道路交通基礎設施智能化成為熱點

　　先看幾個簡訊：2018年11月，中國智能交通協(xié)會副理事長兼秘書長關積珍在第二屆ICIM中國城市基礎設施建設與管理國際大會上做《智能交通發(fā)展與交通基礎設施智能化提升》主題演講，他認為，在智能交通創(chuàng)新環(huán)境下，基礎設施的智能化提升已經(jīng)刻不容緩?；A設施智能化的發(fā)展方向有兩個，一是基礎設施智能化與共享，二是智慧公路。

　　2019年7月，交通運輸部印發(fā)《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》。計劃到2025年，交通運輸基礎設施和運載裝備全要素、全周期的數(shù)字化升級邁出新步伐，數(shù)字化采集體系和網(wǎng)絡化傳輸體系基本形成。

　　2019年8月，國家重點研發(fā)計劃“綜合交通運輸與智能交通”專項，道路基礎設施智能感知理論與方法、道路設施狀態(tài)智能聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測預警兩個項目啟動。

　　2019年9月7日，2019世界物聯(lián)網(wǎng)博覽會主峰會上，公安部交通管理科學研究所所長王長君做《車聯(lián)網(wǎng)：支撐交通強國建設》的主題演講，他表示，道路交通基礎設施的智能化，與駕駛人、機動車之間的協(xié)同不夠，道路交通相關信息感知不精確、不全面，從而導致決策不及時、不科學，執(zhí)行不協(xié)調、不到位。

　　9月19日，中共中央、國務院印發(fā)《交通強國建設綱要》，明確要求“全面提升城市交通基礎設施智能化水平?！?/p>

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　　很顯然，道路交通基礎設施數(shù)字化、智能化已經(jīng)成為智能交通行業(yè)的一大熱點，那為什么會成為熱點?什么時候可以轉化為市場機會?具體有哪些市場機會?

　　原因

　　為什么道路交通基礎設施智能化現(xiàn)在成為了熱點了呢?最直接的原因，其實就是智能駕駛熱潮帶來的，在去年ITS114推發(fā)的《淺論車路協(xié)同的商業(yè)模式與路側綜合設備市場》一文中，就認為車路協(xié)同之所以在2018年成為最熱門的熱門，被多個巨頭相中，其背后的原因，實際上就是“造車新勢力”以及互聯(lián)網(wǎng)巨頭在探索智能駕駛的發(fā)展道路上發(fā)現(xiàn)，單車智能不足以支持智能駕駛的藍圖實現(xiàn)，必須依賴“聰明的路”。

　　實際上，在交通運輸部的諸多政策中，如2016年發(fā)改委牽頭發(fā)布的《推進互聯(lián)網(wǎng)+便捷交通-促進智能交通發(fā)展的實施方案》、《交通運輸科技“十三五”發(fā)展規(guī)劃》、《交通運輸信息化"十三五"發(fā)展規(guī)劃》以及今年印發(fā)的《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》等等，都有關于交通基礎設施數(shù)字化、智能化的表述，可以說在政策上，對基礎設施的數(shù)字化、智能化，已經(jīng)是高度重視。而在試點工程方面，2018年初確定在八省一市進行試點的智慧公路建設，就有基礎設施數(shù)字化的內容，北京、河北、河南、浙江重點實施。目前所了解到的，北京試點項目是冬奧會項目——延崇高速，河北的應是京雄高速，浙江試點項目是亞運會項目——杭甬高速寧波段。此外，蘇州將于2022年舉辦智能交通世界大會，蘇州也將建設一條智慧公路示范路。

　　內容

　　首先看下《數(shù)字交通發(fā)展規(guī)劃綱要》對道路交通基礎設施智能化的一些具體表述：

　　到2025年，交通運輸基礎設施和運載裝備全要素、全周期的數(shù)字化升級邁出新步伐，數(shù)字化采集體系和網(wǎng)絡化傳輸體系基本形成。交通運輸成為北斗導航的民用主行業(yè)，第五代移動通信(5G)等公網(wǎng)和新一代衛(wèi)星通信系統(tǒng)初步實現(xiàn)行業(yè)應用。

