文/交通运输部路网监测与应急处置中心副主任 王刚
3月28-29日，第二十六届高速公路信息化大会暨技术产品博览会在合肥举行。本次大会由中国公路学会主办，《中国公路》杂志社、《中国交通信息化》杂志承办。交通运输部路网监测与应急处置中心副主任王刚在大会上作了题为《智慧扩容，韧性提升——路网运行数字化转型思考》的主旨报告。以下为王刚的报告内容，《中国交通信息化》作了不改变原意的编辑及整理。
王刚作题为《智慧扩容，韧性提升——路网运行数字化转型思考》的主旨报告
背景
近三十五年来，我国高速公路快速发展。1988年，沪嘉高速建成通车；2004年，《国家高速公路网规划》发布，规划里程约8.5万公里，由7条首都放射线、9条南北纵线、18条东西横线组成“7918”网；2013年，《国家公路网规划（2013年-2030年）》发布，“71118”高速公路网总规模约11.8万公里；2020年，我国高速公路开启“一张网运行、一体化服务”的新阶段；2023年底，高速公路联网总里程超18万公里，覆盖了约99%的城区人口、20万以上城市及地级行政中心，连接了全国约88%的县级行政区和约95%的人口。
通过部路网中心路网运行监测数据可以发现在日常、重大节假日、重要时段、恶劣天气等不同情况下的交通运行情况有着不同特点。
从图1可以看出，高速公路日常运行总体平稳，“四极”交通量大。2023年，我国高速公路全年日均车流量超3400万辆， 而在2019年高速公路全年日均车流量是2890万辆。通过监测数据可以看出，高速公路主通道作用明显，拥堵路段呈散发状态，京津冀、长三角、粤港澳大湾区和成渝地区“四极”流量大。
图1 2023年12月高速公路日均交通量分布图（来源：部路网中心路网运行监测数据）
以2023年中秋国庆为例来看节假日的运行情况（图2）。假期8天总流量累计4.83亿辆，日均6043万辆，约为全年日均流量的1.77倍。假期第一天（2023年9月29日）流量达6671万辆，刷新历史流量峰值纪录，且拥堵缓行路段比平日大幅增长。
图2 2023年中秋国庆总流量对比情况（来源：部路网中心路网运行监测数据）
以2024年春运（40天）为例来看重要时段运行特征（图3）。春运40天，全社会跨区域人员流动总量84.2亿，创历史新高。春运峰值日高速路网总流量达7017万辆，比2023年春运峰值（6259万辆）增长12%。从趋势图中可以看出，在重大节假日和重要时段，高速公路流量在持续增长。另外，通过监测数据发现流量与拥堵缓行路段呈正相关。
图3 2024年春运（40天）期间总流量对比情况（来源：部路网中心路网运行监测数据）
最后看恶劣天气的影响。2024年春运期间，有两次大范围的恶劣天气，多条重要通道产生拥堵。相对于节假日，恶劣天气期间的拥堵呈现集中、距离长、时间久的特征，这说明在面对大流量和自然灾害情况下，路网的承载力、服务水平、运营水平还有非常大的提升空间。
问题分析
结合以上相关数据与现象，我们进一步分析了原因。我国早期建设的高速公路以双向四车道为主，已难以满足新的交通需求。当前应该如何应对各种问题，充分发挥高速公路网运行效能？近期很多路段在进行扩容、改扩建，以下对两种扩容方式即土建方式扩容和智慧方式扩容进行了对比。
图4 土建方式扩容与智慧方式扩容特点对比
土建方式扩容通过增加车道数，直接提升通行能力，同时可适度延长收费年限。相比新建高速，改扩建能够利用已有路基条件，减少土地占用，降低资金投入。但也会受土地、环境、投资及债务制约，实施难度大、施工复杂、建设周期长，施工过程对交通也会产生较大影响。
智慧方式扩容充分利用已有基础设施，以智能化手段提高运营管理水平，促进通行能力提升。该方式更加节约土地资源，降低建设成本；相较于改扩建工程，外场施工量少，建设周期短，降低对交通流影响。但是，其对精细化管理和服务水平要求更高，受物理条件制约，扩容能力存在上限；同时，目前通过该方式延长收费年限的政策尚在摸索阶段。
