2025高速公路建设新的风口来了。
时至年底,此前被视为风向标的8个首批示范省份集中公布了数字化转型实施具体方案,从应用场景来看,相较于2024年火热的智慧收费站、收费机器人、智慧隧道、智慧服务区等场景,监测预警、主动管控被越来越多的写入下一步发展规划当中。
首批交通基础设施数字化转型升级实施方案应用场景
在预计超过1万公里的各地在役高速公路转型示范总里程当中,涉及主动交通流管控路段(含部分恶劣天气预警)里程预计将超过3000公里。从规模来看,大交通量段或者条件复杂路段主动交通管控、准全天候通行正面临新的发展机遇,已然成为下一阶段智慧高速建设的新的风口......
主动交通管控技术不是一个新的概念了,其是指基于预测、推演交通条件下的一种周期性和非周期性动态管理与事前主动干预的一种先进控制方法,可以通过对交通流数据分析及预测,提前预知交通拥堵及交通流发展趋势,以速度和谐技术为基础,对交通流进行速度管理、动态车道管理、匝道控制、临时开放硬路肩、动态路径诱导等措施,优化交通流,使其达到稳定和均衡状态,减少或延迟拥堵的发生,降低事故发生的概率,提升交通安全和通行能力。
早在上世纪,欧洲国家就开始了针对主动交通流管控体系的探索,实践经验丰富,当前欧洲、美国、日本等国家已经形成了比较完善的技术架构,积累了丰富的实践经验。随着通信技术、车流检测技术及交通工程理论的发展,到2010年前后逐渐出现了现代化的主动交通流管控系统。
而我国在主动交通管控方面起步较晚、积累不足,尽管数字化、智能化等支撑技术的飞速发展为主动交通管控技术的“弯道超车”提供了宝贵的机遇,但直接跨步到现代化的主动交通流管控系统建设后,发现后续演进和落地建设未达预期,一些超级公路和智慧工程的先后“遇冷”,让行业意识到智慧公路、主动管控尚有很多基础没有筑牢。
从需求看,目前国内大流量高速公路重大事故特别是恶性死亡事故往往由二次或次生事故追尾事故引发,且二次或次生死亡事故突发交通事件留给管控介入的时间非常短,绝大多数离首发事件不超过5分钟。
其次,二次或次生死亡事故发生时间大部分在晚上或能见度差天气。据统计,大流量路段因二次事故或次生事故发生的死亡事故70%以上发生在晚上或见度差的天气。因天气原因视线差,前方有影响行车安全的慎情况不易发现,且即使发现后处置距离已很近,来不及采取措施或措施距离不足,引发追尾事故往往是恶性事故。
作为一个闭环的过程,想要及时进行预警并介入管控,就要求对事件检测要快且精准,且针在晚上或能见度差情况下做到无精度差别全天候检测到事件,要实现上述目标,必须从当前感知体系入手。
经过多年发展,行业当前已经形成了雷视融合、雷射融合、光纤光栅、激光雷达等一批成熟稳定的车流数字化精细化融合感知技术方案。
此前应用最多、市面产品最丰富的雷视融合技术通过卡口获取车牌,视频结构化+毫米波获取轨迹流信息,作为很长一段时间行业内的主流选择,雷视融合方案的优势在于雷达与视频的互补性强,技术相对成熟,但检测效果易受夜间、恶劣气象等影响,且融合算法占用算力资源高。
其他诸如激光雷达+视频、光纤光栅+视频等方案也各擅胜场,但两两结合的感知方案也存在造价高,易受雨雪天气等环境影响或大车对小车的振动干扰影响较大,低速/静止的目标易丢失等问题。
特定场景检测能力的短板注定了当前主流感知体系在准确度与稳定性方面难以令人满意,不少业主单位都表示尽管目前全国高速公路大流量路段大都建设有监测系统,但现有的感知体系普遍存在识别率不高,误报率高,不能全天候监测,事件事故发现不及时等问题。
以安全与效率为愿景的交通流主动管控容错率很低,是检测精度、时延、成本、稳定性的短板竞争,面对全天候、大车流的场景考验,感知体系的下限决定了其能发挥的作用,现有融合感知方案的短板导致了⼤部分感知设施处于闲置状态,且正在摧毁智慧高速建设的信任体系与信心。