　　推動交通基礎設施規(guī)劃、設計、建造、養(yǎng)護、運行管理等全要素、全周期數(shù)字化。構建覆蓋全國的高精度交通地理信息平臺，完善交通工程等要素信息，實現(xiàn)對物理設施的三維數(shù)字化呈現(xiàn)，支撐全天候復雜交通場景下自動駕駛、大件運輸?shù)葘I(yè)導航應用。針對重大交通基礎設施工程，實現(xiàn)基礎設施全生命周期健康性能監(jiān)測，推廣應用基于物聯(lián)網(wǎng)的工程質量控制技術。

　　推動鐵路、公路、水路領域的重點路段、航段，以及隧道、橋梁、互通樞紐、船閘等重要節(jié)點的交通感知網(wǎng)絡覆蓋。推動交通感知網(wǎng)絡與交通基礎設施同步規(guī)劃建設，深化高速公路ETC門架等路側智能終端應用，建立云端互聯(lián)的感知網(wǎng)絡，讓“啞設施”具備多維監(jiān)測、智能網(wǎng)聯(lián)、精準管控、協(xié)同服務能力。

　　加快實現(xiàn)物流活動全過程的數(shù)字化，推進鐵路、公路、水路等貨運單證電子化和共享互認，提供全程可監(jiān)測、可追溯的“一站式”物流服務。

　　再來看下科技部國家重點研發(fā)計劃“綜合交通運輸與智能交通”專項，道路基礎設施智能感知理論與方法、道路設施狀態(tài)智能聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測預警兩個項目的具體研究目標：

　　“道路基礎設施智能感知理論與方法”專項須形成道路基礎設施智能感知與解析理論體系;構建道路基礎設施智能感知與性能分析系統(tǒng)，設施狀態(tài)智能感知率≥30%，智能感知平均精度≥80%，設施材料性能自感知平均精度≥90%，自修復平均程度≥60%;建立智能道路鋪裝結構設計體系，智能道路鋪裝功能持續(xù)性大于 10 年;形成道路設施服役性能智能感知與智能道路鋪裝技術標準/設計規(guī)范草案，申請國家發(fā)明專利、軟件著作權等自主知識產權不少于10項。

　　“道路設施狀態(tài)智能聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測預警”專項須形成道路基礎設施智能化聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測與預警技術體系;在京津冀、長三角、粵港澳大灣區(qū)等區(qū)域選擇典型示范區(qū)建成跨區(qū)域道路基礎設施智能聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測平臺，道路基礎設施在線監(jiān)測覆蓋率≥90%，道路基礎設施狀態(tài)異常預警準確率≥80%，基于地理信息的道路交通設施數(shù)字化精度≤30 厘米;形成道路設施智能聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測技術標準/規(guī)范草案，申請國家發(fā)明專利、軟件著作權等自主知識產權不少于10項。

　　從以上可見，道路交通基礎設施的數(shù)字化、智能化，主要包括幾個方面：

　　1、先進的通信技術

　　如4G/5G等，2019年智能交通行業(yè)最大的市場機會——省界收費站取消工作中，實際上就包含了高速公路網(wǎng)絡的公路通信系統(tǒng)升級，而且投資不菲，在八省一市的智慧公路試點中，也有新一代交通控制網(wǎng)的建設內容，主要也包括通信網(wǎng)絡升級?，F(xiàn)在5G開始普及建設，這是對車路協(xié)同有直接影響的一個通信技術，因此5G在公路基礎設施數(shù)字化、智能化的應用，可能會受益于國家推動“大型基建”的影響。

　　此外NB-IoT或可能大有用武之地，要將更多基礎設施數(shù)字化，一是要有可靠經(jīng)濟的通信方式，二是感知模塊。目前高德力推的智慧錐桶，應該就是內置了NB-IoT模塊，無需感知，開啟即推送精確地點發(fā)生交通事故。NB-IoT具備超低功耗、廣域覆蓋、超大連接、低成本帶寬等特點，和5G剛好成為互補。可廣泛用于基礎設施的狀態(tài)監(jiān)測傳輸，如對事故多發(fā)路段、易積水路段、滑坡隱患路段等重點監(jiān)測路段的護欄、山體、路面安裝位移、水位傳感設備，從而可以用最經(jīng)濟快速的手段，獲得道路及設施狀態(tài)的信息，其他帶電但難以覆蓋蜂窩網(wǎng)絡的設施，也可以采用NB-IoT通信。

