公路交通必然走向数字化、网联化、智慧化，这是大势所趋。大势所趋，不以人的意志为转移。顺之与之，则成新时代的弄潮儿；懈之怠之，则会成为经济社会发展的短板。——智慧公路建设势在必行！
交通强国是国家层面的大战略，智慧公路建设是这个大战略的重要组成部分。2018年交通运输部发布《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》以来，各省关于智慧公路的研发、创新、应用实践就如火如荼地开展起来了。北京、河北，河南、吉林、江苏、逝江、福建、江西及广东省作为试点地区先行一步，在基础设施数字化、路运一体化车路协同、高精度定位、路网综合管理、出行服务等方面开展了大量工作，取得了良好效果。特别是近几年，智慧公路建设渐有磅礴之势，如延崇、杭绍甬、京雄高速公路、五峰山未来高速等等。——智慧公路建设成效显著。
但从各方面考察，智慧公路的建设还只是初级阶段，还没有形成巨大的生产力，还有广阔的待开发空间，且各省之间、各区域之间、各路段之间技术标准不统一，建设内容各异，发展不均衡，大量的应用尚无法形成联动效应——有专家戏称为“散装的智慧公路”。行业管理效率、用户服务、安全预报预警、应急救援等方面改善效果不明显，且无确切评价。因此广大用户不能明显体验或体验不到智慧公路的益处，在成本、效率、安全、服务等方面还没有形成突出优势。——智慧公路建设任重而道远。
结合本省实际，在交通强国甘肃实践的大背景下，甘肃省交通运输行业在智慧公路建设方面也做了大量探索，积累了很多经验。——智慧公路建设应该有甘肃贡献。鉴于此，我们有如下认识和建议。
在各省的智慧公路示范建设过程中，大都以一条特定公路作为载体，通过部署雷达、基站、边缘计算器、传感器等采集设备，形成泛在感知体系，进而搭建各类应用系统。在已建成的各智慧公路的调研参观过程中，可以发现各类基于人工智能、数据挖掘、三维可视化等技术的应用系统展示效果良好，让人耳目一新，可以说赚足了眼球。
然而，通过和行业内相关从业人员和社会公众的日常沟通，可以发现在智慧公路的运营过程中，大家对“智慧”的体验并不明显，更有甚者，对于投入了上亿资金量的智慧公路，感觉与平常公路无异。
究其原因，当然可以从多个角度进行解释。例如：应用系统与实际需求不匹配、管理人员对相关系统的操作应用不够熟练、社会公众对智慧化系统的了解有限，管理制度与应用系统脱节，用户接受信息的方式有限等等。以上问题，大量研究机构和学者在相关的文章里已做过深入剖析，本文不再赘述。排除以上因素，笔者想从公路与路网、智慧公路与智慧路网的角度对公路交通的智慧化建设予以分析，希望对当前智慧公路建设有一点益处。
∎ 公路与公路网
在现实世界中，各公路虽以路段形式独立建设，如G30连霍高速甘肃段清水驿至忠和建设项目，但却全部纳入公路网中统一运行。公路网是指在某范围内由各等级公路组成的网状系统。脱离路网，单一路段即使再豪华，解决的运输问题也十分有限。只有将每一个路段、每一条公路纳入到公路网中，公路的价值才得以有效发挥。国家和各省出台的公路网规划正是这一意志的体现。
基于以上，公路的使用价值需要通过路网体现。那么自然而然会提出疑问，智慧化是否也需要或者必须从路网切入？
∎ 智慧公路与智慧路网
按照业内对智慧公路的理解，智慧公路可以定义为：智慧公路是在云计算、边缘计算、物联网、5G、人工智能等新一代信息技术的支撑下，可以实现路网信息的全面精准感知、数据传输的双向高效互通，在数据和模型的双重驱动下，具备多智能体协同的精确交通管控能力，可以为用户提供针对性的丰富出行服务，最终实现安全、畅通、绿色、高效的公路系统。
