新一代国家交通控制网将建立高度数字化和交互的交通系统。滕学蓓供图
日前，交通运输部办公厅发布《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》，明确指出了智慧公路和新一代国家交通控制网的研究方向，以及下一步要进行的试点示范。新一代国家交通控制网和智慧公路什么样，行业在相关领域内进行了哪些探索，取得了怎样的成果？近日，记者带着上述问题采访了业内研究机构的专家和相关企业负责人，进行深入了解。
1高度数字化出行更有把握
“在未来的出行场景中，出行者可以提前掌控出行全过程，充分预知前方道路状况并及时作出调整，让自己的出行是可控和可靠的，出行更加高效便捷。”交通运输部公路科学研究院原总工、国家智能交通系统工程技术研究中心（简称国家ITS中心）首席科学家王笑京对记者描述了新一代国家交通控制网的蓝图，“在高度数字化的环境中，交通系统的各个元素在未来宽带移动通信和计算技术的支持下，将实现越来越多的互动，交通系统通过各种手段干预所有的交通参与者，即所谓的实施一定的控制手段。届时，不只是车辆，参与交通的人、物、基础设施等元素都将处于万物互联、可控可知之中。”
以往我们对控制一般的理解是传统的经典闭环控制，但交通系统中控制的含义更为宽泛，如高速公路的全封闭全立交，就是系统的边界控制，大大提高了道路交通的运行速度和安全性；再如标志和标线提供固定信息服务，在交通法规下制约的环境下也是一种控制手段，多数驾驶者都能遵从；说到动态车载导航，更是一种控制手段，对出行者个体而言，能够找到最便捷的行驶路线，而从交通系统来说则是用信息技术的手段将交通流更合理地分配到路网中，以实现路网效率的提高。
新一代通信和信息技术支撑实现高度数字化和交互的交通系统，对数据的充分掌握和利用将实现路侧交通系统控制端与车辆之间、车辆与车辆之间的互动。特别是辅助驾驶系统和自动驾驶系统在车辆上在逐步应用，将更大幅度提升控制的效率，进而使道路交通系统的运行效率和能力进一步提升，这就是新一代国家交通控制网要实现的。
我国高速公路机电系统已有相当的规模，但用高度数字化和实时交互的要求来衡量还有较大差距。道路上设置的各种检测仪器，数据的质量和可用性并不强，如大量的路侧摄像头，采集的海量图像信息并不能用机器来计算，有效评估道路的运行状态和参数；互联网公司能够提供路段的大致运行速度，但仅是路段速度采样的平均值，缺乏交通流的细节；干线光缆通信系统和公共移动通信系统（4G和未来的5G），缺乏路侧和车辆、车辆和车辆之间的高可靠、高带宽、低时延的数据交互（通信）系统。
2自主知识产权技术“底气足”
在国家有关部门支持下，国家ITS中心（北京中交国通智能交通系统技术有限公司，简称中交国通）联合多家单位，完成了新一代国家交通控制网总体建设方案的制定，并形成了数十个应用场景。下一步，将在国家的总体规划下加快交通传感网、数字化交通基础设施和高带宽低延时的路侧无线通信设施的建设。
值得一提的是，在国家重大科技专项支持下，具有完全自主知识产权的超高速无线局域网技术已经在我国高速铁路和地铁上完成了工程性试验，实现了产业化。在京津城际高速铁路上，以每小时公里高速运行的列车和路侧能够实现高带宽、超低延时的数据可靠传输，同时传输的40多路图像无抖动、无中断。
这么“靠谱”的出行技术，在技术上我国提早做了多久的功课？王笑京从书架上抽出《智能交通系统体系框架原理与应用》一书，在这本出版于年、书页有些泛*的书中，已经把智能交通的未来发展方向预测到“智能控制”层级，并且在智能交通的物理构成上将AI（人工智能）等技术的发展现实列入其中。