　　2、車路協(xié)同、視頻監(jiān)控、位移監(jiān)測、氣象監(jiān)測等感知設施

　　通信是為感知采集服務的，智能網(wǎng)聯(lián)在公路基礎設施中的體現(xiàn)就是路側RSU設備，也就是車路協(xié)同設備，雖然車路協(xié)同具備PC5直連通信功能，但要統(tǒng)一推送預警信息，還需要路側設施。此外，未來視頻分析+車路協(xié)同或許會有更多的想象空間，我們知道，車路協(xié)同有一個很重要的功能，即事故后對后方車輛預警，如果事故車輛是非網(wǎng)聯(lián)/協(xié)同車聯(lián)，那么就需要視頻設備的智能分析，將分析結果迅速推送給車路協(xié)同的RSU，再通過RSU下發(fā)給其他RSU以及可能受影響的后方車輛以及誘導設施、甚至導航地圖。根據(jù)交通運輸部路網(wǎng)監(jiān)測與應急處置中心透露的數(shù)據(jù)，我國高速公路基本實現(xiàn)了每公里都設一對攝像頭，當然，很多都不是智能化設備?，F(xiàn)在交通運輸部和公安部交管局都在推動道路交通監(jiān)控設備的全國聯(lián)網(wǎng)，一個是服務于路網(wǎng)監(jiān)測，一個是服務于緝查布控，因此未來高速公路、國省道的視頻監(jiān)控設備繼續(xù)加密和升級，一定會是趨勢。

　　照此類推，氣象預警信息也可以通過車路協(xié)同RSU進行轉發(fā)，而不需要通過中心再下發(fā)。

　　3、多功能一體化感知產品系統(tǒng)

　　目前如火如荼建設的ETC門架系統(tǒng)，實際上就屬于這種設備系統(tǒng)，視頻+ETC，采集流量、交易以及精確的車牌甚至人臉等信息。而在路段之間，多功能一體化桿件會是主要設備，可選配路燈、緊急報警、車路協(xié)同的RSU、ETC的RSU、汽車電子標識的RSU、5G通信、WIFI、視頻監(jiān)控、氣象監(jiān)測設備等等諸多設備。在城市道路上，也類似如此，只不過選配的功能不同而已。

　　4、北斗定位地基增強基站

　　要實現(xiàn)自動駕駛、自動編隊隊列行駛，就必須要有厘米級的高精度定位，從而必須要有地基增強基站，但ITS114不了解布設密度和覆蓋范圍。此外，對于重要橋梁、邊坡、護欄的位移監(jiān)測，也需要高精度北斗定位，自然也要在地基增強基站的覆蓋范圍內。

　　5、基礎設施檢測工具智能化

　　比如上海智能交通有限公司推出的“路測寶”，一款車載設備，基于視頻分析，對路面破損情況進行采集、分析，從而為迅速修復路面提供即時信息。此外，無人機在橋梁的定期檢查中，已經(jīng)得到了小規(guī)模應用，日后必定成為基礎設施維護的標配。

　　6、能源網(wǎng)絡

　　有專家在論壇上一語帶過，但并沒有具體說明，ITS114認為應是電力網(wǎng)絡，實施智能化之后，對于電力的需求，包括ETC門架系統(tǒng)、5G基站等，對于電的需求，將會遠超出以往，一是量的需求要更大，現(xiàn)有測試結論表明,5G單基站的功耗是4G單基站的2.5~3.5倍，單基站滿載功率達到了3700w，也就是說滿載情況下一小時的電力消耗是3.7度電，50%負荷情況下，也要1.2度電，功耗驚人;其次是可靠性需求會更高，尤其是ETC門架系統(tǒng)，一個門架系統(tǒng)一分鐘的交易次數(shù)可能就有幾百上千筆，當然，這些門架系統(tǒng)都有備用電源。

　　此外，新能源汽車普及已經(jīng)快充技術成熟后，汽車充電設施也將在公路兩側布設，電力的需求也將比較可觀。

　　那么光伏公路會有市場機會嗎?目前看來應用并不成熟，光伏器件對于長時間的重載車輛經(jīng)過，還不夠堅挺，全國第一條光伏公路試驗段在2018年8月之后，就只有應急車道的光伏組件還在工作。也許未來可以在應急車道以及三車道、四車道公路可以在最左側超車道布設光伏組件，以避開重載車輛的長時間碾壓。

