科技时代如何优化高速公路信息化与智能化建设探究

王曦 黄敏

摘要 近十年来，我国加快高速公路建设，打造了一条经济发展的主干线，为社会主义市场经济带来了强有力的支撑。信息化与智能化技术的广泛应用，不仅适应了人们对公路出游的新要求，而且还能够提高管理效率，加快公路运输速度，保障安全，为交通运输行业的可持续发展带来了有力保障。研究公路信息化与智能化管理的必要性，不仅可以改善公路技术水平，而且还可以高效地改善现有的管理模式。文章从公路信息化与智能化管理的角度出发，对当前国内公路管理工作的现状进行了深入分析，并提出了一系列行之有效的改进措施和建议，以期达到更好的管理效果。

关键词 科技时代；高速公路；信息化；智能化

中图分类号 U495文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）09-0180-03

0 引言

随着信息技术的不断进步，公路信息化与智能化已经成为当今交通运输业发展的重要驱动力。交通运输部强调，要充分运用信息化和智能化技术，促进城市交通转换升级，实现现代化发展，以智慧交通工程建设为主阵地，加快推进公路信息化智能化，实现交通运输现代化，为社会发展提供更加有力的支撑[1]。该文从公路信息化与智能化管理的角度出发，对当前国内公路管理工作的现状进行了深入分析，并提出了一系列行之有效的改進措施和建议，以期达到更好的管理效果。

1 高速公路信息化智能化发展现状

1.1 建设成果

在“十二五”期间，中国高速公路信息化与智能化建设工作取得了显著进步，实现了规划目标。其具体表现在三个方面：

1.1.1 全国公路网运行监测与服务

2012年7月18日，交通运输部路网监控与紧急处理管理中心挂牌成立，象征着我国高速公路网络数据实行了统一即时监控，为事件的紧急处理提出了有力支持。该服务中心的功能包含运营监控、事故处理和安全出行咨询服务，已建立起覆盖全国三个管理体系的完整的高速公路网运营监控与事故处理网络系统，为社会带来更多平安可信、便利快速的安全出行咨询服务。

我国公路交通广播是由交通运输部和中央人民广播电台共同运作的广播栏目，于2012年6月26日在京津塘段FM99.6MHz开播。2015年6月29日，招商局集团与我国高速公路交通广播公司签署了合作协议，成为该广播节目的运营方。我国高速交通广播为驾驶员和旅客带来即时的路况、气象、消息、文娱等消息咨询服务，不仅能够满足日常出行的需求，还能够完成紧急情况播报和数据信息传递功用，以及根据定位的智慧差异化交通信息咨询服务，有效提升了应对突发事件和应急处置能力。

1.1.2 全国高速公路信息通信系统联网

2014年9月30日，中国高速公路信息通信系统联网工程干线传输系统完成了联调测试，华中、东南、西北、中西、西南等五个环网和东北链全部实现了贯通，使得二十五个省（自治区、直辖市）的视频图像可以实时传输，而另外三个省由于缺乏相应的设备，无法实现视频图像传输。

1.1.3 全国高速公路电子不停车收费联网

2014年3月，交通部宣布全国公路电子收费管理系统（ETC）将正式启动联网应用项目。12月26日，14个城市的高速将实现ETC上网收费。2015年底，全国十五个省（区、市）实现ETC联网运行，这标志着ETC技术的重大突破，为ETC的大范围化使用和完善服务网络系统奠定了坚实的基础。这一重大进展将为我国ETC联网发展带来强有力的支撑，为社会发展带来更为安全可靠的保障。

1.2 存在问题

尽管我国高速公路建设获得了显著的进展，为未来发展奠定了扎实的基石，但仍然无法满足“四个交通”发展战略的要求，其主要表现在3个方面：

（1）信息化和智能化缺乏强有力的推进力度，公共支撑平台的发展落后于时代发展的步伐；没有统一的信息化标准要求，信息技术数据共享的协调机制没有建立；技术基础和公开的平台发展落后，资料互换、数据共享和服务协作存在较大难度；公路运输领域各业务系统资料和软件系统之间存在着较大差异，使得公路运输领域各单位累积的大量信息未能实现有效的数据共享和应用。

（2）其他业务管理系统的应用范围较为有限，辅助管理决策能力相对较差。目前，行业信息系统的信息服务范围较窄，主要集中在基础信息收集和行业信息处理方面，缺少辅助和行政管理决定、紧急情况指令调整和公共服务的综合型功用；应对应急处置手段较为滞后，缺少领先的技术手段。

