智慧高速公路总体设计

智慧高速公路总体设计

张天宇

兴安盟经纬公路勘察设计有限责任公司 内蒙古兴安盟 137400

摘要:为解决智慧高速公路设计方面存在的问题,在阐述智慧高速公路功能和性能需求的基础上,对其总体设计进行分析,提出具体的建设定位、目标、任务及系统框架。本文针对智能化、物联网等技术手段对我国高速公路建设现状进行分析。并提出基于云计算和大数据平台构建多维信息融合的数字道路设计方案。

关键词：智慧；高速公路；设计

引言：高速公路是交通运输的重要基础设施,也在社会经济发展过程中发挥着越来越大作用,随着我国经济和科学技术水平不断提高,人们对公路建设、养护及运营管理等方面要求逐渐增高。目前国内外很多国家都修建了大规模的高速公路网。但是在信息化程度较低且功能单一、运行速度较慢以及缺乏相应配套设施时无法满足高速公路上交通需求。同时高速公路由于其特殊性使得需要维护维修费用较大并且不能够及时处理车辆故障问题;另一方面我国经济发展水平与发达国家相比还存在一定差距。

一、智慧高速公路建设现状
随着我国经济的飞速发展,人民生活水平不断提高,高速公路也在快速发展中,但由于各方面因素影响下智慧交通建设仍存在一些问题。第一是资金不足、缺乏技术支持。虽然国家大力扶持和鼓励各行业的创新研发应用工作以及对传统交通方式进行改造升级等措施，来改善道路安全性能及安全性已取得了一定成就但是大部分城市仍然面临着严重的公路交通事故现象;第二就是基础设施相对落后且功能不完善,不能满足人们对于高速公路通行需求。

二、智慧公路工程

2.1 建设基础设施

在智慧高速公路建设过程中,基础设施是支撑整个工程的基础,其主要功能包括:数据传输、网络覆盖和管理。
(1)数据传输。为保证信息能够及时有效地被传送至道路终端并进行交换与共享;需要使用数字信号将各路段及交通量等相关参数上传到智能化平台上通过统一的标准接口来实现对信息传递速度以及数量等指标进行规范要求,同时还需满足高速公路建设中对于通信设备的兼容性、可扩展性和安全性需求。(2)网络覆盖。在智慧交通建设过程中,需要对各方面的信息进行有效地收集、整理和管理,同时要保证传输通道畅通无阻，还需考虑到智能化终端与其他系统之间存在一定程度上的兼容性问题。(3)网络传输。在信息高速公路建设过程中,需要将各种数据、视频等上传到智能化平台上进行统一管理和共享，同时还需考虑不同通信协议之间的兼容性问题并对其进行有效地优化配置与控制。(4)网络交换。在智慧交通建设过程中,需要将智能终端与其他系统进行有效地连接,并对不同的子系统之间实现数据传输,使各个子系统能够相互通信。

2.2智慧高速公路设计设施

智慧高速公路的设计是以国家和行业标准为依据,充分参考国内外相关技术,并结合我国国情,对智能集成系统进行研究。在智慧城市建设过程中应考虑到以下几点:
(1)道路网络结构复杂。由于目前各地交通基础设施发展不平衡导致了路网布局存在着一定差异性、部分区域功能规划不合理等问题;
(2)信息传输速度慢且质量不高的高速公路和通信设施之间缺乏有效连接,难以实现高速路通视以及高效管理。

