汪林：智慧公路的發(fā)展及思考

          汪林：智慧公路的發(fā)展及思考

          2020年12月18日，2020大灣區(qū)科技大會—智能交通科技發(fā)展論壇在深圳舉行，交通運輸部公路科學研究院智能交通研究中心副主任汪林就《智慧公路的發(fā)展及思考》進行主題分享。本文由ITS114整理自演講速記。

          汪林：非常榮幸能與大家交流，借此機會跟大家分享智慧公路的發(fā)展與思考。我的內容主要分為三個部分：我國公路基礎設施的發(fā)展及趨勢；車路協(xié)同對公路基礎設施需求；積極推進智慧公路的發(fā)展。

          （一）我國公路基礎設施的發(fā)展及趨勢

          1. 高速公路發(fā)展現狀

          截至2019年底，我國公路網總里程達501.25萬公里，以高速公路為骨架、普通公路為主體的公路網基本形成，二級及以上等級公路里程67.20萬公里，按整個區(qū)域來看，我國目前整個路網里程占比大概在全球排第四的位置。公路網總里程排第一是美國——690萬公里，第二是印度——590萬公里，第三是整個歐洲地區(qū)——590萬左右。道路等級，養(yǎng)護水平，路面平整度、服務水平等方面，排名前列。

          在這些年的建設過程中，信息化方面，建設了公路網運行監(jiān)測體系、ETC全國聯(lián)網系統(tǒng)等系統(tǒng)。形成了高速公路網運行監(jiān)測體系，實現每公里1個視頻監(jiān)測、每10-15公里交通流量監(jiān)測；特大橋梁和長大隧道都建立了健康監(jiān)測系統(tǒng)；部分危險滑坡地段也建立了北斗定位的監(jiān)測系統(tǒng)；形成全國公路基礎設施數據庫和地理信息系統(tǒng)。

          目前全國ECT用戶大概2.16億左右，聯(lián)網里程14.26萬公里，占汽車保有量（2019年底2.6億）約超過80%。ETC專用車道3.08萬條，非現金交易占比約65%，客車約72%，基本每隔10-15公里左右會有一個門架系統(tǒng)，是全球最大的一張ETC運營網絡。

          但依舊存在一系列運營問題，高速公路事故及事故嚴重程度等問題依然突出，區(qū)域性擁堵、惡劣氣象等阻斷事件頻發(fā)，突發(fā)事件影響時空范圍成網絡化擴散態(tài)勢。

          整個公路基礎設施系統(tǒng)面臨多種壓力：經濟社會發(fā)展對公路的需求爆發(fā)式增長；公眾安全、便捷機動化出行服務體驗；全球變暖，極端惡劣氣象頻發(fā)。此外，加之內部自身的一系列挑戰(zhàn)，所以更要建立一個智能化、智慧化的系統(tǒng)，來推動整個公路智能化的運營。

          2.運載工具的變革與更新

          同時，隨著經濟社會發(fā)展，尤其是從2016年開始，也是中國自動駕駛元年，運載工具也在不斷發(fā)生變革。

          自動駕駛/無人駕駛車的上路，將勢必改變人們出行和運輸的方式，重塑交通體系，交通規(guī)則和法則。以往的交通系統(tǒng)組成四要素是人、車、路、環(huán)境，未來的交通不僅要有通信系統(tǒng)的，還要有全感知系統(tǒng)，故此交通系統(tǒng)組成將會產生巨大改變。

          車路協(xié)同與交互趨勢明顯

          同時，車路交互趨勢明顯。預計到2025年，80%以上新出廠的車都會具備網聯(lián)功能，實際上，已經有很多車廠這么做了，但目前是通過ETC實現。5G的交通應用還有一段路要走，但趨勢已經很明顯了。未來兩三年所有的車都會具備交互通信功能，要重點考慮的應該是在路側能提供的支持有哪些，車端有了網聯(lián)功能以后，便可實現基于車的“互聯(lián)網+出行”和MaaS。未來出行，在途中能夠正常辦公和娛樂，交通出行不再是人們日常時間消耗的重要組成。

          智能化與綠色化的運載工具逐漸更新

          隨著運載工具的變化，傳統(tǒng)的燃油車慢慢向智能、綠色方向不斷演進?；A設施隨著車路協(xié)同交互的應用，形式和功能都會不斷創(chuàng)新，道路網、信息網、能源網及運輸網，將來會在一套運輸系統(tǒng)里互相融合、互相發(fā)展。

          “智慧的路+聰明的車”不斷推進交通系統(tǒng)。 未來公路基礎設施的發(fā)展融入先進信息技術，路網的事故率、傷亡率將大幅度降低，路網的承載率會大幅度提高。而自動駕駛來臨后，高速公路的一條車道通行能力將會擴大五倍，承載量有質的飛躍，交通資源得到高效利用。

         （二）車路協(xié)同對公路基礎設施需求

          車路協(xié)同應用需要從公路基礎設施數字化、高精度輔助定位、感知網絡、通信網絡、路側計算、云控平臺、網絡安全等幾方面推動建設與發(fā)展。

          1.公路基礎設施全要素、全周期數字化

          近期，數字化是熱門。包括十九大五中全會，2019年發(fā)布的《數字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》以及《交通強國建設綱要》，都明確提出要推動交通基礎設施數字化。要做車路協(xié)同，第一步必須在計算機系統(tǒng)里把路的設施轉換成0和1的二進制代碼，然后再上傳相關信息。部里和規(guī)劃司步要保證交通設施全周期、全要素的數字化，以此支撐全天候復雜的相關應用。大規(guī)模的路網數字化不可能全鋪開,不太現實。現在開展部分重點工程，在路網運行監(jiān)測方面先發(fā)揮一定的作用，同時為車路協(xié)同提供相關支持。

