“公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化是未來(lái)智慧公路發(fā)展的方向及基礎(chǔ),我國(guó)公路的里程數(shù)已突破500萬(wàn)公里,開展公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化是一個(gè)龐大的工程。在這個(gè)過程中,行業(yè)不能一擁而上,在很多問題沒有想清楚之前,要慎重的推進(jìn)后續(xù)的建設(shè)工作。”交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院智能交通研究中心副主任汪林表示。
近年來(lái),智慧公路在我國(guó)得到了快速發(fā)展,呈現(xiàn)多點(diǎn)開花、百花齊放的態(tài)勢(shì),基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化體系的建設(shè)逐步得到行業(yè)的認(rèn)可,智慧管控、車路協(xié)同、自動(dòng)駕駛等新興技術(shù)正在加速應(yīng)用到公路基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)中,近期,汪林主任在2021年交通大講堂上,發(fā)表了“智慧公路建設(shè)與基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化發(fā)展思考及建議”主題演講。
汪林主任從新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)、國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃等國(guó)家和行業(yè)布局的分析和解讀入手,介紹了新一代國(guó)家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)工程、交通強(qiáng)國(guó)試點(diǎn)工程、公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化等交通運(yùn)輸行業(yè)專項(xiàng)工作的最新進(jìn)展,并通過對(duì)典型案例和重點(diǎn)領(lǐng)域工作要點(diǎn)的剖析,探討了未來(lái)智慧公路建設(shè)和基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化的發(fā)展愿景與推進(jìn)重點(diǎn)。
01
交通數(shù)字化發(fā)展趨勢(shì)及內(nèi)涵
隨著“新基建”政策的出臺(tái),以及大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)的蓬勃發(fā)展,從一定程度上來(lái)說,在未來(lái)的10~15年間,交通行業(yè)的發(fā)展,尤其是智能交通方向,都會(huì)圍繞基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化來(lái)展開。
2021年國(guó)務(wù)院印發(fā)的《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》中提出,在2035年我國(guó)交通基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化率要達(dá)到90%,在開展新興基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的同時(shí),也要求加快既有設(shè)施的智能化改造,工作重點(diǎn)在于對(duì)路網(wǎng)管控水平的提升,對(duì)交通信息智能發(fā)布的優(yōu)化,以及相關(guān)的智慧平臺(tái)的建設(shè)等等。
我個(gè)人也或多或少參與了相關(guān)規(guī)劃的起草和咨詢工作,在這個(gè)過程中,我們自己也在思考,什么是數(shù)字化?大家都在提設(shè)施數(shù)字化,具體該怎么做?
在科普中國(guó)里,數(shù)字化是這么定義的:
“數(shù)字化,即是將許多復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù),再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當(dāng)?shù)臄?shù)字化模型,把它們轉(zhuǎn)變?yōu)橐幌盗卸M(jìn)制代碼,引入計(jì)算機(jī)內(nèi)部,進(jìn)行統(tǒng)一處理,這就是數(shù)字化的基本過程。”實(shí)際上數(shù)字化就是要在計(jì)算機(jī)世界中,通過計(jì)算機(jī)語(yǔ)言,以感知得到的數(shù)據(jù)作為支撐,構(gòu)造真實(shí)世界的數(shù)字化影像。在這個(gè)基礎(chǔ)上,我們繼續(xù)思考,什么是公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化?
個(gè)人的理解就是:在公路交通系統(tǒng)中深入運(yùn)用數(shù)字技術(shù),利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)建一個(gè)全感知、全聯(lián)接、全場(chǎng)景、全智能的數(shù)字公路世界,提升整個(gè)公路交通系統(tǒng)的運(yùn)行水平,對(duì)傳統(tǒng)公路交通系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)管理模式,服務(wù)模式、商業(yè)模式進(jìn)行創(chuàng)新和重塑,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。在前期的相關(guān)課題研究中,我們對(duì)交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化的內(nèi)涵進(jìn)行了一些思考,總結(jié)為以下幾點(diǎn):
第一,是數(shù)字化最本質(zhì)的內(nèi)涵,就是交通基礎(chǔ)設(shè)施和信息技術(shù)的深度融合。通過信息技術(shù)去改變現(xiàn)有交通基礎(chǔ)設(shè)施的功能,提升設(shè)施的運(yùn)營(yíng)效率,并融合到日常的業(yè)務(wù)中,更好地為交通服務(wù)。
第二,要針對(duì)設(shè)施不同的屬性信息進(jìn)行數(shù)字化。將空間屬性、功能屬性、狀態(tài)屬性等復(fù)雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康奶卣鲾?shù)據(jù)。
第三,對(duì)不同的設(shè)施層次建立相適應(yīng)需求的數(shù)字化模型。對(duì)公路交通設(shè)施,包括路、橋、隧、以及一些附屬設(shè)施,根據(jù)它們的特點(diǎn)和應(yīng)用場(chǎng)景建立相應(yīng)的數(shù)字化模型,利用模型在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行計(jì)算處理,并采取相應(yīng)的措施。
第四,公路基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化就是要推動(dòng)公路交通基礎(chǔ)設(shè)施從他感知、被感知,向可感知、自感知轉(zhuǎn)變,更便捷更精準(zhǔn)地獲取前端數(shù)據(jù),再通過數(shù)字化平臺(tái)和車路協(xié)同系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布,讓道路使用者知道“路上有什么”,讓管理決策者知道“車在干什么”。
目前信息采集和信息發(fā)布領(lǐng)域還存在很多不足,對(duì)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情況,相關(guān)信息全都不知道;對(duì)于管理者,雖然每天都進(jìn)行交通流基礎(chǔ)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?駕駛員是否疲勞?車輛的車況是什么?這些信息也收集不到。所以我們現(xiàn)在的目標(biāo)就是建立起一整套的數(shù)字化體系和配套平臺(tái),有了數(shù)字化采集設(shè)備,有了交互平臺(tái),將來(lái)通過路側(cè)設(shè)備收集這些數(shù)據(jù)就會(huì)變得容易,從而讓使用者更安全便捷地使用道路,讓管理者更經(jīng)濟(jì)高效地管理。
2
國(guó)外發(fā)展及經(jīng)驗(yàn)啟示
在基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化研究過程中,我們對(duì)國(guó)外的發(fā)展思路也進(jìn)行了參考。
美國(guó)近十年里也取得了一定的進(jìn)展,2016年發(fā)布的《公路性能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)用手冊(cè)》中詳細(xì)規(guī)定了數(shù)據(jù)的采集上報(bào),管理分析,應(yīng)用服務(wù)等數(shù)據(jù)應(yīng)用流程中各階段的責(zé)任主體和相關(guān)要求。
美國(guó)構(gòu)建了一套路況報(bào)送系統(tǒng),它的數(shù)據(jù)集不僅包括日常的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),還包括估算數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)、典型路段數(shù)據(jù)等等,根據(jù)數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)類型,制定了相關(guān)的數(shù)據(jù)元素收集標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計(jì)了相關(guān)的處理模型,并基于GIS搭建了相關(guān)的數(shù)據(jù)平臺(tái)。
在此基礎(chǔ)上,2017年美國(guó)交通部發(fā)布了《道路元素模型清單2.0》,以各州為主體,規(guī)定了37個(gè)強(qiáng)制采集的數(shù)據(jù)元素,目標(biāo)是支持整個(gè)聯(lián)邦進(jìn)行統(tǒng)一數(shù)據(jù)處理和安全決策。