“公路根底設(shè)備數(shù)字化是未來才智公路開展的方向及根底，我國公路的路程數(shù)已打破500萬公里，開展公路根底設(shè)備數(shù)字化是一個(gè)巨大的工程。在這個(gè)進(jìn)程中，職業(yè)不能蜂擁而至，在許多問題沒有想清楚之前，要穩(wěn)重的推動后續(xù)的建造作業(yè)。”交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研討院智能交通研討中心副主任汪林表明。

    近年來，才智公路在我國得到了快速開展，呈現(xiàn)多點(diǎn)開花、百花齊放的態(tài)勢，根底設(shè)備數(shù)字化系統(tǒng)的建造逐步得到職業(yè)的認(rèn)可，才智管控、車路協(xié)同、自動駕馭等新式技能正在加速運(yùn)用到公路根底設(shè)備網(wǎng)絡(luò)中，近期，汪林主任在2021年交通大講堂上，宣布了“才智公路建造與根底設(shè)備數(shù)字化開展考慮及主張”主題演講。

    汪林主任從新型根底設(shè)備建造、交通強(qiáng)國建造、國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃等國家和職業(yè)布局的剖析和解讀入手，介紹了新一代國家交通控制網(wǎng)和才智公路試點(diǎn)工程、交通強(qiáng)國試點(diǎn)工程、公路根底設(shè)備數(shù)字化等交通運(yùn)輸職業(yè)專項(xiàng)作業(yè)的最新進(jìn)展，并經(jīng)過對典型案例和要點(diǎn)領(lǐng)域作業(yè)要點(diǎn)的剖析，探討了未來才智公路建造和根底設(shè)備數(shù)字化的開展愿景與推動要點(diǎn)。

    01交通數(shù)字化開展趨勢及內(nèi)在

    隨著“新基建”政策的出臺，以及大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技能的蓬勃開展，從必定程度上來說，在未來的10~15年間，交通職業(yè)的開展，尤其是智能交通方向，都會圍繞根底設(shè)備數(shù)字化來打開。

    2021年國務(wù)院印發(fā)的《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃大綱》中提出，在2035年我國交通根底設(shè)備的數(shù)字化率要到達(dá)90%，在開展新式根底設(shè)備建造的一起，也要求加速既有設(shè)備的智能化改造，作業(yè)要點(diǎn)在于對路網(wǎng)管控水平的提升，對交通信息智能發(fā)布的優(yōu)化，以及相關(guān)的才智渠道的建造等等。

    我個(gè)人也或多或少參加了相關(guān)規(guī)劃的起草和咨詢作業(yè)，在這個(gè)進(jìn)程中，咱們自己也在考慮，什么是數(shù)字化?咱們都在提設(shè)備數(shù)字化，具體該怎樣做?

    在科普我國里，數(shù)字化是這么定義的：

    “數(shù)字化，便是將許多復(fù)雜多變的信息改變?yōu)榭梢院饬康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)樹立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型，把它們改變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼，引入核算機(jī)內(nèi)部，進(jìn)行統(tǒng)一處理，這便是數(shù)字化的基本進(jìn)程。”實(shí)踐上數(shù)字化便是要在核算機(jī)國際中，經(jīng)過核算機(jī)語言，以感知得到的數(shù)據(jù)作為支撐，構(gòu)造實(shí)在國際的數(shù)字化影像。在這個(gè)根底上，咱們繼續(xù)考慮，什么是公路根底設(shè)備數(shù)字化?

