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“智慧高速公路”建設(shè)對于提升道路通行能力、減少交通擁堵和交通干擾有重要意義，但目前還存在不足之處，距離主動(dòng)式管理有一定距離。那么國外在這個(gè)方面有何值得借鑒的地方、對于我國“智慧高速公路”建設(shè)有何啟示、提升交通管理與出行服務(wù)可以從哪些方面入手呢？
“智慧高速公路”建設(shè)應(yīng)將
“智慧的出行服務(wù)”作為核心目標(biāo)
“新基建”儼然成為今年的最熱詞匯，不僅多次寫入政府發(fā)展規(guī)劃，而且在多個(gè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)掀起建設(shè)熱潮?！爸腔鄹咚俟贰苯ㄔO(shè)既是公路交通行業(yè)“新基建”的“主戰(zhàn)場”之一，也是提升公路交通出行體驗(yàn)的主要場景。但是目前國內(nèi)對“智慧高速公路”的定義還未完全統(tǒng)一，存在兩種差異化的認(rèn)識(shí)：一是目標(biāo)導(dǎo)向，側(cè)重于解決公路交通的問題，以服務(wù)交通發(fā)展為目標(biāo)做定義；另一種是技術(shù)導(dǎo)向，側(cè)重于粘貼技術(shù)標(biāo)簽，將自動(dòng)駕駛、5G、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)能力作為“智慧高速”的名片。
其實(shí)，“智慧高速公路”上層系統(tǒng)的“智慧城市”建設(shè)同樣存在著相似的討論。這一點(diǎn)，巴塞羅那的成功經(jīng)驗(yàn)值得借鑒。作為歐洲“智慧城市”的標(biāo)桿，巴塞羅那市長將“智慧城市”的建設(shè)目標(biāo)明確的定位為提供“智慧的服務(wù)（smart service）”，而不是追求“智慧的技術(shù)（smart technology）”。建設(shè)內(nèi)容歸納為四個(gè)方面：互聯(lián)、感知、綠色、服務(wù)。具體的工作內(nèi)容涵蓋：全覆蓋的wifi網(wǎng)絡(luò)、廣泛的傳感信息采集、低碳能源系統(tǒng)以及數(shù)字化的醫(yī)療預(yù)約和醫(yī)患信息協(xié)同。也就是說，所謂的智慧不是為了實(shí)現(xiàn)“智慧的技術(shù)”，而是為了通過 “互聯(lián)、感知”實(shí)現(xiàn)“綠色、服務(wù)”的生活保障。巴塞羅那“智慧城市”建設(shè)的成功經(jīng)驗(yàn)代表著相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展方向。這一理念也逐漸被我國“智慧城市”領(lǐng)域?qū)W者接受：摘去技術(shù)標(biāo)簽并不是忽視技術(shù)價(jià)值，而是突出“智慧+”的建設(shè)目的——提升服務(wù)，幫助公眾更好的生活。以此類推，“智慧高速公路”作為“智慧城市”建設(shè)的一部分，也應(yīng)將“智慧化的出行服務(wù)”作為核心內(nèi)容，避免粘貼“新技術(shù)”的標(biāo)簽而忽視實(shí)際需求和問題本源。
歐美國家“智慧公路”建設(shè)
有哪些方面值得借鑒？
借鑒國外經(jīng)驗(yàn)對于思考如何提升“智慧高速公路”出行體驗(yàn)有參考價(jià)值，歐美與“智慧高速公路”相類似的是“智慧公路”（smart highway）建設(shè)?！爸腔酃贰苯ㄔO(shè)的理念，并不是空中樓閣、平地高樓，而是以“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”為基礎(chǔ)，依托新技術(shù)提升交通管控的科學(xué)性、拓展智慧出行服務(wù)。歐美國家自20年前起，實(shí)施高速公路“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”取得了良好的效果。如今的“智慧公路”建設(shè)，有兩個(gè)突出特點(diǎn)：第一，依托新技術(shù)，提升感知能力、提高“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”管控決策的科學(xué)性和有效性；第二，拓展智慧化的出行服務(wù)，下面進(jìn)行具體介紹。
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依托新技術(shù)，對既有“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”進(jìn)行精細(xì)化、科學(xué)化提升
? 歐洲：打造升級(jí)版“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”，重點(diǎn)提升交通狀態(tài)感知能力、細(xì)化管控策略
