“公路根底设备数字化是未来才智公路开展的方向及根底，我国公路的路程数已打破500万公里，开展公路根底设备数字化是一个巨大的工程。在这个进程中，职业不能蜂拥而至，在许多问题没有想清楚之前，要稳重的推动后续的建造作业。”交通运输部公路科学研讨院智能交通研讨中心副主任汪林表明。

    近年来，才智公路在我国得到了快速开展，呈现多点开花、百花齐放的态势，根底设备数字化系统的建造逐步得到职业的认可，才智管控、车路协同、自动驾驭等新式技能正在加速运用到公路根底设备网络中，近期，汪林主任在2021年交通大讲堂上，宣布了“才智公路建造与根底设备数字化开展考虑及主张”主题演讲。

    汪林主任从新型根底设备建造、交通强国建造、国家综合立体交通网规划等国家和职业布局的剖析和解读入手，介绍了新一代国家交通控制网和才智公路试点工程、交通强国试点工程、公路根底设备数字化等交通运输职业专项作业的最新进展，并经过对典型案例和要点领域作业要点的剖析，探讨了未来才智公路建造和根底设备数字化的开展愿景与推动要点。

    01交通数字化开展趋势及内在

    随着“新基建”政策的出台，以及大数据、人工智能、物联网等新技能的蓬勃开展，从必定程度上来说，在未来的10~15年间，交通职业的开展，尤其是智能交通方向，都会围绕根底设备数字化来打开。

    2021年国务院印发的《国家综合立体交通网规划大纲》中提出，在2035年我国交通根底设备的数字化率要到达90%，在开展新式根底设备建造的一起，也要求加速既有设备的智能化改造，作业要点在于对路网管控水平的提升，对交通信息智能发布的优化，以及相关的才智渠道的建造等等。

    我个人也或多或少参加了相关规划的起草和咨询作业，在这个进程中，咱们自己也在考虑，什么是数字化?咱们都在提设备数字化，具体该怎样做?

    在科普我国里，数字化是这么定义的：

    “数字化，便是将许多复杂多变的信息改变为可以衡量的数字、数据，再以这些数字、数据树立起适当的数字化模型，把它们改变为一系列二进制代码，引入核算机内部，进行统一处理，这便是数字化的基本进程。”实践上数字化便是要在核算机国际中，经过核算机语言，以感知得到的数据作为支撑，构造实在国际的数字化影像。在这个根底上，咱们继续考虑，什么是公路根底设备数字化?

    个人的理解便是：在公路交通系统中深入运用数字技能，运用核算机系统构建一个全感知、全联接、全场景、全智能的数字公路国际，提升整个公路交通系统的运转水平，对传统公路交通系统的运营办理形式，服务形式、商业形式进行立异和重塑，进而完成职业的转型晋级。在前期的相关课题研讨中，咱们对交通根底设备数字化的内在进行了一些考虑，总结为以下几点：

    榜首，是数字化最本质的内在，便是交通根底设备和信息技能的深度交融。经过信息技能去改动现有交通根底设备的功用，提升设备的运营功率，并交融到日常的事务中，更好地为交通服务。

    第二，要针对设备不同的特色信息进行数字化。将空间特色、功用特色、状况特色等复杂多变的信息改变为可以衡量的特征数据。

    第三，对不同的设备层次树立相适应需求的数字化模型。对公路交通设备，包含路、桥、隧、以及一些隶属设备，依据它们的特色和运用场景树立相应的数字化模型，运用模型在现实中进行核算处理，并采纳相应的措施。

    第四，公路根底设备数字化便是要推动公路交通根底设备从他感知、被感知，向可感知、自感知改变，更快捷更精准地获取前端数据，再经过数字化渠道和车路协同系统进行发布，让路途运用者知道“路上有什么”，让办理决议计划者知道“车在干什么”。

    现在信息搜集和信息发布领域还存在许多不足，关于出行者，上了路就不知道前方的路况，也不知道前方的气象状况，相关信息全都不知道;关于办理者，虽然每天都进行交通流根底数据的统计，但微观层次上的数据，例如，车上有多少人?货车装的什么货?驾驭员是否疲惫?车辆的车况是什么?这些信息也搜集不到。所以咱们现在的方针便是树立起一整套的数字化系统和配套渠道，有了数字化搜集设备，有了交互渠道，将来经过路侧设备搜集这些数据就会变得容易，从而让运用者更安全快捷地运用路途，让办理者更经济高效地办理。