简单来说，智慧公路是将新一代信息技术融入到公路建设、运营过程中，达到更优的管理和使用效果。基于以上对智慧公路的理解，可以试图定义一下智慧路网。智慧路网是指公路网与依托其上建设的智慧化网络相叠加组成的智慧公路系统。公路网如同人体血管系统，负责血液健康、有序、顺畅、高效地流通；智慧化网络如同负责血液流通的神经系统，神经系统反应敏锐，指挥处置得当，则血液系统高效运行，保障有力。
路路相通构成公路网，是物理基础；智慧点与智慧点相联构成智慧网，是“神经中枢”。智慧网协同公路网，构成智慧路网，应该成为总体思路。把智慧网与公路网一一对应起来；把智慧点与智慧点联接起来，应该成为智慧公路建设的总体路径。
在智慧公路建设的大浪潮下，各地按照各自理解开展了智慧公路建设示范，取得了大量成果。那么，在路网背景下，智慧化建设应如何开展？笔者将结合甘肃经验，提出建议。总体来说，智慧路网建设应秉承路段差异化和路网平台化的原则。
∎ 路段差异化
各省发布的智慧公路建设指南，对智慧公路的整体框架、建设内容、建设程序等做了规定。查阅后，可以发现此类文件大都是对公路的智慧化建设的泛在约束，并无针对具体路段。路段差异化是指应该结合路网中路段的特征构建智慧化系统。这里所说的特征包括公路的技术参数、交通量、地理位置、投资额度等。
例如，在事故多发路段布设AI摄像头、事件检测器等，实现突发事件的自动识别和预警，实现快速应急调度；在多冰雪阴雨路段，布设气象监测和冰雪自动消融设备等，保障出行安全；在车流量大、交通状况复杂路段建设车路协同系统，以减少拥堵、提高运量，保障安全。
需要说明的是，差异化建设理念对不同公路提出了不同的智慧化建设内容和预期效果，但仍然符合智慧公路体系框架的约束，只不过更具针对性，更具选择性。也可以把它理解为需求的一般性和需求的特殊性。
∎ 路网平台化
路网层面的智慧公路是由各智慧路段构成。为了使各路段系统能够互通有无，协同运转，需要实现路网平台化。路网平台化是指在路网层面上构建平台级系统，对下能够兼容、获取各路段上的运行数据，并形成有效决策；对上，为整个区域的交通诱导、交通调度、辅助决策等提供最优策略和支持。
究其实质，路网平台化其实是一种构建于各智慧路段之上的顶层规划的外在表现，是从更高的维度、统筹的角度、整体的思维考虑区域内的交通运行问题，也就是智慧路网的整装化运行。在实际建设过程中，在统一的规划指导下，将整体问题路段化，各路段分别建设，联网运行，最终达到智慧路网的整装化运行。
对于智慧公路，应该始终保持整装化运行的思路，从整体运行目标要求出发，逐段建设，联网运行，达到整体最优。
∎ 环兰智慧路网规划
兰州市是甘肃省的经济中心，交通枢纽中心。而环兰区域是甘肃省经济最发达、最活跃的地区，城市群之间交流密切、频繁，环兰路网是兰白、兰西等城市群内部城际之间的重要联络通道，连接兰州中心城区与外围区县，辐射周边城市群，承担城际联通功能，促进区域一体化发展。为进一步提升环兰区域路网的整体交通运载能力，甘肃省交通运输厅发布了《环兰智慧路网规划》，其总体架构为“1+1+2+N”（如图1所示），即建立一套智慧交通相关标准规范体系；基本建成覆盖环兰州都市圈公路网与城市道路网的交通基础设施（含感知设施）一张网；构建数据资源管理中心、交通大脑两大应用支撑中心；建成出行服务、管控治理、路衍经济等业务板块，N个开放、可拓展的应用场景。
按照图1所示框架，《环兰智慧路网规划》面向兰州市“321”环城公路网、“139”城区道路网、34个出入口、环城公路网二环以内全部交通基础设施，从路网建设、智慧化改造等方面，对包含全要素感知、通行网络、环兰路网交通大脑、智慧服务区、路网运行监测、路网主动管控等18个智慧化场景进行规划。
各应用场景充分结合各路段在环兰路网中的功能定位，有的放矢，进行差异化部署的同时，信息能够向上集成，实现路网级别的监测与调度，对于促进区域整体运行效率具有重要意义。