歐洲是“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”的發(fā)源地，英國與德國更是典型的代表。2004年時(shí)，英國為應(yīng)對日益嚴(yán)重的交通擁堵與交通事故開始實(shí)施“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”策略。初期效果顯著，相關(guān)實(shí)施路段交通事故下降18%，交通流量提升3%，最為突出的是二次事故下降40%-50%。歐洲的經(jīng)驗(yàn)得到世界各國的認(rèn)可，并且通過培訓(xùn)、考察等方式推廣到其他國家。但是，由于交通的動(dòng)態(tài)差異屬性，當(dāng)“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”策略推廣到更廣泛道路環(huán)境、交通場景時(shí)，暴露出一些問題，最為突出的為以下幾點(diǎn)：
①交通事件感知、救援能力不足。在歐洲，平均需要17分鐘才能發(fā)現(xiàn)一輛停在行車道的事故車輛，平均再過17分鐘才能等到救護(hù)車。開放硬路肩時(shí)，硬路肩上的車輛拋錨事故會(huì)造成更為突出的影響。
②硬路肩動(dòng)態(tài)開放策略不夠科學(xué)。包括缺乏對硬路肩的寬度、線形條件、交通安全特征等詳細(xì)分析，缺少研判硬路肩開放條件的詳細(xì)規(guī)則；無法即時(shí)的告知駕駛?cè)擞猜芳玳_放/關(guān)閉狀態(tài)，造成駕駛?cè)苏J(rèn)知不統(tǒng)一。硬路肩上的輕微事故數(shù)量有所提升。
③緊急停車帶的間距過大，大多數(shù)間距在2.5km以上。當(dāng)硬路肩作為行車道時(shí)，難以滿足應(yīng)急停車需求。
④無法將車道管控指令、緊急停車帶等應(yīng)急設(shè)施的位置即時(shí)、準(zhǔn)確的傳遞給駕駛?cè)?/strong>。
針對以上問題，英國等英聯(lián)邦國家將“智慧公路”定義為通過智能化的工具，提升出行的安全性（safer）、快捷性（quicker）、連續(xù)性（consistent）。與“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”相比，歐洲“智慧公路”策略重點(diǎn)在兩方面進(jìn)行了改進(jìn)，一是提升交通運(yùn)行狀態(tài)的獲取能力和要求；二是對“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”原有關(guān)鍵管控策略進(jìn)行反思和精細(xì)化改進(jìn)。表1是具體所實(shí)施的智能化手段、措施。
? 美國：提出“智慧交通管理”更明確的目標(biāo)
2005年美國聯(lián)邦公路局組織技術(shù)人員到歐洲考察，將“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”策略引入國內(nèi)試點(diǎn)、推廣。雖然舶來自歐洲，但美國對“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”進(jìn)行了系統(tǒng)、持續(xù)迭代的研究，管控策略也更加細(xì)致。以硬路肩開放策略為例，美國不僅制定了詳細(xì)的技術(shù)指南，而且對開放硬路肩的交通運(yùn)行狀態(tài)、硬路肩條件、交通安全等指標(biāo)進(jìn)行了規(guī)定。但同樣遇到交通事件感知能力不足、管理信息無法有效傳達(dá)給駕駛?cè)说睦Ь?/strong>。
針對“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”以上問題，美國提出了“智慧交通管理”的理念，并且將目標(biāo)定位為“最大限度的延緩、消除交通擁堵、事故及影響”。強(qiáng)調(diào)在新的技術(shù)體系下，管理者可以預(yù)見問題、并預(yù)先采取行動(dòng)，而不是等待交通狀況發(fā)生變化后再采取行動(dòng)。
? 歐美國家提出的具體技術(shù)改進(jìn)內(nèi)容
基于以上理念，歐美國家著重對“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”的事件感知、精細(xì)化控制、信息交互等方面進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)。
▼ 提升感知能力，減少發(fā)現(xiàn)交通事件的時(shí)間。目標(biāo)是拓展全數(shù)字化感知并提升數(shù)據(jù)分析能力，主要包括以下新技術(shù)、措施：