    個(gè)人的理解便是：在公路交通系統(tǒng)中深入運(yùn)用數(shù)字技能，運(yùn)用核算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)全感知、全聯(lián)接、全場景、全智能的數(shù)字公路國際，提升整個(gè)公路交通系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)水平，對傳統(tǒng)公路交通系統(tǒng)的運(yùn)營辦理形式，服務(wù)形式、商業(yè)形式進(jìn)行立異和重塑，進(jìn)而完成職業(yè)的轉(zhuǎn)型晉級。在前期的相關(guān)課題研討中，咱們對交通根底設(shè)備數(shù)字化的內(nèi)在進(jìn)行了一些考慮，總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

    榜首，是數(shù)字化最本質(zhì)的內(nèi)在，便是交通根底設(shè)備和信息技能的深度交融。經(jīng)過信息技能去改動現(xiàn)有交通根底設(shè)備的功用，提升設(shè)備的運(yùn)營功率，并交融到日常的事務(wù)中，更好地為交通服務(wù)。

    第二，要針對設(shè)備不同的特色信息進(jìn)行數(shù)字化。將空間特色、功用特色、狀況特色等復(fù)雜多變的信息改變?yōu)榭梢院饬康奶卣鲾?shù)據(jù)。

    第三，對不同的設(shè)備層次樹立相適應(yīng)需求的數(shù)字化模型。對公路交通設(shè)備，包含路、橋、隧、以及一些隸屬設(shè)備，依據(jù)它們的特色和運(yùn)用場景樹立相應(yīng)的數(shù)字化模型，運(yùn)用模型在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行核算處理，并采納相應(yīng)的措施。

    第四，公路根底設(shè)備數(shù)字化便是要推動公路交通根底設(shè)備從他感知、被感知，向可感知、自感知改變，更快捷更精準(zhǔn)地獲取前端數(shù)據(jù)，再經(jīng)過數(shù)字化渠道和車路協(xié)同系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布，讓路途運(yùn)用者知道“路上有什么”，讓辦理決議計(jì)劃者知道“車在干什么”。

    現(xiàn)在信息搜集和信息發(fā)布領(lǐng)域還存在許多不足，關(guān)于出行者，上了路就不知道前方的路況，也不知道前方的氣象狀況，相關(guān)信息全都不知道;關(guān)于辦理者，雖然每天都進(jìn)行交通流根底數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)，但微觀層次上的數(shù)據(jù)，例如，車上有多少人?貨車裝的什么貨?駕馭員是否疲憊?車輛的車況是什么?這些信息也搜集不到。所以咱們現(xiàn)在的方針便是樹立起一整套的數(shù)字化系統(tǒng)和配套渠道，有了數(shù)字化搜集設(shè)備，有了交互渠道，將來經(jīng)過路側(cè)設(shè)備搜集這些數(shù)據(jù)就會變得容易，從而讓運(yùn)用者更安全快捷地運(yùn)用路途，讓辦理者更經(jīng)濟(jì)高效地辦理。

    02國外開展及經(jīng)歷啟示

    在根底設(shè)備數(shù)字化研討進(jìn)程中，咱們對國外的開展思路也進(jìn)行了參考。

    美國近十年里也取得了必定的進(jìn)展，2016年發(fā)布的《公路性能監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)用手冊》中具體規(guī)則了數(shù)據(jù)的搜集上報(bào)，辦理剖析，運(yùn)用服務(wù)等數(shù)據(jù)運(yùn)用流程中各階段的職責(zé)主體和相關(guān)要求。

    美國構(gòu)建了一套路況報(bào)送系統(tǒng)，它的數(shù)據(jù)集不只包含日常的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，還包含預(yù)算數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、典型路段數(shù)據(jù)等等，依據(jù)數(shù)據(jù)會集的數(shù)據(jù)類型，擬定了相關(guān)的數(shù)據(jù)元素搜集規(guī)范，規(guī)劃了相關(guān)的處理模型，并依據(jù)GIS搭建了相關(guān)的數(shù)據(jù)渠道。

    在此根底上，2017年美國交通部發(fā)布了《路途元素模型清單2.0》，以各州為主體，規(guī)則了37個(gè)強(qiáng)制搜集的數(shù)據(jù)元素，方針是支撐整個(gè)聯(lián)邦進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理和安全決議計(jì)劃。

