37-9-1智慧公路发展及建设展望

1、智慧公路发展及建设展望我国交通部门此前已明确提由在交通运输的建设过程中，要以信息化作为一项重要的载体，全面提升我国的交通运输管理能力和服务水平。2018年年初，为推动新一代国家交通控制网及智慧公路试点有序开展，防止试点同质化、碎片化，交通部发生了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，决定在北京、河北、吉林、江苏、浙江、福建、江西、河南、广东九省市加速智慧公路试点，由此拉开了我国智慧公路建设的序幕。一、智慧公路试点的主要方向：（一）基础设施数字化应用三维可测实景技术、高精度地图等，实现公路设施数字化采集、管理与应用，构建公路设施资产动态管理系统；选取桥梁、隧道、边坡等，建设基础设

2、施智能监测传感网，实现交通基础设施安全状态综合感知、分析及预警功能。北京、河北、河南、浙江重点实施。（二）路运一体化车路协同基于高速公路路侧系统智能化升级和营运车辆路运一体化协同，利用5G或者拓展应用5.8GHz专用短程通信技术，提供极低延时宽带无线通信，探索路侧智能基站系统应用，选取有代表性的高速公路，以及北京冬奥会、雄安新区项目，开展车路信息交互、风险监测及预警、交通流监测分析等。北京、河北、广东重点实施。（三）北斗高精度定位综合应用建设北斗高精度基础设施，实现北斗信号在示范路段（含隧道）的全覆盖，在灾害频发路段实施长期可靠的监测与预警；探索开展基于北斗高精度定位的高速公路通行费收费应用研

3、究，强化技术储备。构建基于北斗的高速公路应急救援一体化管理系统，实现车辆人员的迅速定位与救援力量的动态调度和区域协同。江西、河北、广东重点实施。（四）基于大数据的路网综合管理构建基于大数据的高速公路运营与服务智能化管理决策平台，应用在区域路网综合信息采集、运营调度、收费、资产运维养护、公众信息服务、应急指挥。利用无人机等移动手段，提高运行监测和应急反应能力。利用新媒体、公众信息报告等渠道，实现互动式现场信息采集。开展智能养护、路政和路网事件巡查智能终端示范，融合互联网数据和行业相关数据开展路网运行监测系统建设。福建、河南、浙江、江西重点实施。（五）“互联网+”路网综合服务利用互联网+”技术，探

4、索基于车辆特征识别的不停车移动支付技术。开展基于移动互联网的服务区停车位和充电设施引导、预约等增值服务。探索开展高速公路动态充电示范，实现新能源汽车动/静态充电。开展低温条件下精准气象感知及预测，以及车路协同安全辅助服务等。吉林、广东重点实施。（六）新一代国家交通控制网建设面向城市公共交通及复杂交通环境的安全辅助驾驶、车路协同等技术应用的封闭测试区和开放测试区，形成新一代国家交通控制网实体原型系统和应用示范基地。江苏、浙江先行研究推进。二、智慧公路主要研究方向（一）对车流量监测、控制、疏导智慧公路可通过交通资讯信息的收集和传递，通过路面预埋的重量、车速等传感器对每一辆行车的数据采集，通过分段环

5、境采集设施，如风速传感器、路面结冰传感器、路面湿度传感器、雨量传感器、能见度传感器等数据的采集，实现对车流在时间和空间上的信息提示、风险预估、车辆引导、科学分流，避免公路堵塞，加强公路用户的安全，以减少交通事故的发生，并改善了高速公路交通运输环境，使车辆和司乘人员在高速公路上安全、快速、畅通、舒适地运行。通过车辆信息传感器的预埋架设，将采集回来的数据通过系统进行多维度的分析，可以自动联动执行交通信号灯控制显示，通过信号灯时长的科学规划，减少拥堵引流通行；环境信息采集器同样将采集的数据进行汇总分析，结合车辆信息传感器的数据，将实时的路况显示在阶段性路段进行可视化提醒及流量状态提示，以显示牌、路灯

