近年來，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(qū)動、以信息網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，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(chǔ)設(shè)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(gòu)師費吉祥的署名文章《智慧高速的探索之路》。

　　當(dāng)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(zhuǎn)向建管養(yǎng)運服并重，隨著汽車保有量每年年復(fù)合增長率接近12%，人民生活水平不斷提高，交通出行者對時效性的追求越來越高，車輛對路的要求越來越高，技術(shù)的發(fā)展越來越快，但高速公路還存在收費效率不高，高速收費站在重大節(jié)假日時依舊塞車，高速公路時常出現(xiàn)惡性交通事故，危運車頻繁違規(guī)造成路損和交通事故等現(xiàn)象，表明我們離智慧高速的目標(biāo)還有一定的距離，因此高速公路還迫切需要進一步的智慧化，如何統(tǒng)籌協(xié)調(diào)高速公路“人、車、路、環(huán)境”各要素，加快推進新基建時代智慧高速建設(shè)，提升管理服務(wù)能力，實現(xiàn)“4個交通”（綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通）的發(fā)展目標(biāo)，成為了行業(yè)的重要課題。

　　高速公路由電子信息化跨入數(shù)字化時代，以ETC自由流收費為起始，未來高速公路向智慧高速不斷演進。數(shù)字化是智慧高速的基礎(chǔ)，主要重點在路網(wǎng)的感知+認(rèn)知，在感知認(rèn)知的基礎(chǔ)上，逐步構(gòu)筑智慧路網(wǎng)，最終實現(xiàn)人車路互信協(xié)同。

　　

　　高速公路的演進路線圖

　　圍繞“全路網(wǎng)感知、全方位服務(wù)、全天候通行、全過程管控、全數(shù)字運營”的建設(shè)總目標(biāo)，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(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。

　　進一步打造出行安全保障體系，實現(xiàn)高速公路快速安全通行，遠(yuǎn)期依托基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、路運一體化車路協(xié)同、北斗高精度定位綜合應(yīng)用、基于大數(shù)據(jù)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)，實現(xiàn)全天候安全通行以及無嚴(yán)重安全事故的美好愿景。

　　實現(xiàn)ETC收費設(shè)備的全覆蓋，構(gòu)建大數(shù)據(jù)驅(qū)動的智慧云控平臺，通過智能系統(tǒng)、車輛管控等手段，有效提高高速公路的運行效率，將車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(chǔ)設(shè)施，在新能源新材料行業(yè)應(yīng)用上，鼓勵在高速公路服務(wù)區(qū)、邊坡等公路沿線合理布局光伏發(fā)電設(shè)施，與市電等并網(wǎng)供電。

　　借助新技術(shù)，構(gòu)建人車路協(xié)同綜合感知體系以及路網(wǎng)綜合運行監(jiān)測與預(yù)警系統(tǒng)，全面實現(xiàn)自由流收費，未來還可通過構(gòu)建車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，全面支持自動駕駛。

　　未來十年，中國智慧高速公路的建設(shè)在新技術(shù)、新模式、新業(yè)態(tài)等方面將面臨以下挑戰(zhàn)：

　�。�1）感知內(nèi)容少、智能化程度低。

　　智慧高速的轉(zhuǎn)型升級離不開數(shù)據(jù)，當(dāng)前感知設(shè)施布設(shè)范圍覆蓋不足，檢測手段智能化程度低，數(shù)據(jù)感知有待進一步完善。

　�。�2）數(shù)據(jù)共享不充分、分析能力弱。

　　高速公路數(shù)據(jù)分析主要還是依靠車檢器及視頻采集的數(shù)據(jù)，缺乏其他方式采集的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，也缺少收費等數(shù)據(jù)的融合，對實時數(shù)據(jù)的分析處理能力較弱。

　�。�3）業(yè)務(wù)不聯(lián)動，協(xié)同不密切。

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

　�。�4）預(yù)測能力差、輔助水平低。

　　因缺乏數(shù)據(jù)支撐，導(dǎo)致系統(tǒng)預(yù)測能力差，無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(yīng)速度慢。

　　感知手段不全面，智能化程度低，導(dǎo)致事件發(fā)生后無法第一時間掌握現(xiàn)場狀況，無法快速生成應(yīng)急指令，從而降低了響應(yīng)速度和指揮效率。

　�。�6）問題溯源能力差、管控水平弱。

　　因缺乏全面感知的數(shù)據(jù)，無法對事件發(fā)生的根本原因通過仿真等方式展開溯源，無法確定問題癥結(jié)，導(dǎo)致無法實現(xiàn)精準(zhǔn)化管控。

　　（7）未真正形成綜合管控網(wǎng)絡(luò)。

　　當(dāng)前高速公路設(shè)備及系統(tǒng)的運維管控尚處于被動模式，亟需一個綜合的管控網(wǎng)絡(luò)和運維平臺進行統(tǒng)一、高效、自動化的管理和服務(wù)。

　　此外，還存在著網(wǎng)絡(luò)安全問題突出、信息孤島化嚴(yán)重、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范有待加強、公眾服務(wù)質(zhì)量有待提高等問題。

　　智慧高速是一場技術(shù)、發(fā)展模式及服務(wù)等全方位的變革，需要構(gòu)建“數(shù)字化感知”“泛在聯(lián)接”“數(shù)字平臺”“智慧應(yīng)用”的整體體系。在這場變革中，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(xiàn)在6個方面：全面感知、智能分析、協(xié)同運行、自主決策、瞬時響應(yīng)及精準(zhǔn)管控。