    《路途元素模型清單2.0》主要分為6個(gè)方面，內(nèi)容較為細(xì)致，比方說雙車道公路的路段寬度，如下圖所示，關(guān)于每種元素的搜集規(guī)范都進(jìn)行了具體的規(guī)則。國內(nèi)每年也會開展公路方面的交通普查，包含一些相關(guān)作業(yè)的精密剖析，但仍與國際先進(jìn)水平存在必定差距，例如數(shù)據(jù)搜集的規(guī)范程度，數(shù)據(jù)搜集的精度要求等等，還處于比較初級的階段。

    歐洲方面，2013年，德國把交通建造和城市開展部更名為德國聯(lián)邦交通和數(shù)字化根底設(shè)備開展部，并擬定了交通建造與城市開展和數(shù)字化的開展戰(zhàn)略，即《數(shù)字化戰(zhàn)略2025》。

    依照戰(zhàn)略的整體布置，德國將加速推動數(shù)字化根底設(shè)備建造，穩(wěn)步推動車路協(xié)同通信技能的研討與運(yùn)用，鼓舞各方聯(lián)合積極開展自動駕馭、數(shù)字化出行服務(wù)和數(shù)字化物流服務(wù)等方面的立異技能研制，從幾個(gè)不同的層面將交通和數(shù)字嚴(yán)密結(jié)合起來。

    另外在ERTRAC2019中，將數(shù)字化根底設(shè)備分為A~E五個(gè)等級。

    在分級中可以看出，與國內(nèi)不同，它從前到后都沒有提及自動駕馭的分級，只是在高等級設(shè)備中提到了協(xié)作駕馭的概念，我個(gè)人對此也是比較附和的。從根底設(shè)備的視點(diǎn)來出發(fā)，設(shè)備設(shè)備的開展更新，實(shí)踐上都是為駕馭服務(wù)的，但它并不能主導(dǎo)駕馭，也不能主導(dǎo)運(yùn)輸東西的開展。根底設(shè)備主要是協(xié)助感知，協(xié)助駕馭，供給相關(guān)信息和主張等，如果能到達(dá)這個(gè)程度，我以為就現(xiàn)已做的十分好了。

    作為交通人，可能更多要從根底設(shè)備，從路的視點(diǎn)出發(fā)，去進(jìn)行交通智能化數(shù)字化的相關(guān)作業(yè)。

    經(jīng)過前面臨美國和歐洲相關(guān)研討作業(yè)的總結(jié)，咱們得到了以下幾點(diǎn)啟示：

    榜首點(diǎn)，數(shù)據(jù)搜集的規(guī)范化，是整個(gè)數(shù)字化建造的根底;

    第二點(diǎn)，動態(tài)感知數(shù)據(jù)的獲取，是數(shù)字化的重要標(biāo)志;

    第三點(diǎn)，BIM是重要的根底設(shè)備數(shù)字化技能和東西。可是這兒有很重要的一點(diǎn)，便是現(xiàn)在咱們所運(yùn)用的BIM，包含咱們現(xiàn)在用的依據(jù)BIM的運(yùn)用渠道，它具體記錄了路網(wǎng)數(shù)據(jù)，設(shè)備坐標(biāo)，關(guān)鍵結(jié)構(gòu)物的狀況等等，如果咱們長期運(yùn)用國外的軟件和渠道進(jìn)行交通數(shù)字化建造，對國家，對咱們未來交通的開展都是一個(gè)很風(fēng)險(xiǎn)的作業(yè)。關(guān)于這方面，咱們還需求進(jìn)行一些國產(chǎn)化的考慮和布局，例如開發(fā)自主化的軟件，或者是樹立一套關(guān)鍵根底設(shè)備數(shù)據(jù)的密鑰系統(tǒng)，對中心數(shù)據(jù)進(jìn)行加密，否則一旦有突發(fā)的國際事件，將會有十分風(fēng)險(xiǎn)的后果。