    02国外开展及经历启示

    在根底设备数字化研讨进程中，咱们对国外的开展思路也进行了参考。

    美国近十年里也取得了必定的进展，2016年发布的《公路性能监测系统实用手册》中具体规则了数据的搜集上报，办理剖析，运用服务等数据运用流程中各阶段的职责主体和相关要求。

    美国构建了一套路况报送系统，它的数据集不只包含日常的统计数据，还包含预算数据、元数据、典型路段数据等等，依据数据会集的数据类型，拟定了相关的数据元素搜集规范，规划了相关的处理模型，并依据GIS搭建了相关的数据渠道。

    在此根底上，2017年美国交通部发布了《路途元素模型清单2.0》，以各州为主体，规则了37个强制搜集的数据元素，方针是支撑整个联邦进行统一数据处理和安全决议计划。

    《路途元素模型清单2.0》主要分为6个方面，内容较为细致，比方说双车道公路的路段宽度，如下图所示，关于每种元素的搜集规范都进行了具体的规则。国内每年也会开展公路方面的交通普查，包含一些相关作业的精密剖析，但仍与国际先进水平存在必定差距，例如数据搜集的规范程度，数据搜集的精度要求等等，还处于比较初级的阶段。

    欧洲方面，2013年，德国把交通建造和城市开展部更名为德国联邦交通和数字化根底设备开展部，并拟定了交通建造与城市开展和数字化的开展战略，即《数字化战略2025》。

    依照战略的整体布置，德国将加速推动数字化根底设备建造，稳步推动车路协同通信技能的研讨与运用，鼓舞各方联合积极开展自动驾驭、数字化出行服务和数字化物流服务等方面的立异技能研制，从几个不同的层面将交通和数字严密结合起来。

    另外在ERTRAC2019中，将数字化根底设备分为A~E五个等级。

    在分级中可以看出，与国内不同，它从前到后都没有提及自动驾驭的分级，只是在高等级设备中提到了协作驾驭的概念，我个人对此也是比较附和的。从根底设备的视点来出发，设备设备的开展更新，实践上都是为驾驭服务的，但它并不能主导驾驭，也不能主导运输东西的开展。根底设备主要是协助感知，协助驾驭，供给相关信息和主张等，如果能到达这个程度，我以为就现已做的十分好了。

    作为交通人，可能更多要从根底设备，从路的视点出发，去进行交通智能化数字化的相关作业。

    经过前面临美国和欧洲相关研讨作业的总结，咱们得到了以下几点启示：

    榜首点，数据搜集的规范化，是整个数字化建造的根底;

    第二点，动态感知数据的获取，是数字化的重要标志;

    第三点，BIM是重要的根底设备数字化技能和东西。可是这儿有很重要的一点，便是现在咱们所运用的BIM，包含咱们现在用的依据BIM的运用渠道，它具体记录了路网数据，设备坐标，关键结构物的状况等等，如果咱们长期运用国外的软件和渠道进行交通数字化建造，对国家，对咱们未来交通的开展都是一个很风险的作业。关于这方面，咱们还需求进行一些国产化的考虑和布局，例如开发自主化的软件，或者是树立一套关键根底设备数据的密钥系统，对中心数据进行加密，否则一旦有突发的国际事件，将会有十分风险的后果。

    03公路数字化技能系统的构建

    经过前期咱们的相关研讨，结合国内状况，咱们也在不断考虑，怎样构建国内的数字化根底设备系统?实践上要构建这样的一套技能系统是很难的，我国现有高速公路路程为16.1万公里，这样巨大的路网系统要进行数字化，是一个难度十分大的作业。

    所以咱们在进行数字化系统的建造时，可能也会采纳分步走的战略，榜首步选择部分在建的高速公路，或者要点的桥隧工程，进行数字化的试点建造，渐渐堆集经历今后，再逐步向现有路网的数字化建造上延伸。

    前期咱们在开展相关研讨进程中，侧重针对公路根底设备数字化的需求进行了剖析，这进程咱们会发现有许多需求，比方说要满意路网运转监测与服务暂行技能要求，要满意根底设备统计剖析需求，要满意公路养护及资产办理数据需求，要满意自动驾驭车辆环境识别需求，以及将来面临智能化交通，要满意精密化的办理服务需求，等等。