（3）公共出行信息咨询服务功能存在明显缺失，不能及时、准确地提交出游前的个人信息；出游信息发布渠道单一，缺乏利用手机网络、手机智慧终端等技术手段，从而影响了公共出游的便捷性和安全性。

2 智慧高速公路需求分析

2.1 功能需求

（1）路网运行状况监测、监控功能。过对省域路网的宏观监视，可以收集来自各级政府、企业和社会组织的信息，以便全面了解省域高速网的交通和环境运行状况、严重非正常事故的发生情况以及紧急处置资源的分布情况，并及时发现和预防重大风险隐患。

通过对市域路网的宏观监控，可以获取来自不同体系的数据，包括城市交通和环境保护运营状况、特殊交通事故状况，急救处置物资分配状况，严重影响状况，以及设备的使用率，这样就能够全面掌握市域高速公路网的状况。

（2）路网应急处置功能。根据不同类型的应急事件，将其划分为不同的等级，明确各级政府部门在处置这些事件时的权力和责任，并制订相关的应急处理程序。重大事件由省政府部门处理，其他事件由市政府部门处理。县、基层单位应当按照省、市管理中心发布的应急指令，积极开展现场调查，准确识别应急事件，及时向省、市管理中心报告调查结果，确保应急工作的顺利进行。

（3）辅助决策功能。经过对道路、天气、事故等资料的综合分析，可以提出有关这些资源的分配规则，此外还可以利用历史数据来预测未来的道路交通和天气状况。可通过评估现有资源的配置状况，实施最优化的资源。对事故应急处置程序和案件作出评价，以便继续建立相应措施和紧急处置流程。

（4）公路行业管理及监管功能。通过整合公路服务行业的各种数据和资源，实现信息库的相互融合，提高管理效率和监督能力。这样，公路领域的工作人员就可以使用行业综合管理系统来进行工作。同时，由于数据共享，各个公路行业的“跨部门、跨服务”也可以协同应用和管理。

（5）公众出行服务功能。为了满足公民出游前的需求，推出了多种信息咨询，包括路况、天气状态、建筑施工具体情况、路面控制情形、路面事故等。在途资讯业务可以利用互联网、无线广播电台、来电、短信、可变信息标志、移动手机、汽车移动手机等多种方式，获得路况、天气状态、建筑施工具体情况、路面控制情形、路面事故、路线诱导和指引等资讯；在线便民咨询可以利用其他平台，为公民带来便捷的生活服务方式，让他们在出游前有充分的准备，在出游时可以更加轻松、便捷地获得资讯；公民可以透过咨询和投诉等方式获得帮助。

2.2 数据需求

（1）高速公路网基础数据。公路网基础数据涵盖了各种高速公路的静态情况，包含路线、设施、里程碑和百米桩、应急资源、服务点、与高速相连的基层情况以及行政区划等。这些数据信息可以帮助人们更好地了解高速公路的状况。地理信息系统数据涵盖了空间结构和性质属性两个方面[2]。

相关设备基础数据包含了设备ID编码、名称、地址、桩号、安装位置、参数说明和访问方式。此外，还包括行业内各机构及其人员的详细信息。

（2）高速公路网动态数据。高速公路网交通运行及环境状态数据涉及视频、道路交通参数、天气、结构安全检测、事故、巡路车通讯、火灾报警消息、违规捕捉等。统计分析则是对这些数据信息进行数据分析和处理过程后得出的结果，可以帮助人们更进一步地了解车流量、天气特点、运行情况、环保状态、交通事故情形和隐患等。共享数据通过与其他行业和上级管理部门的合作，以提升整体效率和效能。

（3）业务管理数据。其主要包括行业信息和巡逻车调度信息等。

（4）主题数据。主要包括应急预案数据、事件处理情况、业务考核、公路网安全性、辅助决策挖掘、公众服务、视频会议、应急资源与公众交互等。这些数据可以帮助人们更好地了解和应对突发事件。

2.3 性能需求

（1）系统可用性。要求系统能够提供良好的可用性、友好的界面和易于使用的功能。

（2）系统可扩展性。为了适应业务内部和整个社会部门的需求，信息系统必须具备良好的扩展性。

（3）系统并发处理能力。系统具有出色的并发处理能力，可以同时应对多种紧急情况。

（4）信息安全。应当确保系统安全达到国家信息安全等级保护二级的标准。

3 智慧高速公路总体设计

为了满足高速管理人员和外出者的需求，该设计将采用云计算、物联网、手机网络、大数据、宽频无线移动通信技术等新型网络发展和手段，结合网络思维，对传统高速机电网络进行重建和再造，以实现省域高速的控制信息处理、紧急命令、协助政策管理工作、业务以及外出资讯咨询的信息化和智能，以提升效率和服务水平[3]。