通过对比发现，两种扩容方式各有优缺点，土建扩容方式有其自身优势，智慧扩容方式也并非包治百病，因此需要更全面、更客观、更理性、更科学看待相关问题。
思考
基于上述分析，可以认为未来一段时期，智慧方式扩容应为主要路径。建议结合“新基建”政策，抓住数字化转型契机有序推进。以下谈谈六个观点。
观点1：着力提升重要通道畅通性
高速路网中“71118”等干线通道流量很大，其客运量、货运量、货物周转量占全网总量的比例均非常高，在我国公路运输中具有重要作用。而在2007年建成的“五纵七横”国道主干线承载了巨大的交通量，其设计容量已逐渐不能满足目前快速发展的交通需求，拥堵严重，但其周边大量土地已经开发利用，很难实施改扩建。由此来看，重要通道承载能力需要进一步提升，应重点实施“71118”重要通道拥堵路段的数字化、智能化改造，提升畅通性，提升服务水平。对此需要整体谋划，沿线省份联动，实现主动脉畅通。
观点2：着力提升骨干路网协同性
除了高速公路外，国省干线也是我国骨干路网的重要组成部分。一是要重视普通国省干线智能化建设，避免扩大其与高速公路智能化水平的剪刀差。过去一段时期，在高速公路智能化建设上投资较大，而在普通国省干线投入较少，当前实际上已经形成了高速公路和国省干线智能化建设之间的剪刀差，全行业要重视这个问题，避免差距进一步扩大。二是关注高速公路与普通国省干线的网络化协同。三是建议选取与高速公路关联性强的普通国省干线，开展智能化改造。四是由点及面，推动高速公路与普通国省干线运营服务协同融合。
观点3：着力提升关键路段机动性
除了提升路网的畅通性，同样需要关注关键路段的机动性。以沪宁高速江苏段的探索为例，沪宁高速江苏段是中国最繁忙的高速公路之一，全长248.6公里，设计标准流量11.5万辆，日均车流量15万辆，节假日峰值流量24万辆，已经远超设计饱和流量。在此背景下，沪宁高速因地制宜，针对特殊路段进行科学的智能化改造：一是通过设置匝道红绿灯对进入主线车流实施一定程度的管控，一路多方联动，共同谋划、共同设计、共同推动；二是进行了车道布局优化；三是与交警协同联动，在紧急情况下分时段开放应急车道等。通过一系列改造措施，取得了良好效果：车道管控年均开放1500余小时，高峰流量时段增加车辆通过60万辆，通行效率提升了11%，通行速度提升了19%，高峰小时通行能力提升了12%。
其他高速公路基于自身情况，应如何缓解拥堵？如何提高重要路段的机动性？
从全国来看，在役高速公路大部分出入口相距20公里至30公里，在服务区附近、两出入口间新兴较多开发区、工业区、物流集散地、居民区等，上述区域内用户上下高速不便捷，产生大量非必要交通成本（时间、能源、环境等）。对于这种情况，建议因地制宜，在相邻出入口间、服务区科学增设ETC智能出入口，这样既能方便车辆就近上下高速，也能通过出口分流缓解大流量路段的拥堵，并让小流量路段吸引更多车辆进入高速，提高路段机动性，促进物流企业降本增效，推动交旅融合和乡村振兴。需要注意的是，这样的出入口应仅设置ETC车道，实现智能化运营服务、远程值守，且出入口不宜过密，应一站一策做好安全设计。
观点4：提升安全便捷的人性化服务
一方面，我们提出的“交通守望者”方案可以在较短时间、最大范围内，以最低成本为公众提供全网一致性服务。目前“交通守望者”已在江苏、上海、浙江等省市的多个路段进行试点示范，并逐步推进长三角地区一体化建设，同时已启动12个省份试点工作，逐步在全网推广。我们认为，在当前阶段，该方案是可实现、低成本、广覆盖、可复制、可服务，且公众有感的智慧公路解决路径。
另一方面，服务区是高速公路服务用户的重要场景，其最主要的目的是服务，而并非经营盈利。建议进一步提升服务区的服务水平，可在服务区内，通过公告栏、动态显示屏、以及入出口“交通守望者”ETC天线播报等方式，提供前方路况信息（突发事件、气象环境、施工组织等），方便出行者规划行程。