    03公路數(shù)字化技能系統(tǒng)的構(gòu)建

    經(jīng)過前期咱們的相關(guān)研討，結(jié)合國內(nèi)狀況，咱們也在不斷考慮，怎樣構(gòu)建國內(nèi)的數(shù)字化根底設(shè)備系統(tǒng)?實(shí)踐上要構(gòu)建這樣的一套技能系統(tǒng)是很難的，我國現(xiàn)有高速公路路程為16.1萬公里，這樣巨大的路網(wǎng)系統(tǒng)要進(jìn)行數(shù)字化，是一個(gè)難度十分大的作業(yè)。

    所以咱們在進(jìn)行數(shù)字化系統(tǒng)的建造時(shí)，可能也會采納分步走的戰(zhàn)略，榜首步選擇部分在建的高速公路，或者要點(diǎn)的橋隧工程，進(jìn)行數(shù)字化的試點(diǎn)建造，漸漸堆集經(jīng)歷今后，再逐步向現(xiàn)有路網(wǎng)的數(shù)字化建造上延伸。

    前期咱們在開展相關(guān)研討進(jìn)程中，側(cè)重針對公路根底設(shè)備數(shù)字化的需求進(jìn)行了剖析，這進(jìn)程咱們會發(fā)現(xiàn)有許多需求，比方說要滿意路網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)監(jiān)測與服務(wù)暫行技能要求，要滿意根底設(shè)備統(tǒng)計(jì)剖析需求，要滿意公路養(yǎng)護(hù)及資產(chǎn)辦理數(shù)據(jù)需求，要滿意自動駕馭車輛環(huán)境識別需求，以及將來面臨智能化交通，要滿意精密化的辦理服務(wù)需求，等等。

    所以在建造系統(tǒng)之前，咱們對數(shù)字化建造的需求進(jìn)行了梳理，首先確定一個(gè)最高的方針，便是構(gòu)建面向自動駕馭、精密化辦理服務(wù)的特征數(shù)據(jù)集。

    咱們繼續(xù)考慮，如果說根底設(shè)備要支撐自動駕馭，根底設(shè)備要完成哪些功用?需求供給什么樣的信息?例如需求供給地理信息，也便是國家立體交通大綱中指出的，打造高精度的地理信息系統(tǒng)。沒有這套系統(tǒng)，就無法完成超視距的感知，也無法完成車道級的路線規(guī)劃，自動駕馭也就無從談起。

    另外，路側(cè)端還要完成與自動駕馭車輛的信息交互，比方說對車輛的定位輔助，交通標(biāo)志標(biāo)線的視認(rèn)性優(yōu)化，交通環(huán)境的感知及路途狀況聯(lián)動發(fā)布等等。

    在對需求進(jìn)行多方針多層次剖析今后，咱們依據(jù)剖析的內(nèi)容，規(guī)劃了一套公路交通根底設(shè)備數(shù)字化系統(tǒng)。

    該系統(tǒng)可從全周期，全要素和全事務(wù)三個(gè)視點(diǎn)來論述，比方從全要素的視點(diǎn)來看，在系統(tǒng)建造中，咱們要點(diǎn)考慮的便是進(jìn)行要素的全覆蓋，如路途根底設(shè)備、隸屬設(shè)備、暫時(shí)設(shè)備、狀況信息等內(nèi)容;從全周期的視點(diǎn)來說，便是要從規(guī)劃，到規(guī)劃，再到建造、養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營，經(jīng)過數(shù)字化的鏈條，把整個(gè)周期串聯(lián)起來;關(guān)于事務(wù)的運(yùn)用，咱們不只要支撐全功用的運(yùn)用，還要對運(yùn)用的開發(fā)進(jìn)行梳理排序，比方面向自動駕馭的運(yùn)用，咱們可以放在10年之后再做，而關(guān)于咱們現(xiàn)有的辦理服務(wù)的內(nèi)容，就要優(yōu)先開展建造。