这套超高速无线通信系统所具有的高可靠、低延时、精确定位等多项优点，为如今新一代国家控制网和智慧公路各项工作的开展提供了基础的技术保障。该套系统的成功研发，突破了发达国家的技术封锁和知识产权壁垒，大幅提升了我国智能交通领域科研水平和实力。
“真正能应用于行业实践的科研成果才是好的科研成果。近二十年来，国家ITS中心的技术转化实体——中交国通也一直致力于我国智能交通和智慧公路产业化的发展，将我们最新的科研成果不断推向全国的路网系统中，真正为全国路网‘再升级’。”王笑京补充说。
智慧公路为民众带来更好出行体验。本报资料片
3致力于中国路网“再升级”
我国的智慧公路怎么建？中交国通董事长、总经理孟春雷告诉记者，新一代交通控制网和智慧公路是在现有公路机电与信息系统的基础上，有机融合并对其提升与发展。具体可分为智慧基础设施、智慧管理服务以及交通能源互联网三个部分，应能对交通、环境和基础设施结构状态进行充分感知并互动，根据融合数据建立高度智能化的神经系统，并为管理者和用户提供基于用户身份的伴随式智能服务，这些功能均要构建于充分的网络信息安全体系基础上。新一代交通控制网和智慧公路能够对传统的设备、数据、信息进行客观评估，与之有机融合，保留精华，剔除糟粕，相关研究机构及企业应有胆识和信心进行体系化的创新提升。
中交国通多年来一直致力于智能交通的系统性研究，为新一代交通控制网和智慧公路建设提供一体化解决方案，依托国家智能交通系统工程技术研究中心和交通运输网络安全技术行业研发中心，针对行业痛点问题，务实提升交通运输安全性、可靠性和便利性。新体系的最大特点是有效、互动、伴随与融合，将改变原先“道路是主体，信息系统是附属”的观念。
“不仅如此，我们还考虑交通基础设施网与信息网、能源网‘三网融合’的发展趋势。”孟春雷说。智慧公路的发展离不开信息网和能源网的发展，因此在智慧公路建设中要注重利用能源互联网技术有效提升能效，科学利用新能源并为新能源载运工具提供有效能源供给，降低设备故障并减少对交通的干扰，提升交通安全水平，最终将智能交通回归提高交通效率和安全的本质。
智慧公路同样强调了信息的交互性。信息技术、数据技术在交通领域的创新应用，使得大数据与智慧公路深度融合，有效促进了*府、社会与个体作为监测与被检测对象、服务与被服务对象之间的良性互动，提升道路服务能力，给民众出行带来更好体验，使出行者体验到中国路网“再升级”的实效。
信息采集App可随时了解公路建设进度，并保证数据真实。李丽供图
建设核查
手机看进度遥感验真伪
“以前厅里要想知道公路建设进度，收到的信息都是图表和文字，不够直观，现在可以在手机上随时查看公路建设进度的现场照片，重要的节点工程都有，直观又方便。”河南省交通运输厅相关负责人介绍，公路在建设过程中，施工人员用手机拍摄重要工程节点的照片，并上传到App平台上。管理部门以往要了解详细信息和真实数据，需要到施工现场实地考察，现在拿起手机一点，只需几秒就可以了。
记者了解到，这款由中国交通通信信息中心遥感技术团队开发的公路信息采集App已经在河南、湖南、贵州等多个地区开始应用。该团队的技术负责人告诉记者，公路信息采集的关键是效率和质量。这种信息采集方式简单易上手，施工方在建设过程中可以随时采集上报，在没有移动网络的地方，还支持离线采集，解决了效率问题。上传的照片与GPS结合，可显示拍摄位置，管理人员如有疑虑，还可以通过遥感影像对建设进度进行比对，防止上报信息作假，解决了信息质量问题。
据介绍，这款针对公路建设进度核查的应用，同时对公路基础设施进行了初步数字化。系统的GIS图上不仅显示了公路线行走向，展示包括服务区、桥梁、隧道、渡口在内的重要节点工程照片，还能显示道路的详细信息，如车道数、宽度、材质和建设日期等。今后无论是开展公路养护还是改扩建工程，都可以此作为数据支撑。
