高速公路信息化与智能化管理的发展分析

李欣科

（兰州朗青交通科技有限公司，甘肃 兰州 730030）

0 引言

随着社会经济的快速发展，国民对高速公路的建设品质和服务水平提出了更高的要求。然而，高速公路管理工作涉及的环节和内容较多，且管理服务过程中存在较多干扰因素，若依然沿用传统的管理服务模式，则很难满足新时期背景下国民提出的更高要求。对此，高速公路建设及管理部门，需要紧跟时代发展步伐，充分利用先进的理念和技术对传统的管理服务模式进行优化创新，积极探索高速公路信息化与智能化管理的策略，这对提升高速公路管理服务品质有重要意义。

1 高速公路信息化与智能化管理的内涵

高速公路信息化与智能化管理强调，在高速公路建设管理过程中，对电子技术、大数据技术、物联网技术、网络云技术等前沿性信息技术手段进行模块化设计，然后将这些技术功能模块拼组成完整的智慧化生态系统，并融合应用到高速公路管理服务工作中，以此加强车、路、人之间的数据联动和行为交互，使管理服务的质量、效率得到显著提升，更好地保证高速公路运营的稳定性、安全性及高效性[1]。

高速公路信息化与智能化管理的主要内容是，依托信息化、智能化技术手段，大幅度提升公路运营过程中，各类数据信息的采集、分析、传输能力，以便为公路使用者提供更全面、更及时、更人性化的服务。在现有理念下，高速公路信息化与智能化管理的实现需要以下智能化系统的支持：路况信息实时采集和远程播报系统；高度集成且逻辑链路清晰的公路应急管理系统；具有较强建模能力和大数据处理能力的交通管控系统；路面车辆监控管理系统；自动化计费、收费系统；货物运输管控系统。

从现阶段的高速公路信息化与智能化管理成功案例来看，其主要具有以下两方面的直观表现：

第一，信息化发展战略是新时代国家建设发展的重要策略，其倡导各行业要充分利用现代信息技术的优势进行创新发展。而高速公路信息化与智能化管理的落实，是高新信息技术与具体管理服务的有机融合，是适应信息化发展战略规划要求的直观表现。

第二，作为国家大力支持的基础建设项目，高速公路已逐渐成为打通南北交通的经济命脉，其建设、管理及服务品质对社会经济发展有至关重要的影响。而高速公路信息化与智能化管理能够显著提升高速公路的管理服务品质，是适应社会经济建设需求和时代发展趋势的直观表现[2]。

2 高速公路信息化与智能化管理现状

作为世界上高速公路通车里程最长的国家，我国一直十分重视高速公路的建设和管理工作。目前，我国在高速公路信息化与智能化管理方面已经取得了一定的成绩：

第一，建成了全国统一的高速公路联网收费系统。在网络信息技术的支持下，实现了大部分省份之间和省级范围之内高速公路费用的联网结算，使高速公路的车辆通行效率和交通便利性得到显著提升。

第二，建成了高速公路专网专用通信网络。该通信网由数字程控交换设备、移动通信设备、应急辅助设备等核心设备构成，依托该专用通信网络，高速公路管理服务过程中各类数据信息的通信传输能力得到大幅度提升，使高速公路管理服务更具时效性。

第三，基本建成了一体化安全监控调度体系。该体系由大量的视频监控设备、环境感知设备组成，能够对高速公路的路面状况和环境状况进行实时监控，以便管理人员及时开展针对性的管理工作，确保高速公路路面交通的通畅性及安全性。

虽然现阶段我国高速公路信息化与智能化管理取得了一定的成效，但依然存在较为广阔的发展空间，如信息化与智能化管理服务体系还存在一定的漏洞，需要进一步优化完善；信息化、智能化管理系统（平台）的功能性还有较大的提升空间；管理过程中，数据资源的利用率相对较低，对各类数据资源的开发、管理及应用能力还有待提高等[3]。

3 高速公路信息化与智能化管理的发展分析

3.1 发展需求

打造“智慧高速”是高速公路信息化与智能化管理的一个重要发展目标。现阶段，国民对“智慧高速”的建设需求为：实现绿色能源网、感知通信控制网、基础设施安全及运维监管网、高速公路网、事件应急处置管理网的“多网合一”以及“云-边-端”智能化管控平台的构建，通过上述系统（平台）内各个功能模块的数据信息交互，实现高速公路智慧决策支持和运营管理服务。基于此，高速公路建设及管理部门应认识到，在“智慧高速”视域下，高速公路信息化与智能化管理具备以下发展需求：

第一，多种信息技术手段的集成化应用。即注重计算机、互联网、大数据、云计算、移动通信、物联网、人工智能等多种前沿性信息技术手段在高速公路管理服务工作中的整合应用，使“智慧高速”系统框架中，运营、算法、应急、服务等功能模块得到创新升级，进而使高速公路的管理和服务更加智慧化、人性化。

第二，协同化、一体化管理服务平台的构建。基于对现代信息技术手段的整合应用，构建“一网统管”管理服务平台，并在平台中打造高速公路管理服务专用模型。依托多类型网络系统和专用模型的支持，从“建、养、管、运、服、维”六个维度出发，为管理服务决策的制定提供数据支持，以实现路政、交警、医疗、消防等多个部门在高速公路管理服务工作中的快速联动，全面提高管理服务工作的质量和效率。