6、显示屏的形式呈现给行车用户，便于提前规划司机行程路线。与传统道路管理相比，其本身最大的特点在于运用多种信息传输设备，以信息的收集、处理、发布及分析为主线，为交通参与者提供了多样化的服务该种实施方案重点集中在物联网信息获取、传输及大数据分析，丰富的机动车行驶信息及自然环境的有效结合并通过合理的模型搭建，能够给由安全、舒适驾驶的最优建议方案，所需的数据采集传感器非常成熟，综合模型也已经被探索迭代6年以上，有较强数据整合分析能力的互联网公司、软件企业在一定的政府资源授权的情况，可以逐步实现这一愿景。2、对公路本身结构监测道路本身经过长期气候环境影响及通车荷载累积，其内部结构随时间和外因逐步产生变化，

7、而大部分路面病害均源自面层以下格结构层所受各种力和其他因素造成，而这些前期的损坏征兆都无法通过直观表面观察了解到；传统的方式都是直接通过路面外部表征信息，来分析判断路面的破坏情况，这种方法不能从根本上认识到道路破坏现象，更没有澄清路面损坏的本质是由于其中的一层或者多层，在行车荷载、环境荷载及材料本身老化的耦合作用下，道路结构内部细观损伤不断积累，而超过临界状态时发生的必然现象。智慧公路建设从公路内部不可见的地方进行实时监测，通过信息的采集真实地了解公路内部在交通荷载、环境荷载及材料本身老化等耦合作用下的力学响应以及道路结构的内部的温湿度变化，在道路结构的不同层位根据需求预埋不同功能的传感器，直

8、接获取相应的信息，如：路面结构、裂缝、滑移、温度、荷载、表面变形、边坡地基形变、土地内部位移监测、地下水位等监测关键因子。这种智慧公路实施方案早在2000年初就被国外研究人员提由并一直进行试验，由于公路基层预埋传感器涉及诸如：力学采集模型、供电/传输方式、抗压、抗冲击等技术壁垒，目前仅停留在实验室阶段，还罕有成熟的应用案例落地，在国家建设发展几十年来，公路建设由之前的“以建代养”到“养建并重”乃至如今的“养护优先”原则，路桥建筑基础病害提前预防举措越来越受到国家相关部门重视，通过内部结构的关键信息指标采集分析，能够提前发现病变隐患并做及时的养护处理，将一定程度上减少养护成本及行车安全隐患。目前

9、做此类研究的多为路桥研究院及高校科研队伍，缺少一线施工企业的参与落地试用使得成果转化率极低，此类用科学的方法对路桥内部进行结构监测举措不被路桥施工企业所重视，也是导致发展缓慢的一个原因，需要产学研用的结合才能更快地推进此类智慧公路实践的发展。M峥*口毡第I色好*苜晨,好解卜*KAJ*嘱*t，*W，»篁0配婚我,Si#tt««CMn)匈轮id帖型选水士鼻此地用k，I-T，%幺距条丈设小窗图3、太阳能公路储能发电从公路铺设材质本身差异化，由常规的沥青路换成了太阳能光伏面板，具结构暂设为三层组成，最上面一层是触感类似沥青的透明混凝土，起到抗压抗磨适当增大摩擦的作用，中间

10、层是太阳能板，用于吸收太阳光，在太阳能板以下是一条隔离带，确保土壤不会自下而上地干扰材料。据统计公路的实际使用率平均时间占35%左右，大部分时间都属于闲置状态可以进行太阳能吸收。这些顶层的混凝土透明度很高，可以让阳光充分照射太阳能电池板，同时该材料十分牢固，而且并不十分光滑，可以保证汽车在上面快速驾驶而不打滑，当遇到下雨天，特殊的构造可以让雨水迅速流走，而不会因为积水而影响汽车和行人的由行，感知到路面有积雪时还可以通过电热丝加热释放适量迅速清除积雪；这些道路中还安装了一些发光二极管，可以在阴天或夜晚自适应亮起作为道路标志引导行车。光伏公路不仅要满足路面融雪、排水、引导行车，本身作为太阳能采集设备，在晴天采集的太阳能能够转化为电能通过国家电力网络进行电