    美國的數(shù)字化系統(tǒng)建造是在GIS的根底上，我個(gè)人對這個(gè)方向比較附和，但咱們不能采用和他們一模一樣的方案，咱們可以在BIM+GIS+三維掃描技能的根底上，交融其他的數(shù)字化技能，建造一個(gè)國產(chǎn)化的底層渠道，依據(jù)交通參加者的不同需求，按不同的層級加載到底層，構(gòu)成整個(gè)的數(shù)字化系統(tǒng)渠道。

    有了這樣的一個(gè)渠道今后，咱們將來對設(shè)備的辦理，關(guān)于交通運(yùn)營狀況的辦理，以及對運(yùn)營車輛和人員的辦理等等方面的智能化事務(wù)就快捷了許多，一起對車路協(xié)同，自動駕馭等方面的服務(wù)也能供給強(qiáng)有力的支撐。

    數(shù)字化交通系統(tǒng)建造的終究目的便是依據(jù)實(shí)踐運(yùn)用需求完成數(shù)字化技能在交通職業(yè)中的運(yùn)用。咱們分類別剖析了數(shù)字化技能運(yùn)用的完成路徑，比方說空間特色類中的節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，不只可以經(jīng)過路側(cè)核算設(shè)備將數(shù)據(jù)傳輸?shù)阶詣玉{馭車輛，也可以經(jīng)過高精度地圖的定位獲取節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)，完成節(jié)點(diǎn)信息的數(shù)字化。整體來說，咱們數(shù)字化系統(tǒng)還在不斷的構(gòu)建中，要構(gòu)成一套完整的系統(tǒng)還需求一個(gè)綿長的進(jìn)程。

    對數(shù)字化開展的考慮進(jìn)行總結(jié)，主要在以下幾點(diǎn)：

    首先在數(shù)字化系統(tǒng)的建造上，咱們采納的是分步走的戰(zhàn)略，先建成部分示范項(xiàng)目，從高速公路開始，建造高等級公路的數(shù)字化系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)，再漸漸的向其他等級的路網(wǎng)擴(kuò)展。另外咱們也在考慮，由于路網(wǎng)的逐步巨大，是不是要把農(nóng)村公路等低等級路也歸入到系統(tǒng)建造中來?

    第二便是正在進(jìn)行的公路根底設(shè)備數(shù)字化技能規(guī)范編制，以及數(shù)據(jù)需求強(qiáng)度的分級，是數(shù)字化建造作業(yè)的條件。希望經(jīng)過信息化交通工程分會的渠道，能有更多的單位可以參加到根底設(shè)備數(shù)字化建造中來，包含相關(guān)的規(guī)范規(guī)范的擬定，以及后續(xù)的示范工程的建造等等。

    最終便是系統(tǒng)的建造要漸漸推動，由于這是一個(gè)巨大的工程，咱們不能蜂擁而至，在許多問題沒有想清楚之前，還是要穩(wěn)重的推動后續(xù)的建造作業(yè)。

    未來的一段時(shí)間內(nèi)咱們關(guān)注的要點(diǎn)大概就會集在上述內(nèi)容中，沒有數(shù)字化，智能交通相關(guān)一切內(nèi)容都無從談起。我今日的陳述內(nèi)容就到這兒，謝謝各位的傾聽。

    作者簡介：汪林，交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研討院智能交通研討中心副主任，國家智能交通工程技能研討中心副主任，交通運(yùn)輸青年科技英才。主要從事才智公路及大數(shù)據(jù)、自動駕馭與車路協(xié)同、交通信息化等相關(guān)研討作業(yè)，曾掌管多項(xiàng)國家及省部級智能交通嚴(yán)重課題研討作業(yè)。獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)及多項(xiàng)省部級獎(jiǎng)賞;獲得專利多項(xiàng)，其中發(fā)明專利7項(xiàng);宣布論文20余篇;合編出版物2本。

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