对场景适用性与业务实用性关注的缺失引得行业专家锐评“只看重自我市场份额,而不真正从需求、适用乃至场景、业务去做大做强融合感知整体应用,这种「内卷式博弈」,应该值得高度警惕。”
面向复杂的监测感知、预警应急与分析研判需求,想要构建能够适应不同天气、不同场合的感知系统需要多个传感器取长补短,相互协作,融合感知体系进一步升级的需求已迫在眉睫。
当前,行业主流的感知融合方案以雷视/雷射为博弈主战场,两者的主要差异在于对于视频数据及结构化算法是否采纳的态度上。
雷射融合感知技术则采用基于毫米波雷达和ETC射频信号融合的车辆感知技术,融合了毫米波雷达车辆识别能力强和ETC射频信号直接读取车辆OBU基础信息的优势,射频信号弥补了毫米波雷达感知存在的裂点、虚警、不能准确获取车牌,车型的问题,并且避免需要消耗大量算力和带宽的视频结构化环节,所需数据仅为视频AI 的万分之三,大幅降低了设备的建设和运维成本,在全天候、全程轨迹跟踪、实时检测预警等方面表现优异。
适用高速公路主线、隧道、收费站、匝道、服务区等位置,及“交通事件”全天候管控、重点车辆全时段监管、重大事件交通管制、应急指挥、个性化出行服务、智能化道路养护等场景。
但视频数据在未来高速体系当中同样具有不可或缺的意义且已经具备一定普及度,根据行业最新统计,全国高速公路视频云联网规模已达到28.75万路,主线摄像机点位平均间距约为1.2公里,收费站视频联网覆盖率为82.5%,服务区视频联网覆盖率为63.6%,且仍在加速推进。
如上述所言,视频结构化感知的短板在于夜间、恶劣气象条件下感知精度受影响较大,且融合算法占用算力资源高,如果仅作为雷射感知的补充是否可以在充分利旧的基础上规避这一问题?
今年的世界智能网联汽车大会上,成谷科技CTO张宏彬代表成谷发布了
雷射视融合通感一体路侧检测解决方案
,打出了“1/3成本,提供10倍数据质量的全天候可信路侧数据”的口号。
作为2019年高速公路取消省界站两大核心技术蓝牙互联网OBU和CPC技术的发明单位,成谷科技也是最早应用并推广雷射融合体系的企业。在第26届高速公路信息化大会展览现场,成谷科技就曾打出宣传:“高速公路数字化最核心技术雷射融合还是雷视融合是战略选择问题”,为持续的、更多的关于两个技术路线的选择讨论打下伏笔。
最新推出的“雷射视融合通感一体路侧检测解决方案”在之前雷射一体的架构上再次升级,兼容了当下具备广泛基础的视频数据作为补充,通过更远的感知距离与感知准确度,减少路侧感知设备布设密度,在提供满足交通流主动管控感知需求的同时,降低整体建设成本和日后运维成本,引发了行业的广泛关注。
随着如今市面感知产品越来越多、越来越复杂,如何站在路网更高层面标准化、规模化、一体化的选择应用融合感知产品成为了高速业主新的必修课。传感器的融合,也并不是简单的技术相加,而是需要兼顾算法、设计与落地的复杂命题,之后,唯有坚持针对性、适用性原则,才能打造价值应用场景,避免走入形象工程误区。
此前举办的“2024高速公路雷射融合感知与车路通信技术研讨会上”河南省交通规划设计研究院股份有限公司智慧交通与信息工程设计研究院副院长邓博就曾提出进一步思考:当前交通感知数据该以何种方式惠及C端才能体现更大的价值?
对此,成谷科技也依托全新的“雷射视融合通感一体路侧检测解决方案”给出新的答案。结合射频感知的特性,成谷科技解决了通过车牌精确检测“三急一速”重点车辆并点名式通知等场景痛点,满足了收费站、服务区等按照位置交易识别特情车的关键需求,还针对主动交通管控、准全天候通行开发了定制化算法与方案。
面对新的数字化转型风口,感知厂商们已经做好了准备。
参考与引用资料:
《盘点2024,看数字化如何「转型」智慧高速》广阳君
《高速公路雷射融合感知技术浅析与思考》马鹏
《高速公路主动管控实践经验与思考 | 以杭甬高速公路为例 》王炳炯
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