　　具備對高速公路沿線設(shè)施、承載車輛、運行環(huán)境等進行全面、智能、實時、準(zhǔn)確的感知能力，能夠主動感知異常情況，為后續(xù)自主決策、瞬時響應(yīng)和精準(zhǔn)管控提供數(shù)據(jù)支撐。

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

　　具備高速公路路段內(nèi)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，實現(xiàn)互聯(lián)與協(xié)同聯(lián)動的能力，以助于提升管理效率和服務(wù)水平。

　　具備利用機器學(xué)習(xí)技術(shù)開展高速公路異常事件自主學(xué)習(xí)的能力，可針對高速公路運行異常進行實時運算，精準(zhǔn)推測發(fā)展軌跡和結(jié)果，快速提出最優(yōu)行動方案，以全面提升高速公路的決策水平。

　　具備實時感知應(yīng)急事件的發(fā)生、迅速判斷應(yīng)急事件的級別、瞬間生成詳細(xì)處置的預(yù)案、快速調(diào)動應(yīng)急處置資源的能力，以全面提升高速公路的應(yīng)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，具備主動開展路段級、車道級、特殊車輛精準(zhǔn)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(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化為基礎(chǔ)，萬物互聯(lián)；以數(shù)字平臺為核心，構(gòu)建多業(yè)務(wù)場景解決方案，即通過1套全要素感知+1個高速大腦+N個智慧應(yīng)用，實現(xiàn)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(gòu)圖 全路網(wǎng)感知

　　路網(wǎng)的感知需要依賴大量的傳感器、車流量檢測器等采集設(shè)備。通過聯(lián)通物理世界和數(shù)字世界，讓數(shù)據(jù)、軟件和AI算法在云邊端自由流動，推動交通基礎(chǔ)設(shè)施的全方位感知及信息的實時交互。

　　通過5G等聯(lián)接技術(shù)，打造全覆蓋、低時延、高可靠、超寬、無損的網(wǎng)絡(luò)通信能力，以實現(xiàn)無縫覆蓋、萬物互聯(lián)。

　　為了保障特殊情況的及時處理，及時恢復(fù)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(yīng)用為核心，縮短端到端的延時。華為解決方案中，將算力和AI能力下沉到邊緣側(cè)，縮短了業(yè)務(wù)處理的時延，同時，邊側(cè)對無用數(shù)據(jù)進行剔除再進行回傳，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(shè)中最核心的內(nèi)容，是支撐全業(yè)務(wù)場景、全生命周期行業(yè)智能升級的引擎。智慧高速建設(shè)的智慧應(yīng)用，本質(zhì)上要能夠?qū)⒏兄�到的�?shù)據(jù)，打通孤島，打通傳統(tǒng)的煙囪式系統(tǒng)，對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一匯聚、治理，通過深挖數(shù)據(jù)價值，盤活數(shù)字資產(chǎn)，使能智慧應(yīng)用，最終實現(xiàn)智慧高速的一張圖。

　　通過與客戶和伙伴的協(xié)同創(chuàng)新，幫助交通客戶在業(yè)務(wù)上實現(xiàn)安全、效率、體驗的全面提升。從建、管、養(yǎng)、運、服的每個維度都能夠達到精準(zhǔn)管控，最終體現(xiàn)在出行指標(biāo)上：道路事故率下降、通行能力提升、道路擁堵率下降及運營成本下降。
　　智慧高速公路的建設(shè)探索

　　智慧高速要實現(xiàn)數(shù)字化、信息化、智慧化，決定了智慧高速建設(shè)要有以下幾個方面內(nèi)容：

　　對高速公路的基礎(chǔ)設(shè)施運行狀態(tài)進行數(shù)字化表述，讓物能夠“說話”（三維高精度地圖，路面橋梁隧道邊坡的運行狀態(tài)感知），提前進行危險預(yù)警處置。

　　通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)字化的設(shè)施連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，物和物之間能夠?qū)υ挘▽崿F(xiàn)路上的設(shè)施動態(tài)管控，車輛提供個體的信息服務(wù)）。

　　在網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)幕�礎(chǔ)上實現(xiàn)智能反應(yīng)與調(diào)控（車路交互，基于大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)整體協(xié)調(diào)控制）。

　　借助萬物互聯(lián)，使高速公路能夠精準(zhǔn)泛在感知，車輛全程受控，在人類智慧的驅(qū)動下優(yōu)化運行。

　　通過覆蓋F5G全光網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)天地一張網(wǎng)，構(gòu)建人車路協(xié)同的綜合感知體系，依托高精度地圖及北斗高精度定位，以全面支持未來的自動駕駛。

　　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)新場景化解決方案，可以更好地支持車路協(xié)同的自動駕駛。2019年，曾在復(fù)雜的道路條件下，利用C-V2X蜂窩車聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)、高精度地圖等先進技術(shù)，進行了大小車多類型毫秒實驗的L4級自動駕駛、車隊編隊全場景測試。

　　在湖南，華為攜手湖南高速集團進行了在線收費稽核科技攻關(guān)，將路網(wǎng)運行車輛的計費流水、車輛牌識流水及車輛的全量特征進行多維數(shù)據(jù)融合、人工智能算法的在線訓(xùn)練，實現(xiàn)了秒級診斷分析和在線自動預(yù)警響應(yīng)，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，將有力帶動信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。

　　智慧高速公路未來的發(fā)展趨勢是朝著車路協(xié)同（LTE-V）自動駕駛邁進，實現(xiàn)人－車－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(qū)動，智慧高速已迎來了新時代，這對我們來說既是挑戰(zhàn)，也是機遇！我們相信，在各位交通人的共同努力下，智慧高速將迎來一個美好的時代！