏導(dǎo)信息個(gè)性化服務(wù)，異常車輛全程追蹤等協(xié)同應(yīng)用，構(gòu)建安全高效的交通系統(tǒng)。

          從需求來看，泉廈輕型智慧高速的建設(shè)需求，應(yīng)該就是全規(guī)格的智慧高速，要開展編隊(duì)行駛，自然投入不會(huì)少。

          1月，福建高速集團(tuán)為支撐沈海線泉廈段擴(kuò)容工程（輕型智慧高速公路）建設(shè)，擬在福泉高速開展車路協(xié)同試點(diǎn)，打造全國(guó)第一個(gè)開放式高速公路車路協(xié)同測(cè)試驗(yàn)證平臺(tái)。搭建高速公路車路協(xié)同平臺(tái)和9個(gè)車路協(xié)同應(yīng)用場(chǎng)景，并驗(yàn)證測(cè)試各類車路協(xié)同軟硬件系統(tǒng)的性能與功能。對(duì)新產(chǎn)品、新技術(shù)進(jìn)行測(cè)試驗(yàn)證，形成福建高速公路車路協(xié)同建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，并在泉廈輕型智慧高速建設(shè)中全面應(yīng)用。該項(xiàng)目最后被航天長(zhǎng)峰以3782萬中標(biāo)。

          機(jī)荷高速改擴(kuò)建項(xiàng)目——智慧高速

          雙層立體高速的概念，并不是福建高速集團(tuán)提出并落地，泉廈高速擴(kuò)容建設(shè)還在編制可行性研究，而深圳同行已經(jīng)在開始試點(diǎn)建設(shè)了。

          其落地路段同樣是沈海高速，其在深圳境內(nèi)被稱為機(jī)荷高速，其改擴(kuò)建項(xiàng)目為國(guó)內(nèi)首次采用高速公路立體復(fù)合改擴(kuò)建模式，其中地面層由原路6車道擴(kuò)建為8車道，共設(shè)立交14處，銜接快速路及城市干道；立體層以橋梁或隧道的形式新建8車道，共設(shè)立交5處，銜接高速公路；并設(shè)3組（6對(duì)）上下轉(zhuǎn)換匝道，實(shí)現(xiàn)交通集散及調(diào)節(jié)功能。改擴(kuò)建后的機(jī)荷高速，將形成8+8（車道）規(guī)模的高速大通道。項(xiàng)目總投資462億元，由深圳市政府與深高速共同出資，項(xiàng)目公司負(fù)責(zé)建設(shè)及運(yùn)營(yíng)管理。2021年已經(jīng)開工建設(shè)。

          機(jī)荷高速改擴(kuò)建正全面踐行工業(yè)化建造理念。在橋梁上下部結(jié)構(gòu)大規(guī)模應(yīng)用節(jié)段拼裝技術(shù)，橋梁節(jié)段拼裝規(guī)模達(dá)32000榀，裝配化率達(dá)80%，均創(chuàng)全國(guó)之最。

          2021年數(shù)據(jù)顯示，機(jī)荷高速日均最大斷面交通量高達(dá)16萬標(biāo)準(zhǔn)車，日間平均行駛速度約為50公里/小時(shí)，擁堵呈現(xiàn)常態(tài)化，已嚴(yán)重影響出行及城市發(fā)展。為應(yīng)對(duì)上述挑戰(zhàn)，項(xiàng)目建設(shè)中擬采用基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期數(shù)字化管理，主動(dòng)交通管控、數(shù)字孿生、5G、大數(shù)據(jù)、人工智能等智慧化手段，業(yè)主方稱之為——智慧機(jī)荷。

          那么智慧機(jī)荷高速如何“智慧”？

          一是全生命周期數(shù)字化BIM應(yīng)用，通過對(duì)EBS/WBS編碼的頂層設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了模型和信息的全生命周期傳遞。每個(gè)構(gòu)造物構(gòu)件都有統(tǒng)一的“身份編碼”，從而形成了一張基礎(chǔ)設(shè)施的“身份證”和“體檢表”，可以隨時(shí)查看構(gòu)件信息、健康狀態(tài)信息，為建造、施工和養(yǎng)護(hù)數(shù)字化賦能。

          二是“大數(shù)據(jù)”智慧管理交通。智慧機(jī)荷平臺(tái)通過匝道控制、車速限制、交通流預(yù)測(cè)等方法對(duì)交通進(jìn)行管控，創(chuàng)新探索“主動(dòng)式提前干預(yù)”交通管理模式。通過短時(shí)預(yù)測(cè)預(yù)判未來擁堵情況，結(jié)合智能動(dòng)態(tài)算法和管控策略提前干預(yù)道路車流，有效疏解道路擁堵，加強(qiáng)行車安全。

          三是數(shù)字孿生。數(shù)字孿生技術(shù)是智慧機(jī)荷的核心，無論是通過BIM+GIS構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化模型，還是利用動(dòng)態(tài)車流、交通管控信息構(gòu)建虛擬交通模型，都為基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期數(shù)字化管理、精細(xì)化交通管控提供了可能。

          科技賦能后，智慧機(jī)荷建設(shè)將更快速，因?yàn)橹腔劢ü芷脚_(tái)將涵蓋質(zhì)量、進(jìn)度、安全、計(jì)量支付和檔案管理等一系列建設(shè)管理功能，可以實(shí)現(xiàn)3D模擬方案比選、數(shù)字沙盤漫游、構(gòu)件拼裝模擬等數(shù)字化功能，為建設(shè)過程提供“數(shù)字化智慧幫手”。同時(shí)養(yǎng)護(hù)更精準(zhǔn)，智慧機(jī)荷將實(shí)時(shí)采集不同路段構(gòu)件養(yǎng)護(hù)情況，通過預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、構(gòu)件級(jí)BIM庫，動(dòng)態(tài)顯示病害及養(yǎng)護(hù)記錄，可預(yù)測(cè)和評(píng)估養(yǎng)護(hù)狀態(tài)，為現(xiàn)場(chǎng)巡查、養(yǎng)護(hù)工作提供預(yù)警作用。行駛更暢通，主動(dòng)交通管控技術(shù)，可有效預(yù)判未來的交通擁堵，及時(shí)干預(yù)和控制交通流量。配合AI視頻分析、應(yīng)急救援聯(lián)動(dòng)將有效延緩或消除潛在的交通瓶頸。智慧機(jī)荷開展車路協(xié)同局部路段試點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)駕駛安全預(yù)警預(yù)留輔助駕駛擴(kuò)展能力。通過及時(shí)發(fā)現(xiàn)并通知駕駛員前方危險(xiǎn)信息，為駕駛員提供更智能的駕駛輔助。

          來源：智慧交通網(wǎng)