①拓展數(shù)據(jù)源獲取能力：包含基于新的檢測技術(shù)獲取更多的數(shù)據(jù)，如GPS數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)眾包數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、激光雷達(dá)檢測數(shù)據(jù)、卡口等視頻檢測器結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、自動(dòng)駕駛車輛感知數(shù)據(jù)；
②拓展新的傳感器、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)：包含傳感視頻與圖像解析數(shù)據(jù)、大氣監(jiān)測傳感數(shù)據(jù)、智慧路燈數(shù)據(jù)、藍(lán)牙數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)聯(lián)數(shù)據(jù)（物聯(lián)網(wǎng)設(shè)施、DSRC）等；
③提升數(shù)據(jù)分析能力：包含大數(shù)據(jù)技術(shù)、邊緣計(jì)算技術(shù)、區(qū)塊鏈技術(shù)等。
▼ 提升決策科學(xué)性，提高主動(dòng)交通管理的有效性。目標(biāo)是提升智慧化交通管控和服務(wù)能力，主要包括以下新技術(shù)、措施：
①融合新技術(shù)，提升預(yù)警與自動(dòng)化決策能力：包含人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)；
②細(xì)化“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”的適用條件：包含在開放硬路肩路段，縮短緊急停車帶的設(shè)置間距，由2.5km縮短至500-600m；一旦發(fā)現(xiàn)開放的硬路肩上發(fā)生了事故或存在故障車，則迅速關(guān)閉硬路肩；對動(dòng)態(tài)管控措施的有效性進(jìn)行動(dòng)態(tài)的評估與完善；
③通過大數(shù)據(jù)等新型數(shù)據(jù)分析技術(shù)，定量化分析、評價(jià)主動(dòng)交通管理的效果。
以交通事件管理場景為例，可以看出新技術(shù)在“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”過程中所起到的作用。
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拓展智慧化的全流程出行服務(wù)
? 利用新技術(shù)，提升動(dòng)態(tài)管控策略的信息發(fā)布能力
“智慧公路”建設(shè)中，更加強(qiáng)調(diào)將管控信息有效傳遞給駕駛?cè)耍⒔⑼暾某鲂蟹?wù)體系。這是與以往“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”理念的另一個(gè)主要差異。
歐美實(shí)施“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”時(shí)總遇到一個(gè)難題：駕駛?cè)擞捎陔y以了解、適應(yīng)動(dòng)態(tài)改變的交通管控規(guī)則，臨時(shí)改變駕駛行為或路徑增加了發(fā)生輕微剮蹭事故的概率。管理部門通過以下技術(shù)手段、措施提升管控指令的發(fā)布有效性，包括：充分利用導(dǎo)航APP；共享出行平臺(tái)；網(wǎng)聯(lián)車平臺(tái)協(xié)同發(fā)布信息。此外，部分國家收緊了動(dòng)態(tài)管控的使用范圍，比如，英國取消了動(dòng)態(tài)開放硬路肩的策略，改為固定周期性或全時(shí)段開放硬路肩。
? 更加強(qiáng)調(diào)建立全鏈路的出行服務(wù)體系
雖然在美國上一版“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”策略中，已經(jīng)將其分為：“主動(dòng)交通需求管理（ADM）”、“主動(dòng)交通管理（ATM）”、“主動(dòng)停車管理（APM）”三個(gè)部分。但受到技術(shù)局限，只重點(diǎn)闡述了“主動(dòng)交通管理（ATM）”的技術(shù)實(shí)施方式。在最新的策略中，美國進(jìn)一步完善了“主動(dòng)交通需求管理（ADM）”和“主動(dòng)停車管理（APM）”的內(nèi)容。
其中“主動(dòng)交通需求管理（ADM）”通過行前服務(wù)，均衡路網(wǎng)分擔(dān)率、提升出行可靠性，包括三方面：第一是對交通出行需求的預(yù)測和即時(shí)研判；第二是在駕駛?cè)顺鲂星?，提前通知其出行路徑、出行時(shí)間以及沿途的行車條件；第三是提升公鐵聯(lián)程的可靠性，比如縮短公鐵換乘時(shí)間等，引導(dǎo)多方式出行。
