“公路基础设施数字化是未来智慧公路发展的方向及基础,我国公路的里程数已突破500万公里,开展公路基础设施数字化是一个庞大的工程。在这个过程中,行业不能一拥而上,在很多问题没有想清楚之前,要慎重的推进后续的建设工作。”交通运输部公路科学研究院智能交通研究中心副主任汪林表示。
近年来,智慧公路在我国得到了快速发展,呈现多点开花、百花齐放的态势,基础设施数字化体系的建设逐步得到行业的认可,智慧管控、车路协同、自动驾驶等新兴技术正在加速应用到公路基础设施网络中,近期,汪林主任在2021年交通大讲堂上,发表了“智慧公路建设与基础设施数字化发展思考及建议”主题演讲。
汪林主任从新型基础设施建设、交通强国建设、国家综合立体交通网规划等国家和行业布局的分析和解读入手,介绍了新一代国家交通控制网和智慧公路试点工程、交通强国试点工程、公路基础设施数字化等交通运输行业专项工作的最新进展,并通过对典型案例和重点领域工作要点的剖析,探讨了未来智慧公路建设和基础设施数字化的发展愿景与推进重点。
01
交通数字化发展趋势及内涵
随着“新基建”政策的出台,以及大数据、人工智能、物联网等新技术的蓬勃发展,从一定程度上来说,在未来的10~15年间,交通行业的发展,尤其是智能交通方向,都会围绕基础设施数字化来展开。
2021年国务院印发的《国家综合立体交通网规划纲要》中提出,在2035年我国交通基础设施的数字化率要达到90%,在开展新兴基础设施建设的同时,也要求加快既有设施的智能化改造,工作重点在于对路网管控水平的提升,对交通信息智能发布的优化,以及相关的智慧平台的建设等等。
我个人也或多或少参与了相关规划的起草和咨询工作,在这个过程中,我们自己也在思考,什么是数字化?大家都在提设施数字化,具体该怎么做?
在科普中国里,数字化是这么定义的:
“数字化,即是将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,再以这些数字、数据建立起适当的数字化模型,把它们转变为一系列二进制代码,引入计算机内部,进行统一处理,这就是数字化的基本过程。”实际上数字化就是要在计算机世界中,通过计算机语言,以感知得到的数据作为支撑,构造真实世界的数字化影像。在这个基础上,我们继续思考,什么是公路基础设施数字化?
个人的理解就是:在公路交通系统中深入运用数字技术,利用计算机系统构建一个全感知、全联接、全场景、全智能的数字公路世界,提升整个公路交通系统的运行水平,对传统公路交通系统的运营管理模式,服务模式、商业模式进行创新和重塑,进而实现行业的转型升级。在前期的相关课题研究中,我们对交通基础设施数字化的内涵进行了一些思考,总结为以下几点:
第一,是数字化最本质的内涵,就是交通基础设施和信息技术的深度融合。通过信息技术去改变现有交通基础设施的功能,提升设施的运营效率,并融合到日常的业务中,更好地为交通服务。
第二,要针对设施不同的属性信息进行数字化。将空间属性、功能属性、状态属性等复杂多变的信息转变为可以度量的特征数据。
第三,对不同的设施层次建立相适应需求的数字化模型。对公路交通设施,包括路、桥、隧、以及一些附属设施,根据它们的特点和应用场景建立相应的数字化模型,利用模型在现实中进行计算处理,并采取相应的措施。
第四,公路基础设施数字化就是要推动公路交通基础设施从他感知、被感知,向可感知、自感知转变,更便捷更精准地获取前端数据,再通过数字化平台和车路协同系统进行发布,让道路使用者知道“路上有什么”,让管理决策者知道“车在干什么”。
目前信息采集和信息发布领域还存在很多不足,对于出行者,上了路就不知道前方的路况,也不知道前方的气象情况,相关信息全都不知道;对于管理者,虽然每天都进行交通流基础数据的统计,但微观层次上的数据,例如,车上有多少人?货车装的什么货?驾驶员是否疲劳?车辆的车况是什么?这些信息也收集不到。所以我们现在的目标就是建立起一整套的数字化体系和配套平台,有了数字化采集设备,有了交互平台,将来通过路侧设备收集这些数据就会变得容易,从而让使用者更安全便捷地使用道路,让管理者更经济高效地管理。
2
国外发展及经验启示
在基础设施数字化研究过程中,我们对国外的发展思路也进行了参考。
美国近十年里也取得了一定的进展,2016年发布的《公路性能监测系统实用手册》中详细规定了数据的采集上报,管理分析,应用服务等数据应用流程中各阶段的责任主体和相关要求。
美国构建了一套路况报送系统,它的数据集不仅包括日常的统计数据,还包括估算数据、元数据、典型路段数据等等,根据数据集中的数据类型,制定了相关的数据元素收集标准,设计了相关的处理模型,并基于GIS搭建了相关的数据平台。
在此基础上,2017年美国交通部发布了《道路元素模型清单2.0》,以各州为主体,规定了37个强制采集的数据元素,目标是支持整个联邦进行统一数据处理和安全决策。