高速公路智慧信息化项目发展研究

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国内交通行业飞速发展，路网规模的不断扩大，带来了对高速公路管理和规划的更高需求。交通行业与互联网科技相结合提升了交通行业整体服务质量，也强化了道路安全管理。高标准的传输网络让人们的生活出行更加准确、高效、便捷、智能，智慧高速互联网技术的融合对传统交通工程造价产生重大影响，打破了固有传统的造价组成框架结构，改变了交通工程整体造价的技术经济指标。

一、高速公路智慧化信息化研究背景

1.国际形势和潮流欧美日等世界强国在未来交通发展方向上都选择了道路交通的智慧信息化作为重要目标。从20世纪开始，世界强国在一些重大项目上均从不同角度对交通智慧化进程作了具体计划，目前已经在一些地区部署和实施。比如，欧洲各国推行的联网化、自动化及标准化、车路协同智能化；美国侧重立法、商业驱动、单车智能研发；日本侧重车路协同和智能驾驶等。2.符合我国交通行业发展需要交通强国战略作为立足国情、着眼全局的重大决策，是指导交通行业未来发展的方向标。智慧化交通、大数据、互联网、区块链等新技术与交通行业深度融合，立足京津冀、长三角、大湾区等区域开展智慧高速建设，实现交通智慧化感知网络全覆盖，也是未来交通基建的目标。交通运输部开启公路智慧化、新一代交通控制网试点工作，基本确定了6个主要试点发展方向，即基础设施数字化、北斗高精度定位综合应用、路运一体化车路协同、“互联网+””路网综合服务、基于大数据路网综合管理和新一代国家交通控制网。建设智慧高速是加快新旧动能转换、纾解运输压力、提升道路安全水平和通行效率的可行性方法，建设智慧高速加速公路智能化进程也是难得的历史机遇。3.符合人民高品质出行需要把发展的理念落到实处，关注出行人员的安全、成本、拥堵、服务等问题。比如，不良天气状况和夜间的行车安全，出行道路的拥堵原因和堵多长时间等相关信息服务，智慧高速信息化即可有效解决这些问题，让人民出行更安全、更满意。4.符合交通行业智能化发展需要以信息化智能化扩容取代传统物理扩容模式，不但带动企业管理、技术、商业模式等创新突破，实现高质量发展，还能推动交通产业转型升级，助力新时代国家经济从数量型扩张向质量型发展转化，同时与智慧化城市建设接轨，将全国智能化物联网体系发展完善82022年第4期总第374期起来。高速公路智慧化是为满足资源饱和条件下出行人员日益增长的交通需求，通过各种智能化的传感、通讯、大数据分析判断等手段，以期满足现代社会出行要求，解决交通拥堵等问题，提升人们出行的舒适度。

二、道路服务水平未来发展对智慧化的需求

1.完善的监控设施，连接网络大数据根据《公路工程技术标准》（JTGB01-2014）相关要求，高速公路服务水平等级分级一般采用V/C值作为拥挤程度的度量标准和重要指标，同时以小客车实际行驶速度与自由流速度之差作为次要指标，对服务水平进行评价。交通量的大小、服务水平的高低、处理偶发性事件的能力，都是道路服务水平的具体体现。考虑远期交通量的增长幅度可能会较大，服务水平下降会导致行车速度和运行条件的同步下降，影响出行感受，因此，为了在初步阶段保证公路的通行和运营，以及出行人员的基本需求；后期，保证运营处于较高的水平，需要在一些重要的路段配备较为完善的监控设施并连接网络大数据。2.高速公路交通流运行状态评估指标体系及计算方法在交通运输部《公路网运行监测与服务暂行技术要求》的基础上，提出符合通道型高速公路交通流特点的运行状态评估指标体系及指标的计算方法，提出通道高速公路运行状态的综合评估方法。在此基础上，通过对阈值的合理划分，实现对高速公路预警等级的划分。高速公路运行状态综合评估与预警指标体系可以直观地在GIS地图上展示出来，主要体现为道路的拥挤与饱和度、交通特征指数、通行中断率及通阻度、天气气象指数等相关内容。3.高速公路项目建设智慧化高速公路项目建设总体遵循“现有技术用足，未来技术预留”的原则，通过高速公路顶层设计、系统设计和系统实施3个层面推动方案的实施工作，实现高速公路泛在感知、通信全覆盖、高精定位全覆盖和自动驾驶支持等能力，为公众提供精准信息服务和良好出行体验，为管理者科学决策提供参考。4.车辆安全自动驾驶技术采用智能交通工程设施设备与公路泛感知系统相结合方式，实现“准全天候”通行，用以保障在天气恶劣的条件下车辆能安全通行。将现有高速公路由路段管理级提升为车道级管理，对重点分、合流区及危险路段提供安全预警和智能管控服务，提高路面畅通水平和路网运行效率，逐步建设完善可实现全自动驾驶的路段。5.智能可视化、数字化控制管理根据部分道路交通流大小不同、货客车占比不同及管理决策不一样等特征，运用5G信息化、大数据网络、物联车联网、定位及高精度地图、人工智能、云平台计算等技术，打造“改扩建工程+智慧高速”创新型建设模式，将公路基建从传统化向新一代智能化推进，实现全过程全路段的智能可视化、数字化控制管理，保证道路全天候安全通行并实现高舒适度全方位的出行服务。以现阶段大数据网络等高新信息化技术，通过智能感知的方式构建一个多元多维度的大数据全息智能感知体系，实现对道路沿线运行状态、路网环境状态和设备安全运行状态的实时感知。交通运输部对目前我国高速公路智慧化及信息网络控制，在试点省份推行了6个试点建设方向，主要为道路基础设施的数字化、大数据路网综合管理应用、高精度北斗定位系统综合应用、车路协同一体化、互联网与路网综合服务应用、国家新一代交通控制网系统等。6.构建交通工程智能化体系基于各试点省份高速公路项目的需求和功能定位，以“智慧化高速”为理念设计建立系统框架，对传统的公路机电系统进行业务提升，构建出一套“安全、便捷、智能、环保”的交通工程智能化体系，实现高速公路的“可控、可测、可视化”服务，全面提升道路通行的安全便捷性和人们的出行体验感。