　　7、道路鋪裝的智能化

　　此部分，主要在于建設環(huán)節(jié)的智能化，包括建筑材料的選型配比，以及施工過程中的管控。

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　　綜上，道路交通基礎設施的數(shù)字化、智能化，主要服務于兩個目標，一是安全，尤其是在事故發(fā)生之前，就能提供預警，以及消除路面積水、山體滑坡等隱患，事故發(fā)生之后，也可以通過信息傳遞，預警，避免二次事故;二是效率，提高道路的通行能力，提高事故處理能力，延長道路及基礎設施本身的生命周期等。

　　難題

　　數(shù)字化的前提是設施的標準化、規(guī)范化設置，就像推動各城市交通信號優(yōu)化之前，公安部交管局下發(fā)了交通標志標線和信號設置的“兩化”文件，從而保障后續(xù)的工作進展能夠順利一些。道路基礎設施數(shù)字化的前提，首先是要有設施，包括基礎的道路照明、通信、電力、護欄、標線標牌等等，實際上，在這一塊，還有很多道路不滿足這些條件，其次就是交通安全基礎設施的標準化、規(guī)范化設置，這一塊已經(jīng)得到了重視，不定期檢查和整改，再就是管理單位的權責要理順，相對復雜，ITS114也沒能力展開討論。

　　高速公路的基礎設施數(shù)字化、智能化較容易解決，就像此次省界收費站取消一樣，政令一下，部省市全都行動，另外，高速公路是一種經(jīng)營性資產，有經(jīng)營主體，有明確的營收來源，如果不做聯(lián)網(wǎng)收費，只能畫地為牢了。

　　未來的高速公路基礎設施數(shù)字化、智能化，也可以根據(jù)這一思路推動，政府引導，加以考核以及一定的財政補貼，分步推動基礎設施升級。

　　但非經(jīng)營性的道路怎么辦?與安全相關的，普惠性的，較容易解決，直接由財政投資，比如位移監(jiān)測、積水監(jiān)測、碰撞監(jiān)測、無人機檢測、北斗定位基站、公路氣象監(jiān)測等，單一通信基站也有三大通信運營商、鐵塔公司負責，電力設施有國網(wǎng)、南網(wǎng)等電力公司，只有多功能一體化桿件，車路協(xié)同設備是一個難題，功能上涉及多個利益主體，管理上與多個部門相關，誰來牽頭建設，誰來負責運營，向誰收費，都是一個難題?，F(xiàn)階段，只能由政府投資試點，再慢慢探索商業(yè)模式。

　　ITS114此前轉發(fā)過微信公眾號“味道交通” 的一篇文章《交通的舊基建與新基建，“鐵公基”與城市大腦》，其中有一個觀點，“城市大腦”等是新基建，而鐵公基是舊基建，”城市各類信息資源的逐漸一體化與網(wǎng)絡化，就是一件利在千秋的大好事”。

　　在道路基礎設施智能化領域，5G基站、北斗地基增強基站、電力網(wǎng)絡等等，毋庸置疑會是國家重點推進的基建設施，而車路協(xié)同、位移監(jiān)測系統(tǒng)、NB-IoT網(wǎng)絡等，則需要各地交通運輸系統(tǒng)、公路運營單位，以超前的站位和布局，來推動“新基建”設施的建設應用。在這其中，車路協(xié)同是可以按照使用者付費的模式來建立商業(yè)模式，而其他多數(shù)設施，只能以社會效益、安全效益來衡量，但沒有直接經(jīng)濟效益，就沒必要去建設了?

　　顯然，這不是社會主義國家的執(zhí)政風格，茍利國家生死以,豈因禍福避趨之!我國正在從交通大國向交通強國的發(fā)展，讓人人出行都安全，路路出行都暢通，這樣的藍圖和夢想，不僅需要高鐵、飛機、軌道、高速公路，需要智能化的交通信息化系統(tǒng)、交通管控和執(zhí)法系統(tǒng)，也需要基礎設置的數(shù)字化，作為前兩者的配套和補充。