据了解，遥感技术团队陆续开发了对中央投资新改建项目信息采集系统、建制村通畅项目信息采集系统和公路灾毁信息系统。仅在年，就采集建制村信息余条，采集的属性信息项在20类以上，包括项目名称、省市县区名称、建制村编码、建制村名称、开工月份、路线编码、路线名称、控制点名称、经纬度等信息。
智能养护
施工全过程“掌上”监管
“除公路建设阶段外，后续在公路的养护、管理、运营层面，同样可以实现‘掌上操作’，信息快速反馈，及时进行处置。”中公高科养护科技股份有限公司技术人员介绍说，研究团队在吉林省通化市开展示范试点，应用了“基于手持移动终端的智能化养护管理系统（iRoad）”。该系统整合吉林省现有公路信息化资源，有效提升了路网管理效率。
该套手持移动终端系统共建设了日常养护管理、应急处置管理、科学决策管理、出行服务管理等四个业务应用系统，可满足市、县、养护公司三级单位对日常保养、小修养护等日常性养护业务的管理需求，实现了日常养护作业的过程监管，以及小修病害的巡查上报、任务派发、施工现场监管、验收计量等日常养护闭环智能管理。
养护人员在日常巡查中，可以通过手机查看以往的巡查记录，并自动形成新的巡查记录。各级管理机构通过系统查看养护工人的工作记录、巡路轨迹，加强养护出勤管理。在巡查中发现任何问题，都可以通过手机App上报，采集信息或照片传送至后台系统。
公路巡查还可通过在养护巡查车辆上安装前方景观图像采集装置、GPS装置、数据采集传输系统等装置来实现，进行病害图像的自动定位、判别及传输，从而提高养护巡查效率。系统能够自动对各类病害及路产损坏进行诊断，生成相应的养护建议方案。
县公路段在收到上报的病害情况后，进行现场核实或勘查，指定维修方式，预估维修工作量，通过手机App操作或集中PC端操作进行派单。在养护施工中，施工人员在关键工序以及完成养护任务后，利用手机App采集上传施工照片等信息，上报上级主管单位。主管单位可通过系统实时或定期检查养护作业规范和养护质量。
施工完成后，养护道班班长通过手机App填写工程量清单，经养护公司审核后发起工程验收申请。县公路段接收到验收申请后，定期对全部申请验收项目进行现场复核并上报市公路处，市公路处定期对项目进行现场抽检，根据抽检合格比例调整计量单价，生成最终计量验收单。
除了可跟踪日常养护管理的全过程，该系统还建立了应急处置管理子系统，基于手机端开展道路阻断事件、公路灾害、交通事故、养护施工等应急事件信息的高效快捷采集，以及通过地图操作，进行物资与队伍调度、通信指挥、任务派发，实现了公路管理的智能指挥调度。
应急处置
预知道路状况事故高效处理
交通事故处置是高速公路运行管理中的重要一环，事故处置是否及时、车辆能否快速疏导，是最大程度降低交通事故影响、恢复交通正常运行的关键所在。同时，后方驾驶人员如果能够及时获知前方交通状况，在发生交通事故时提前避让或绕行，将带来更良好的行车体验。
“前方长下坡发生交通事故，服务区加油车辆排起长龙，隧道突发火灾，驾驶员希望都获取到实时动态消息，及早作出调整。”江西省宁都至定南高速公路（简称宁定高速公路）项目办副主任费伦林介绍说，宁定高速公路引入北斗卫星技术，建立快速应急救援与指挥调度系统，整合报警手机定位、路况预判、应急救援指挥调度、分流预案、应急信息提示、手机短信推送、无人机指挥、应急救援车北斗车载终端和指挥车现场视频传输等功能，为及时高效地开展应急救援提供了技术保障。
