高速公路准全天候通行系统建设实践

在恶劣气候、低能见度条件下，对行车安全诱导显得极为重要。为此，在当前智慧高速建设热潮中，准全天候通行成为重点建设内容之一。比如，河北雄安新区荣乌新线、京德智慧高速公路针对雾雪等不良天气下的管控策略、安全辅助及通行诱导参数、路警联动工作机制等在国内率先启动基于智慧高速技术能力支撑的准全天候通行技术保障测试，实现雾天和雪天安全通行；沙吴高速测试并部署了“准全天候通行解决方案”，实现“全天候精准感知”、“路侧精准定位” 、“车辆连续轨迹追踪”等多个功能，最终达成“准全天候通行”目标；宜昭高速准全天候通行系统实现设备、人及系统三方互联互通，最终形成准全天候通行系统的智能化……以下梳理了三条高速的准全天候通行系统建设与应用情况。

雄安新区荣乌新线、京德智慧高速公路

河北省以“车路云网一体化智慧高速解决方案”作为指导智慧高速公路建设的顶层设计，加快雄安新区对外骨干路网智慧化建设。2021年建成荣乌新线、京德总计160公里的智慧高速公路，公里级全息感知、分钟级预警、车道级交通管控、精准映射数字孪生、人机协同准全天候坐席管理、安全辅助及通行诱导等技术为准全天候通行提供了先决条件。

一、准全天候通行技术支撑能力

具备时域预报预警能力的全路段精准感知系统。全路段十公里间距设置全要素气象站、两公里间距设置的能见度检测器，精准感知天气状态。全线布设千米超距交通毫米波雷达，不受天气影响，实现全天时全天候车辆精准定位感知。

分路段、分车道、分时段的主动交通管控。在荣乌新线、京德高速建成了系统耦合性最高、场景策略最丰富的车道级主动管控系统，依据实时交通流、环境、事件数据，动态评估交通运行态势，采取相应控制策略。

人机协同准全天候坐席管理。气象分钟级预警、策略秒级生成、路警联动审核、管控瞬时发布，荣乌新线、京德高速实现了准全天候通行的智能化高效管理。

实时映射的数字孪生。通过大规模全量多源数据整合实现了高速公路“感知、控制、协同、管理、服务”的四维全业务场景高效、生动、直观的可视化呈现，提升事件、管控的响应效率，是有效支撑运营管理的新型模式。

二、准全天候通行技术保障测试

2021年10月至2022年2月期间，与河北省高速交警总队合作，针对雾雪等不良天气下的管控策略、安全辅助及通行诱导参数、路警联动工作机制等在国内率先启动基于智慧高速技术能力支撑的准全天候通行技术保障测试，实现雾天和雪天安全通行。2021年10月至2022年2月期间，同比同向高速，雾天能见度200米以上减少封路9次。

应用场景：雾天安全通行管控

应用场景：雪天安全通行保障

沙吴高速

沙吴高速是广西落实交通强国战略的首个智慧交通试点示范项目和广西交通科技示范项目。据悉，沙吴高速智慧交通示范项目主要包括北斗高精度增强网工程、全生命周期高精度多模态空间数据工程、车路协同数据互联与云管控平台工程、基于5G的车路协同通信工程、交通控制工程以及数字化施工、智慧服务区示范应用工程六大工程。

据媒体报道，2021年12月，华为推出了“高速准全天候通行解决方案”，并在广西沙吴高速进行了测试部署。该方案通过路侧雷达和摄像机实时获取动静态交通数据，通过边缘设备对雷、视感知数据进行“拟合”，进而实现“全天候精准感知”、“路侧精准定位” 、“车辆连续轨迹追踪”等多个功能，最终达成“准全天候通行”目标，提升行驶的主动安全能力和道路通行效率。

全天候精准感知：路侧部署AI超微光摄像机、毫米波雷达和智能交通微边缘ITS800，配合自研雷达和视频拟合算法，对雷达数据和摄像机视频实时进行逐帧的结构化分析和拟合，实现对交通参与者进行的全时、全天候、无盲区的精准感知，提供位置、车牌、速度、属性、姿态等多类基础元数据；克服雷达、视频等单系统单维数据不足的问题。