3.1 建设定位

“互联网+高速公路”智慧高速公路旨在为高速公路信息、城市交通信息、道路交通安全管理、综合交通运输以及公共出游提供全面的咨询服务，并且重点强调用户的体验感受。

3.2 建设目标

智慧高速的建设旨在实现省域高速公路网的安全顺畅，通过信息化建设和智能管理手段，为紧急处理提出有力支撑，为规划、建设、管理工作等提出有效的决策数据分析支持，为各产业提出全面的服务，为公共旅游带来便利的信息，以及为物流信息管理、交通运输安全监督管理、水运通航等综合交通运输提出有效的支持。

3.3 建设任务

依照现阶段对高速公路建设的需求与定位分析，智慧高速公路的建设任务需要对其进行细分化。其主要包含以下几个方面：

（1）建设省、市两级大数据中心。通过建立全省和市级高速大数据中心，构建涵盖全省的数据共享系统，构建云计算服务网络平台，实现高速行业业务综合管理、运行监测与监控、应急处置、智能化辅助决策支持以及出行信息咨询服务等功能，为社会发展提供更加有效的支持。

（2）完善基础传输网络。基于高速沿线的光缆通讯网络系统，将增加宽带无线移动通信设备，以满足车内客户的入网要求，并实现车路通信等多项服务。

（3）数据库建设。智能高速公路数据库系统包含四个部分：基本数据库系统、动态数据库系统、服务数据库系统和主题数据库系统。

（4）建设数据灾备中心。为了保证全省和市级管理中心的安全，应设立数据灾备管理中心，以便对重要的数据进行有效的备份和恢复。

（5）基础数据汇集及标准化。将智慧高速公路的数据整合到省级和市级的大数据中心，确保每一类数据都是独一无二的，并且是全国统一的，经过规范化管理后储存在对应的数据库系统中。

（6）与其他部门标准化数据共享。促进与其余领域的信息资源共享，包括城市交通管理部门、天气政府部门、医疗机构和交通运输公司等，以及与上级政府部门的合作。

3.4 高速公路总体框架

智慧高速公路的总体架构由四个层次组成。

第一层是数据信息采集层，负责管理收集各种数据分析，并将其上传至大数据中心，包含外场检测设施、维护和路政管理部门以及其余各行各业共用的数据信息。

第二层是信息传输层，由光纤和无线两种通信技术构成，可以实现高效、安全的数据传输。

第三层是基础信息资源层，位于各省和市级大数据中心，旨在实现数据信息的集中储存和软硬件支撑平台。这些数据分析都可以使用结构化存储方法，用于储存非视频数据，也可能使用集群存储方式，用于储存收集的视频数据。

第四层为应用服务层，设置在省级和市级行政中枢，涵盖了高速公路行业的综合管理工作、运行监测与监控、应急处置、智能化辅助决策支持以及出行信息服务等功能。

4 智慧高速公路发展展望

伴随着新型互联网的发展，未来智慧高速的发展趋势是建立一条完善的数据服务走廊，不仅能够完成传统交通信息的发布，还能够完成汽车智慧客户端与高速公路管理服务中心之间的数据互动，以及汽车智慧客户端与路侧智慧客户端之间的数据互动，进而构建一个真实含义上的开放式互联网的高速，完成人、车、路、环保之间的智慧协作，提升交通运输效率和安全性[4]。

此外，通过推出多元化的信息技术产品，如动态交通导航、主动安全提醒等，高速公路经营管理工作企业可以获得更多的利益，从而提高他们的效益，为出游者带来更加便利的出游感受。

5 结语

总而言之，智能高速公路旨在利用互联网技术，重塑传统的公路管理和服务模型，创造一个开放式、交互的网络环境。当前，智能高速铁路的建设工作总体目标是进行数据交换与资源利用、数据信息融入与开发，进一步提高经营水平，改进旅行服务水平，达到省域高速铁路的监测信息管理、紧急指令、辅助和决策管理业务以及旅行资讯业务的智能化。

参考文献

[1]闫威. 高速公路信息化与智能化建设研究[J]. 交通科技与管理， 2021（14）： 23-24.

[2]王澤华. 探究计算机网络技术推进医院信息化建设中的要点分析[J]. 学生电脑， 2021（5）： 1.

[3]潘刚. 我国高速公路信息化和智能化建设研究分析[J]. 装饰装修天地， 2017（2）： 407.

[4]君文. 把信息高速公路铺进你的家——数码科技时代的“网络家居”[J]. 中国建设信息， 2000（13）： 4-8.