“主動(dòng)停車管理（APM）”通過行程末端的停車調(diào)度和精準(zhǔn)誘導(dǎo)，調(diào)度路網(wǎng)流量，提升資源利用率。
探討我國“智慧高速公路”
應(yīng)如何提升出行服務(wù)？
近年來，我國部分區(qū)域在“智慧高速公路”建設(shè)中，借鑒歐美經(jīng)驗(yàn)，試點(diǎn)應(yīng)用了“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”。但必須注意到應(yīng)用“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”需要滿足系統(tǒng)性、科學(xué)性、協(xié)同性的要求。
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“智慧高速公路”各項(xiàng)內(nèi)容之間相互聯(lián)系、影響，需要系統(tǒng)建設(shè)
“智慧高速公路”建設(shè)是智慧化感知、控制、服務(wù)的結(jié)合體，各項(xiàng)內(nèi)容之間相互聯(lián)系、影響，需要系統(tǒng)建設(shè)。我國部分路段借鑒歐美經(jīng)驗(yàn)實(shí)施了“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”建設(shè)，但在系統(tǒng)建設(shè)上還存在一定問題，主要可從以下兩個(gè)方面進(jìn)行改進(jìn)：
? 提升感知、預(yù)警等能力，實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式管理
借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，我國高速公路實(shí)施最多的是“主動(dòng)交通管理（ATM）”策略，主要手段是增設(shè)了一批動(dòng)態(tài)發(fā)布設(shè)施。例如，高速公路沿線通過增設(shè)“可變信息標(biāo)志”、“動(dòng)態(tài)線形誘導(dǎo)標(biāo)、輪廓標(biāo)、突起路標(biāo)”、“可調(diào)節(jié)照明設(shè)施”等動(dòng)態(tài)控制設(shè)施確實(shí)提高了控制能力。但是大多數(shù)情況只是建設(shè)了硬件，缺乏軟件支持，大量動(dòng)態(tài)控制設(shè)施并沒有實(shí)施動(dòng)態(tài)的交通控制，比如，很多可變信息標(biāo)志只是發(fā)布管理信息，并沒有發(fā)布交通控制信息；“動(dòng)態(tài)突起路標(biāo)”等動(dòng)態(tài)視線誘導(dǎo)設(shè)施只是固定在夜間點(diǎn)亮，并沒有根據(jù)交通條件實(shí)施差異化控制。此外，由于缺乏數(shù)據(jù)支持，無法實(shí)現(xiàn)預(yù)警、主動(dòng)式管理。
其實(shí)，作為“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”的一部分，“主動(dòng)交通管理（ATM）”自身也是一個(gè)系統(tǒng)。美國聯(lián)邦公路局（FHWA）將“主動(dòng)交通管理（ATM）”分為三個(gè)階段，定周期靜態(tài)管理、響應(yīng)式管理、主動(dòng)管理（見圖2）。因此，目前實(shí)際上只能達(dá)到圖2中的第一階段能力，極少數(shù)路段能夠達(dá)到第二階段能力。
基于這一問題，借鑒國外經(jīng)驗(yàn)，需要在以下幾方面進(jìn)行改進(jìn)：
①融合導(dǎo)航、ETC門架、結(jié)構(gòu)化檢測設(shè)備等不同檢測手段、不同檢測數(shù)據(jù)，提升交通感知能力；
②充分利用導(dǎo)航公司OD數(shù)據(jù)、駕駛行為數(shù)據(jù)，提升交通問題的預(yù)警能力；
③依托人工智能、深度學(xué)習(xí)等新技術(shù)，提升主動(dòng)交通控制算法，形成即時(shí)、最優(yōu)的控制策略；
④交通控制需要與導(dǎo)航系統(tǒng)相協(xié)同，出現(xiàn)交通預(yù)警、問題時(shí)，即時(shí)干預(yù)駕駛行為，延緩、消除擁堵、事故。
在以上方面，成都市第二繞城高速公路實(shí)施了良好的嘗試，“智慧高速公路”通過建設(shè)感知系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)控制系統(tǒng)、以及動(dòng)態(tài)控制與導(dǎo)航終端協(xié)同發(fā)布平臺(tái)，具備了交通安全和擁堵預(yù)警、即時(shí)智慧管控、伴隨誘導(dǎo)的能力，實(shí)現(xiàn)了秒級(jí)感知事件、分鐘級(jí)立體管控的目標(biāo)。