          比如說，今年虎門大橋異常抖動事故，本可以對橋梁系統(tǒng)實現更好的監(jiān)測、預警，但監(jiān)測過程中數據的缺失，導致了橋面抖動。故此，為了防止將來重大基礎設施的隱患，2020年的第一步工作將圍繞加強全國特大橋梁隧道的健康監(jiān)測和實時上報相關數據來開展。

           2.交通安全設施數字化

           交通標志標線、交通信號燈、護欄等安全設施的基本信息、表達信息、運行狀態(tài)、工程實施等信息的數字化。數字化的交通安全設施，便于機器讀取或自動接收，易于視頻或雷達探測與分辨的護欄與安全島。

           3.交通控制與誘導設施數字化

           可變情報板、交通警示燈、應急救援廣播等交通控制誘導設施的基本信息、表達信息、運行狀態(tài)、工程實施等信息的數字化。

           4.公路服務資源數字化

          將服務區(qū)、停車區(qū)、加油站、風景區(qū)、醫(yī)院等各種出行服務資源信息深度數字化，滿足社會公眾出行全過程對沿途資源信息的需要。

          5.搭建全方位交通運行狀態(tài)感知網絡

           l 包括應用低時延、高吞吐、多類別、低成本傳感設備，建立覆蓋綜合交通運輸的多維感知網絡；并針對交通運行的氣象環(huán)境、交通流運行狀態(tài)、突發(fā)事件、運載的貨物及乘客狀態(tài)等進行全面感知。結合眾包數據、手機信令等社會數據，豐富數據來源。

           6.高精度輔助定位覆蓋

            為自動駕駛車輛提供高精度輔助定位服務，提高車輛定位精度，特別是隧道等衛(wèi)星定位信號較弱的地區(qū)。

           7.多網融合的車路協(xié)同信息通信網絡

           比如高速公路3.08萬個收費站出入口車道，2.5萬門架系統(tǒng)，都分布在路網上，現在聯(lián)網收費在公路通信網上僅用十幾個字節(jié)，還有大幾十字節(jié)空間，拓展一些車路協(xié)同的應用是最合理的，滲透率也是最高的，也可以延伸到部分5G應用。未來可以明確應用系統(tǒng)和通用模塊的界限，但是目前而言，將會選擇最有利的模式，以此來開展整個交通通信系統(tǒng)的建設。

          8.多層級的智能路側計算架構

          廠商都希望建更多的集中到中心的路側單元，未來的路側系統(tǒng)并不是以單元去計算每一個節(jié)點。

          9.公路車路協(xié)同大數據云控平臺

          在節(jié)省交通資源效率的情況下，建立適量的云控平臺，比如平臺——視頻上云。

           10.網絡安全體系

           建設穩(wěn)固的網絡安全體系，保護車路與公路基礎設施之間，公路基礎設施相互之間信息交換過程中，相關系統(tǒng)的硬件、軟件、數據不被破壞、更改和泄露。

           （三）積極推進智慧公路的發(fā)展

           2017年,公路院團隊開展推動智慧公路的工作。2018年，交通運輸部正式發(fā)文在九省市開展新一代交通控制網與智慧公路應用試點，主要集中在東部省份，內容包括基礎設施數字化、車路協(xié)同、北斗高精度定位應用、基于大數據的路網綜合管理、“互聯(lián)網+”路網綜合服務、新一代國家控制網。

          智慧公路試點工程的啟動

          試點工程有六大亮點。

          基礎設施數字化體系以及部分構建技術逐步清晰；路運一體化車路協(xié)同測試驗證取得突破，尤其在北京、河北、廣東、吉林等地的高速上；基于自由流收費、基礎設施健康監(jiān)測等方面的北斗高精度應用；基于大數據和“互聯(lián)網+”的路網綜合管理服務。以福建為主做了一些路網綜合監(jiān)測：取消了路段中心，變成省中心+11個地市中心，構成全省的大數據路網管理中心平臺系統(tǒng)，所有的平臺系統(tǒng)由省里統(tǒng)一構建。

          江蘇省圍繞打造新一代國家交通控制網原型系統(tǒng)，形成安全輔助駕駛線路、自動駕駛線路二條測試線路；積極推進智慧公路的發(fā)展，搭建完成面向車路協(xié)同和自動駕駛的封閉和開放測試區(qū)，實現開放道路測試區(qū)6Km的車路協(xié)同輔助駕駛公交運營示范，目前改裝完成15輛公交車，實際投入運營3輛公交車。

          面向高速公路、普通公路等不同公路等級的智慧公路體系正在逐步形成。

          近期，部里通過試點制定了一系列標準規(guī)范，包括自動駕駛路側規(guī)范、智能化技術規(guī)范等。希望在座各位同仁能共迎車路協(xié)同時代的來臨，發(fā)揮各自行業(yè)的優(yōu)勢，推動車路協(xié)同的到來。

          感謝聆聽！