图1. 环兰智慧路网总体框架
智慧公路概念的兴起，是近几年的事，可对于公路智慧化建设的工作确早就在进行。通过多年的努力，我们实现了视频监控，通风照明控制，ETC收费等，对保障高速公路的高效稳定运行起到了重要作用。以上建设内容与目前提出的智慧公路建设内容存在极大地关联，不过限于发展阶段，毕竟，这都是30多年前的事了。在业内，大都将其归到公路机电工程。
事实上，传统的机电工程与目前正在进行的各类智慧化平台建设一脉相承，殊途同归，都是智慧公路建设的重要组成部分。传统机电工程以收费、监控、通信为主要建设内容，实现了ETC收费、视频监控、应急处置、信息查询服务等基本功能，但也一定为基础设施数字化、交通大脑、车路协同等智慧公路典型应用场景提供了基础数据和支撑平台。
以视频监控系统为例，在公路智慧化建设初期，在土建工程完成后，人们在公路沿线布设摄像头设备，实现了路况的远程监控。在当时，远程系统的实现无疑是公路智慧化的重要表现，公路管理人员可以在办公室利用电脑看到远在几公里、几十公里外的实时路况，这种“可视”功能的实现极大地改善了公路的管理水平。
随着时代的发展，特别是新一代信息技术的发展，摄像头具备了远程控制及变焦功能，可在远端对前端摄像头进行远程控制，通过变焦功能调整监控区域，智慧化更上层楼。
基于摄像头的重要作用，摄像头越布越密，对于重点路段，基本上可以实现过往车辆的全程视频监控。随着人工智能、数据挖掘等技术的兴起，只能传视频图像的摄像头就显得功能简单了些。人们更希望从视频中发现感兴趣的信息，而非视频本身。在此需求下，通过硬件设备与嵌入式算法的升级，摄像头除采集视频外，可以作为视频分析设备，为预定应急事件提供预警报警。再后来，雷视融合出现了。智慧化程度大大提高。
从模拟摄像头，到IP摄像头，到AI摄像头，我们完成了监控功能的升级，实现了视频监控系统向事件自动分析预警系统的功能跃迁。智慧从无到有，逐步深入。
基于以上思考，针对具体公路项目，可结合建设目标、地理环境、投资金额等，对公路的智慧化进行分级（如表1所示），进而确定建设内容。
表1 高速公路智慧化分级表（引自《甘肃省智慧高速公路建设技术指南》）
①智慧公路各等级建设内容具有延续性，且从D1级向D4级逐步迭代，不可分割。
②目前我省已建成高速公路满足D1级智慧化水平要求。
③本指南技术标准重点针对D2、D3级，涵盖部分D4级建设内容。
④可结合项目建设目标，确定公路的智慧等级。各等级下建设内容的技术要求均需依照本指南标准执行。
为此，对于热热闹闹的智慧公路建设，笔者以为，从路网的前提下，从发挥已取得智慧公路实践应用效果的视角看，从提高社会公众对智慧公路的感受的要求下，当下智慧公路需要做的应该是分级和基于新一代信息技术的机电工程的升级，或者如表1所列的D2、D3级智慧公路。这样公路机电工程系列标准的修编就要提上议事日程了。当然，也有专家提出，机电工程的升级不是智慧公路。
同时，各种创新也要竞相迸发，以场景应用，推动技术发展；反过来，以新的技术，促进智慧公路建设。
智慧具有很强的有主观性，不同的个人或者群体对智慧的理解不一致；对于同一个个体，随着时间的推移，对于智慧的认知也会发生很大变化。以前觉得智慧的，现在可能不再智慧；现在觉得智慧的，以后可能变的不再智慧。更应该把智慧当一个目标、一种状态。我们将一直追求用更多的手段、技术、理念、制度去满足智慧公路在不同时代背景下的要求。
关于智慧公路建设，我们正在进行！
关于智慧公路建设，我们立足现实，迎接未来！
*作者简介：祁伟，甘肃省交通运输厅总工程师；陈忱，甘肃省智慧交通重点实验室。
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