? 充分利用優(yōu)勢，實(shí)施全鏈路的“主動(dòng)交通需求管理（ADM）”、“主動(dòng)停車管理（APM）”
“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”是“主動(dòng)交通需求管理（ADM）”、“主動(dòng)交通管理（ATM）”、“主動(dòng)停車管理（APM）”的結(jié)合體。我國交通行業(yè)以往將工作重點(diǎn)集中在“主動(dòng)交通管理（ATM）”，缺乏“主動(dòng)交通需求管理（ADM）”、“主動(dòng)停車管理（APM）”的管理和服務(wù)，未形成閉環(huán)系統(tǒng)。
我國智能手機(jī)的普及率高于歐美，主流導(dǎo)航APP在高速公路出行者中的滲透率超過60%，部分地區(qū)甚至達(dá)到70%，具備了非常好的誘導(dǎo)條件。應(yīng)充分利用這一優(yōu)勢，借鑒歐美經(jīng)驗(yàn)，實(shí)施全鏈路的“主動(dòng)交通需求管理（ADM）”、“主動(dòng)停車管理（APM）”，包括：
①制定更為靈活的通行費(fèi)收費(fèi)策略，動(dòng)態(tài)調(diào)整通行費(fèi)，調(diào)節(jié)出行需求；
②在高速公路運(yùn)營管理中，通過設(shè)置專用車道（如圖4）等方式拓展、鼓勵(lì)共享出行、一體化出行、預(yù)約出行等多方式出行服務(wù)場景，依托導(dǎo)航、車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)快速落地；
③通過導(dǎo)航平臺(tái)、可變信息標(biāo)志引導(dǎo)出行者選擇合理路徑出行，平衡路網(wǎng)流量；
④停車資源數(shù)字化改造，根據(jù)交通運(yùn)行狀態(tài)實(shí)施動(dòng)態(tài)停車費(fèi)；
⑤停車資源與導(dǎo)航平臺(tái)動(dòng)態(tài)協(xié)同、精準(zhǔn)誘導(dǎo)。
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遵循交通工程理論，科學(xué)、合理的設(shè)置控制設(shè)施，確保駕駛?cè)丝吹枚?、做得?/span>
歐洲“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”實(shí)施中出現(xiàn)的問題，體現(xiàn)出科學(xué)設(shè)置交通控制設(shè)施的重要性。由于“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”策略主要依靠可變信息標(biāo)志發(fā)布，并具有即時(shí)性、非周期性特點(diǎn)，因此相應(yīng)的動(dòng)態(tài)信息發(fā)布設(shè)施需要給予駕駛?cè)烁映渥愕恼J(rèn)讀時(shí)間、理解時(shí)間、操作時(shí)間。此外，需要根據(jù)路段特點(diǎn)，考慮是否需要增加附屬服務(wù)設(shè)施。包括以下內(nèi)容：
①合理確定動(dòng)態(tài)限速值，避免相鄰路段速度差過大或相鄰車道速度差過大：需要分析公路設(shè)計(jì)速度、不同車型的即時(shí)運(yùn)行速度、不同車道的即時(shí)運(yùn)行速度，車道寬度、道路線形指標(biāo)、停車視距、超高、路側(cè)凈空；
②確定相應(yīng)路段是否適合開放硬路肩，避免因開放硬路肩而引發(fā)交通安全隱患：需要預(yù)測路網(wǎng)交通運(yùn)行狀態(tài)，分析不同車型的即時(shí)運(yùn)行速度，硬路肩寬度、緊急停車帶間距、路側(cè)凈區(qū)、硬路肩凈空；
③確保動(dòng)態(tài)交通控制設(shè)施科學(xué)、有效，避免大幅度降低駕駛舒適性甚至引發(fā)交通事故：需要分析運(yùn)行速度、動(dòng)態(tài)交通控制路段與相鄰路段的運(yùn)行速度差、不同車道的運(yùn)行速度差、停車視距等。
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通過平臺(tái)建設(shè)，交互、協(xié)同“感知、管理、誘導(dǎo)”
最后，“主動(dòng)化交通和需求管理（ATDM）”是一個(gè)涉及感知、控制與服務(wù)的復(fù)雜系統(tǒng)，需要通過統(tǒng)一的平臺(tái)建設(shè)，交互、協(xié)同各個(gè)環(huán)節(jié)，才能取得最大的效果。