宁定高速公路运营管理部门与电信运营商合作，实现了手机报警定位。一旦车辆发生交通事故，通过车主拨出的报警电话，应急指挥平台能够自动定位事故车辆位置。同时，系统配备的应急指挥车将携带无人机设备,根据北斗导航快速到达现场，进行空中侦察。应急指挥车将无人机空中拍摄的高清图像，通过VSAT宽带卫星通信链路实时传输至赣州高速应急指挥中心，为后方管理部门共同进行现场应急指挥提供依据。
通过安装在车辆上的北斗卫星定位装置，可对宁定高速公路上行驶的养护巡查、路*、救援、交警车辆进行定位，便于运营单位与高速公路交警、路*及救援单位建立联勤联动机制，在发生应急事件时立即出动，有效提高应急救援的处置能力。
结合事故严重程度，应急指挥平台将进行车辆拥堵预判，根据事故路段拥堵情况，启动车流分流预案，对后方车辆通过手机短信自动推送、沿途情报板提示等方式，提醒车辆绕行拥堵路段，减轻事故区域的车流压力。
针对情况较为严重的事故现场，平台会自动启动相应的应急指挥等级，通过应急指挥中心调动交警、路*、排障、医疗等相关资源，对事故现场进行救援，大幅缩短了事故救援所需时间，减少因救援不及时造成的人员伤亡。
据了解，宁定高速公路是江西省首条智慧高速公路，也是交通运输部全国第一批以智慧高速为主题的科技示范工程。除基于北斗技术的快速综合应急指挥调度系统外，宁定高速公路以自主研发的运营管理服务平台软件为依托，在综合运营管理服务平台、智慧服务区、山区特长纵坡、隧道集成和区域应急指挥中心等多个方面进行了实践，打造智慧高速科技示范工程。
宁定高速公路应用北斗系统，联合多方开展应急事件处置。肖扬铭供图
观点利用“互联网+”开发路网大数据
北京恒达时讯科技股份有限公司技术总监刘继恩
从外场感知设备层面来讲，除利用已有的交调站、交通气象站、北斗定位之外，路网数据采集应注重经济可行性、维护性和可持续性。新型中小桥梁的健康检测设备，可检测位移、振动（振幅与声纹）和交通量。高、中、低级不同配置的三维可测实景设备，一体化的应用软件和人工智能图像识别设备，以及可在团雾路段、高速匝道、隧道、夜间行驶等场景下预警和诱导的智能诱导设备等，都有助于数据采集及应用。
从数据层面来讲，在充分利用行业已掌握的数据外，应通过“互联网+”的手段，补充完善现有数据，使之成为完整、准确、及时的交通大数据。在河南、陕西、江西等地的良好实践，通过利用这种“拿来主义”的方法，与互联网地图公司开展合作，解决了互联网交通气象、交通流、交通事件、空间数据与行业数据的融合问题。
从平台层面来讲，由于大数据和传统的结构化数据不断融合，因此需要对传统的数据交换平台、中间件平台和GIS共享平台进行改造，建成大数据综合平台，为相关应用提供强大的技术支撑。“十二五”期间，多省份的交通运输厅及公路局开展了GIS共享平台的建设工作，目前综合了空间大数据后进行升级改造的平台，已升级成为GIS共享平台2.0版。
从应用层面来讲，行业管理正在不断打破传统，探索新模式，从碎片化应用逐步转向一体化应用，从查询统计应用逐步转向辅助决策应用，从综合展示应用逐步转向数据挖掘应用，从业务应用逐步转向“互联网+业务应用”。陕西、河南、江西、内蒙古等地的交通运输厅、公路局、高速公路公司在交通运行监测调度和公路水路安全畅通的应急处置领域进行了大量的应用实践。此外，在公众服务方面，开展*企合作将充分发挥“互联网+”优势，促进移动支付、信息发布、业务办理等业务更加便捷、易用，为民众提供更好服务。
（作者：本报记者孟庆丰李安琪特约记者滕学蓓）
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责编/吴倩审核/连萌
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