三、高速公路智慧化对工程造价的影响

1.大数据提供支撑目前，国内智慧信息化高速项目主要是利用国内及各省既有的“高速云”建设智能交通管理平台，基于大数据的统计、分析、云存储、GIS技术、BIM技术等先进信息技术，实现对海量数据的汇聚与预处理、大数据分析梳理、存储共享、对路况管理的可视化智能化，为实现全过程数字管控、准全天候安全通行和全方位立体服务提供支撑。2.智能交通管理平台提供决策方案智能交通管理平台分一般为“云－边－端”三级节点，即为智慧网联云控平台、路段级管理单元、公路沿线感知及物联网设备，边缘节点通过干线网络与云端节点相连。从终端处理器或传感器收集数据上传至数据库，经过数据分析及各级存储再由大数据云计算二次分析，而后发布到各宣传管理运营平台进行数据汇总和分类展示，最终提供决策方案。3.精确控制工程造价高速公路智慧化不但带来了传统交通行业与信息化技术上的飞跃和融合，也同时带来了公路工程造价与信息工程造价更多的深度融合。智能化信息化技术在高速公路建设管理全过程的应用，基本实现了从设计、施工到后期运营的全方位智能化可视化管控，虽然从软硬件相关技术及设备设施上有一定的投入，但同时也能更精确地控制整体工程造价，对于高速公路后期运营管理的便利与节能增效也有显著效果，更符合未来高速公路建设和管理的发展方向。2018年交通运输部颁布的项目概算预算编制办法中新增了一项的“建设项目信息化费”，主要包含建设单位用于质量安全管理、进度及费用控制等工作所必须的信息化建设和运营维护等相关费用，如全寿命周期及BIM模型应用。这项费用的增补代表了交通行业造价专业向智慧化发展靠拢的趋势。高速公路交通工程智慧化项目造价的整体框架及传统机电设备部分，仍是参照交通运输部颁布的公路概预算编办及概预算定额。但与高速公路智慧及信息化有关的部分，尤其是涉及到的专用软件及模块，可以结合交通运输部的概预算编办、定额与工信部的电子建设工程概预算编办、定额作为相关计价依据，用以计算软件开发和集成费用。4.新型功能软件研发适应未来规划目前，高速公路智慧化相关内容还处于一个初步发展完善的阶段，其涉及到几大主要的系统还在拓展研究，较为成熟的BIM技术、北斗定位、智能云平台、车路协同、智慧服务区等相关服务已经得到了较为广泛的应用。应用软件研发已经有固定的产品及模块，一般不需要太多研发费用，工程造价计费时也可采用市场报价，并套用相关定额计价即可。但还有一些处于拓展研发阶段的新型功能软件，或者根据不同项目的特征和服务定制的软件，暂时还没有比较成型的市场价格、软件的集成和研发费用，就需要结合电子建设工程的编办及软件研发成本度量规范，按不同的功能要求进行进一步明确和细化之后，从功能模块到功能点按相关规则来计价。软件开发人员的人工费，可参考项目当地人力资源及社会保障局发布的最新职业工资指导价位，按一定的开发成本系数，并综合企管费、规费、利润、税金等计取应用软件开发费。智慧高速设备及配套功能软件都处于技术及市场较为先进的水平，造价在满足设计方案的前提下，也应考虑满足后续服务及配套设施等相关费用，在符合节能、环保、经济、高效的前提下适应未来的规划。5.智慧高速智能联网开发应用对于智慧高速智能联网等设备及软件，系统研发和软件集成费与传统交通机电系统的联调费用以及与现有的设备设施、路网建设网络相适应，需要计取相关费用。智慧高速项目较传统机电项目而言，工程造价费用中包含专项评估费、课题研究费和5G通信服务链路所需费用。专项评估费主要是安全等级测评、国密及商业密码等一系列评估费用。专项评估和课题研究费用占一定比例，需要根据项目的情况来确定，但要注意切实满足实际应用及后续相关功能的开发和应用。综上可见，高速公路智慧化项目基本是在传统机电系统基础上，增加智慧化专项和系统联合调试等内容。传统机电部分造价基本与原来差异不大，而智慧化的部分增加的造价，根据每个项目不同的要求和特点，从目前国内建设或试点项目来看，尚存在一定的差异性，但较传统机电系统造价有所增加。因此，智慧化体系的应用对高速公路整体建设造价水平，无论是短期还是长期均具有一定的影响，但对于国家交通路网信息及道路安全控制却有着深远的意义。

四、结语

高速公路智慧信息化在国家公路发展中的趋势及作用愈加明显，全国路网数字化基础设施不断完善，大数据与人们的工作、生活、出行息息相关。随着各省试点项目的逐步开展，公路智慧化的方向和优势也日趋显现。初期新技术及网络信息平台搭建需要资金投入必然较大，基于工程造价具有的项目特性及受市场价格波动影响的特征，该类项目早期总投资额也较高，但随着技术及市场的不断进步及稳定，公路智慧化项目的工程造价总投资也将会逐渐下调并趋于稳定。

作者：刘旭辉 郑玲玲