(3)城市交通管理和控制的信息化程度不高。在高速公路建设过程中,缺乏统一规划,各部门之间存在各自为政、信息孤岛现象。

2.3 智慧文化

在智慧高速公路的总体设计过程中,由于各种因素影响,需要对各部分进行详细地划分。首先是交通信息感知系统。主要包括传感器、中央空调及变频器等设备；其次是通信网络和计算机处理能力平台建设与完善，以及安全监控管理机制构建；然后就是运营服务保障体系架构搭建；最后则为智能电网整体设计方案的制定工作内容及其实现方案如下所述
在智慧高速公路中,除了要考虑到各个子系统之间相互联系之外还需同时顾及各部分因素带来的影响。
在智慧高速公路中,除了要考虑到各个子系统之间的联系之外,还需同时兼顾其他因素所带来的影响。首先是电网系统方面。主要包括主干网、地线和站控三个部分；其次为通信网络建设与完善以及安全监控管理机制构建等问题，我国智能城市交通发展现状分析及展望；最后在高速公路运营服务保障体系架构搭建工作中需要考虑到各子系统之间相互联系所带来的影响,
在智慧高速公路的总体设计过程中,需要综合各方因素带来影响,并对各个部分进行优化。

三、 智慧高速公路总体设计

3.1 智慧高速公路总体设计的主要内容

智慧高速公路的总体设计主要包括以下内容:
(1)交通诱导系统。通过对现有路网和信息资源进行分析,结合当地气候条件、地理环境情况以及地形地貌等因素综合考虑建立出合理有效的诱导方式。同时也要充分运用现代化高科技手段将多种技术相结合从而达到引导目的。
(2)路侧控制与管理信息系统建设及运营管理系统的设计研究,包括道路等级划分、车道数确定方法以及道路线形规划方案和交通信号系统分析。
(3)智能交通信息发布与处理系统。智能交通信息发布系统是根据道路条件、环境变化及实时路侧信号的设置而建立。通过对各种技术手段综合考虑,最终确定出合理可行的管理方案。

(4)安全检测和监控管理系统建设。在设计过程中要充分利用现代高科技设备,实现数据采集与传输自动化以及实时控制等功能来提高高速公路运营效率并保障行车安全性。

(5)智能交通系统规划与集成研究。智慧道路交通控制系统是基于计算机、传感网通信基础上建立起来的一种具有较高可靠性并且适用性强的综合信息系统。

3.2 智慧高速公路总体设计体系

智慧高速公路以提升高速公路管理水平和方便出行为主要目标，在设计中应整合现有资源，引进全新技术，尤其是充分利用云计算、物联网、互联网、大数据等，运用互联网思维来实现对高速公路的总体设计，实现对高速公路控制、指挥、运营的智能化。智慧高速公路的总体设计体系包括:
(1)城市轨道交通网络规划系统。主要是将整个智能交通网作为一个整体,进行综合分析,对其建设规模、布局形式等做出合理预测。同时考虑到未来几年内路网密度和容量变化趋势及周边区域经济发展状况以及人口数量与需求分布情况;结合当地实际情况和现有基础条件确定新建道路的等级标准值。(2)城市轨道交通网络规划系统。主要是在现有交通管理体制下根据国家相关规范要求进行设计,并对城市轨道交通网络规划方案做出合理优化,从而保证交通需求的均衡性。(3)智慧高速公路系统设计。主要是将整个智能化、信息化建设与现有基础上进行综合分析和研究,结合当前我国发展现状以及未来城市规划提出相应的建设要求。(4)安全通信保障体系构建体系构建内容包括:建立统一标准规范和分级管理制度及应急预案等。

总结：智慧高速公路作为智能交通领域的重要组成部分，在“十四五”期间将向高质量的发展方向迈进。本文分析了新基建模式下智慧高速公路的发展趋势和需求，提出了智慧高速总体架构设计思路、具体实施内容及展望，以期为“十四五”规划智慧高速公路的建设工作提供一定的借鉴。

参考文献：

[1]栗晴晖.智慧高速公路总体设计探讨[J].交通世界, 2022(012):000.

[2]王曙珲.新基建模式下智慧高速公路总体架构设计[J].中国交通信息化, 2021, 000(005):95-99.

[3]夏卫刚,李国腾.智慧高速公路总体设计研究[J].黑龙江交通科技, 2019, 42(3):2.DOI:CNKI:SUN:HLJJ.0.2019-03-007.