    所以在建造系统之前，咱们对数字化建造的需求进行了梳理，首先确定一个最高的方针，便是构建面向自动驾驭、精密化办理服务的特征数据集。

    咱们继续考虑，如果说根底设备要支撑自动驾驭，根底设备要完成哪些功用?需求供给什么样的信息?例如需求供给地理信息，也便是国家立体交通大纲中指出的，打造高精度的地理信息系统。没有这套系统，就无法完成超视距的感知，也无法完成车道级的路线规划，自动驾驭也就无从谈起。

    另外，路侧端还要完成与自动驾驭车辆的信息交互，比方说对车辆的定位辅助，交通标志标线的视认性优化，交通环境的感知及路途状况联动发布等等。

    在对需求进行多方针多层次剖析今后，咱们依据剖析的内容，规划了一套公路交通根底设备数字化系统。

    该系统可从全周期，全要素和全事务三个视点来论述，比方从全要素的视点来看，在系统建造中，咱们要点考虑的便是进行要素的全覆盖，如路途根底设备、隶属设备、暂时设备、状况信息等内容;从全周期的视点来说，便是要从规划，到规划，再到建造、养护、运营，经过数字化的链条，把整个周期串联起来;关于事务的运用，咱们不只要支撑全功用的运用，还要对运用的开发进行梳理排序，比方面向自动驾驭的运用，咱们可以放在10年之后再做，而关于咱们现有的办理服务的内容，就要优先开展建造。

    美国的数字化系统建造是在GIS的根底上，我个人对这个方向比较附和，但咱们不能采用和他们一模一样的方案，咱们可以在BIM+GIS+三维扫描技能的根底上，交融其他的数字化技能，建造一个国产化的底层渠道，依据交通参加者的不同需求，按不同的层级加载到底层，构成整个的数字化系统渠道。

    有了这样的一个渠道今后，咱们将来对设备的办理，关于交通运营状况的办理，以及对运营车辆和人员的办理等等方面的智能化事务就快捷了许多，一起对车路协同，自动驾驭等方面的服务也能供给强有力的支撑。

    数字化交通系统建造的终究目的便是依据实践运用需求完成数字化技能在交通职业中的运用。咱们分类别剖析了数字化技能运用的完成路径，比方说空间特色类中的节点数据，不只可以经过路侧核算设备将数据传输到自动驾驭车辆，也可以经过高精度地图的定位获取节点数据，完成节点信息的数字化。整体来说，咱们数字化系统还在不断的构建中，要构成一套完整的系统还需求一个绵长的进程。

    对数字化开展的考虑进行总结，主要在以下几点：

    首先在数字化系统的建造上，咱们采纳的是分步走的战略，先建成部分示范项目，从高速公路开始，建造高等级公路的数字化系统网络，再渐渐的向其他等级的路网扩展。另外咱们也在考虑，由于路网的逐步巨大，是不是要把农村公路等低等级路也归入到系统建造中来?

    第二便是正在进行的公路根底设备数字化技能规范编制，以及数据需求强度的分级，是数字化建造作业的条件。希望经过信息化交通工程分会的渠道，能有更多的单位可以参加到根底设备数字化建造中来，包含相关的规范规范的拟定，以及后续的示范工程的建造等等。

    最终便是系统的建造要渐渐推动，由于这是一个巨大的工程，咱们不能蜂拥而至，在许多问题没有想清楚之前，还是要稳重的推动后续的建造作业。

    未来的一段时间内咱们关注的要点大概就会集在上述内容中，没有数字化，智能交通相关一切内容都无从谈起。我今日的陈述内容就到这儿，谢谢各位的倾听。

    作者简介：汪林，交通运输部公路科学研讨院智能交通研讨中心副主任，国家智能交通工程技能研讨中心副主任，交通运输青年科技英才。主要从事才智公路及大数据、自动驾驭与车路协同、交通信息化等相关研讨作业，曾掌管多项国家及省部级智能交通严重课题研讨作业。获国家科技进步二等奖1项及多项省部级奖赏;获得专利多项，其中发明专利7项;宣布论文20余篇;合编出版物2本。

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