路侧精准定位：基于雷达和视频的拟合技术，辅以高精地图的配合，可实现车辆的精准定位，横向定位误差<1m（车道级），纵向定位误差<3.5m。通过精准的车辆定位，可对网联和非网联车辆进行事件告警提示、车道级安全引导等个性定制化服务，消除安全隐患，无忧畅行。‍

‍车辆连续轨迹追踪：边缘跨杆ID连续算法，可在路侧边缘计算节点实现车辆的全程连续轨迹实时追踪，避免车辆行驶轨迹在跨感知杆场景的“轨迹跳变”，进一步提升驾驶主动安全性。‍

不依赖网联车的多种触达手段：支持V2X/Uu多种客户端触达方式，不仅支持网联车辆，更通过4/5G的方式将感知数据触达到非网联车辆，在司乘人员手机上基于高精地图实时展示车辆前方200米的交通参与者和事件，并提供车道级的交通安全诱导和指引；从而做到信息触达的“普适性”，使商用部署不再依赖于网联车的上量，实现商业的快速闭环。‍

宜昭高速

宜昭高速贯穿四川、云南两个省份，以云贵高原地形为主要特征，山川、丘陵、大桥较多，云贵地区空气湿度比较大，易于团雾、短时强降雨的发生，这些条件同时具备的条件下给宜昭高速公路管理带来了巨大的挑战。据悉，中国水电十四局土木工程事业部机电管理中心副总经理兼宜昭高速机电工程负责人孙长凡介绍了宜昭高速准全天候通行系统，主要内容包括路况气象精准监测预报、常发团雾监测诱导以及凝冰监测等。

宜昭高速准全天候通行系统分为三个大的方面进行建设，分别为精准交通气象系统、常发雾区诱导、凝冰除雪监测。

精准交通气象系统：基于GIS、卫星、雷达等多源气象数据和多维交通路面状态气象模型，融合高速公路气象站实况数据和交通路况数据，打造精准交通气象。

常发雾区诱导：针对雾区道路交通环境设计的智能雾区引导系统，通过安装在道路两侧的智能灯标，警示诱导车辆安全行驶，从而有效避免危险路段车辆追尾事故、二次事故、特别是雾区的连环撞车等恶性事故的发生。

凝冰除雪监测：对路面温度及路面结冰的精确预警，适时启动系统泵站和融雪剂溶液喷洒终端机构，自动精准撒布适量的融雪剂，预防路面出现影响行车安全的冰雪湿滑路面状况，降低相关交通事故的发生。

宜昭高速准全天候通行系统分为6层，分别为服务层、业务应用层、数据服务层、算法层、通信层及智能感知层。通过这6层，实现了从前端的设备到后方平台，达到设备、人及系统相互交汇，实现三方互联互通，最终形成准全天候通行系统的智能化，为运营管理者提高管理效率，减少管理成本。

在准全天候通行系统应用方面，针对局地恶劣交通气象环境进行检测感知预警，数据经过采集、分析、研判、展示，发布交通气象灾害预测预警，形成面向服务的应用和管控决策支持。

对于准全天候通行系统的子系统行车安全智能诱导及防撞预警，该系统由交通气象环境感知设备、行车安全智能诱导装置（智能诱导边缘标）、现场控制主机设备（数据预处理器）三大核心设备组成；可结合监控摄像机、交通广播、可变情报板、交通流检测器、多要素气象站等配套监控设施与设备，具体实现道路轮廓线形强化指示、道路行车安全同步诱导、间距提示防止追尾警示、施工作业区域防控警戒、停车碰撞事故检测预警、设备状态在线远程监控、动态信息标志联动发布、沿线交通视频路况监测及外部传感设备接入协同等。

对于典型环境下主动式路面积雪凝冰监测预警及处置，该系统实现对路面温度及路面结冰的精确短临预警，依据监测、研判、预警结果，适时启动系统泵站和融雪剂溶液喷洒终端机构，精准撒布适量的融雪剂，降低路面液体冰点，预防路面出现影响行车安全的冰雪湿滑路面状况。该系统典型配置主要由道路交通气象检测预警站、一体化泵站设施、融雪剂溶液自动喷洒管道及喷嘴机构、现场控制主机设备及控制与管理软件系统等组成。

对于主动式路面积雪凝冰监测预警及处置系统，包括抗凝冰剂智能撒布控制、设备状态在线远程监控、动态信息标志联动发布及外部传感设备接入协同。