第三，能够更有力地保证高速公路的交通安全性和高效性。保证车辆在高速公路上的行驶安全性，为出行百姓提供更人性化的服务，是高速公路建设发展的根本原则。因此，在实施高速公路信息化与智能化管理的过程中，也应以上述原则为导向，充分发挥信息技术和智能化系统平台的作用，为精细化、人性化管理服务工作的开展提供有力支持[4]。

3.2 发展策略

3.2.1 加强智慧管理体系架构的构建

在“智慧高速”视域下，高速公路信息化、智能化管理体系架构的构建应以用户与服务为主体，在综合考虑物理部署、服务对象、逻辑结构、功能定位等多种因素的基础上，通过面向对象的分析方法，按照需求分析、系统模型构架、物理模型构建的流程逐步完成。具体而言：应以“公路用户”的服务需求为主导，参照国家及地区相关规范政策的要求，以及公路所在区域的实际地面情况，围绕高速公路的核心服务业务，从算法、应急、营运和服务等层面入手，进行服务体系的创新升级和服务框架的构建。通过智慧设备、智慧决策、智慧管控的应用，全面提升高速公路信息化、智能化管理服务的品质。现代高速公路信息化、智能化管理服务的典型内容如表1 所示。

表1 智慧高速公路典型服务内容

3.2.2 加强信息化系统平台的打造

为给高速公路信息化、智能化管理提供更好的工作平台和技术支持，应进一步加强高速公路管理服务相关信息化系统平台的打造，具体而言包含以下几个关键性系统平台的打造：

第一，公共信息管理平台。作为极为重要的交通运输基础设施，高速公路管理服务过程中涉及的信息数据体量非常庞大。为更加有效、快速地进行各类数据信息的处理，更好地满足高速公路信息化、智能化管理的实际需求，必须应用大数据分析、云计算、人工智能等信息技术手段，打造具备更强大数据处理能力的高速公路公共信息管理平台。平台建设过程中应保证能够对高速公路的基础设施运行数据、各路段空间地理数据、交通管理业务数据、道路运行状况数据进行全面的采集和智能化的处理，进而为具体管理服务工作的开展提供有力的数据信息支持。

第二，信息发布系统。该系统的主要功能是及时向高速公路使用者（路上车辆驾驶员）提供行车信息，以此保证车辆行驶的安全性。作为高速公路交通安全保障体系的重要组成部分，该系统应包含专用无线广播电台、路侧专用有线广播、可变限速标志、可变道路情况显示屏等智能化设备，能够及时发布恶劣天气、突发事故、道路施工等路况信息，以此引导路面车辆安全、快速通行。

第三，不停车电子收费系统，即ETC 系统。该系统应包含“车辆信息自动识别”和“逃费车辆智能抓拍”两个核心功能。在系统安装阶段，需要做好功能调试工作，确保车辆信息识别的正确率以及逃费抓拍功能的灵敏度。公路运营管理期间，应定期对系统功能进行检验，避免因系统功能异常而造成运营上的经济损失。

第四，智能化监控系统。该系统应包含两个主要功能，一个是收费站的实时监控，以此对人工收费操作流程的规范性、ETC 车道的自动收费情况进行远程监督；另一个是对路段交通情况的实时监控，及时发现路面上出现的交通事故、路面危险因素以及交通违章或应急求助等情况，以此引导公路管理单位第一时间进行处理，最大限度保证高速公路的交通安全性。

3.2.3 加强数据资源的管理与利用

数据资源是高速公路信息化、智能化管理工作得以有效开展的重要基础和关键依据，数据资源的利用水平会直接影响高速公路信息化、智能化管理的效率和质量。因此，在“智慧高速”视域下，高速公路管理部门应注重并加强对相关数据资源的管理和利用，以进一步提升高速公路信息化、智能化管理服务的品质。具体可采取以下措施来实现：

第一，基于对大数据分析、物联网、云计算、人工智能等前沿性信息技术的整合应用，构建包含基础设施层、数据融合层、应用支撑层、应用系统层和门户层五个层级架构，具备强大数据处理能力的智慧管理系统。其中，设施层可根据高速公路不同路段的应用场景、涉及机电设备的性能特点以及数据信息的感知需求，以多种点位设置形式，构建多维度的高速公路外场感知网络，以此大幅度提升数据资源采集能力；数据融合层可依托大数据技术构建针对不同管理服务需求的数据库；应用支撑层集成有融合通信、数据共享、GIS 平台、大数据分析等多种支撑工具，由此实现对各类数据资源的深度开发和智能处理；应用系统层和门户层则主要负责数据资源应用场景的创建、各类管理平台的关联以及具体服务的实施。

第二，组建高带宽通信传输系统。提高数据信息的传输质量和速度，是提高数据资源利用能力的重要举措。因此，在“智慧高速”视域下，应重视高速公路高带宽通信传输系统的组件。具体措施包括：在干线层采用光传送网技术体制，在数据交换设备方面选用远程通信端口带宽为10G 的高性能路由器；接入网采用以太网交换机组网或分组传送网，并保证带宽不低于10G，以此为外场感知设施海量数据信息的传输提供有力支撑等。

4 结语

综上所述，信息化、智能化管理是网络信息时代背景下，我国高速公路建设发展的必然趋势，对此，各地区高速公路管理部门应深刻认识到高速公路信息化、智能化管理的价值体现和发展现状，在此基础上明确其未来发展需求，通过加强智慧管理体系架构的构建、加强信息化系统平台的打造、加强数据资源的管理与利用等策略，推动其健康、持续发展。