观点5：路网运行业务数字化技术架构
(构想)
为推动全国公路网运行业务云体系建设，加快实现全国路网监测调度、应急处置、出行服务、联网收费等关键业务的数字化转型，全面提高数据共享、业务协同水平，增强系统韧性，我们提出路网运行业务数字化技术架构的构想，力争实现全路网业务与技术体系的代际升级，支撑公路网运行业务弹性扩容，并与多种运输方式实现柔性衔接。
收费业务方面，我们希望未来构建起收费业务云体系，实现收费系统云网一体，省级业务全上云，包括发行方、路段、门架、经营管理单位等相关业务系统，并推动收费在线化和业务SaaS化，省级联网收费业务云体系构想如图5所示，实现省中心业务部署在专有云上，并与收费站进行数据交互，同时借助公有云并划分全国路网专属域，将部分发行业务、客服业务、投诉处理业务放到公有云上。
图5 省级联网收费业务云体系
此外，在各省业务上云的基础上，进一步形成全国联网收费业务云体系，发行系统可以放在公有云专属域里，省级、部级业务放在专有云里，同样很多业务可以提供全网SaaS化服务，最终建立全国联网收费业务云体系，如图6所示。未来，在云平台上，通过SaaS化的服务体系，大家可以共同在一个平台上开展业务，以提升效率、降低成本，提高服务品质。
图6 全国联网收费业务云体系
对于各省的监控指挥中心来说，目前主要管理的是高速公路，但对国省干线来说相关能力较为欠缺，如果建立省级监测调度业务云体系，如图7所示，将省内监控监测、指挥调度业务放到公有云上，相关数据就能很好地共享，实现道路经营管理主体协同能力的强化，推动高速公路和普通公路高效协同，实现监测、调度、应急、服务等业务处理与协同，推动省级实现一路多方数据共享和业务协同，大幅提升整体的工作效率。
图7 省级监测调度业务云体系
在省级云体系的基础上，构建全网监测调度业务云体系，如图8所示，在公有云上开通监测调度业务专属域，强化省省协同、部省协同，实现监测、调度、应急、服务等业务处理及协同，推动全网实现一路多方数据共享和业务协同，推动公路网与水路、铁路、民航和城市交通的多方式协同，最终实现综合交通运输方式的大协同。
图8 全网监测调度业务云体系
未来，进一步构建全国路网数据底座，支撑各业务与服务；公有云与专有云结合，推动全网业务上云；实现对国家综合交通运输信息平台建设的有力支撑，如图9所示。
图9 全国路网数据底座
观点6：加强数字化转型效果评价
应重视公路网数字化转型的效果评价，从而保障建设科学合理，并为相关决策提供支撑。关于数字化转型效果评价，以欧盟为例，其通过道路拥堵分析研究报告，支撑相关决策及实施策略的制定。以下为欧盟道路拥堵分析中的速度区间分析表、拥堵造成经济损失测算表、高峰小时的平均延误分析表，通过多维度分析，对道路拥堵情况进行了科学评估。此外，通过对数据进行统计分析，得到这条路的早、晚高峰时段速度、时间等相关情况。可见，数字化转型的效果需要用数据说话，需要通过数字证明实际效果。因此，建议研究制定省级和全路网数字化转型效果评价指标体系，进行动态评价、长期评价，从而有针对性制定提升策略。
图10 欧盟道路拥堵分析表 （引用苏交科相关研究报告）
总体来看，过去几年的智慧公路建设中走过一些弯路，比如需求预设、盲目求新、贪大求全、无法互联、公众无感等，未来的智慧高速建设要让公众有感、要让运营机构降本增效、要让决策更科学。因此，未来路网运行数字化需要全网统筹和因地制宜相结合，运行监测与应急处置、出行服务、联网收费、服务区、大件运输和治超等关键业务应该全网协调联动，通过统一数据标准，深化数据应用，推动数据要素X，更要注重提升网络与数据安全，最终实现“公众有感、运营增效、决策科学”。总而言之，不管是信息化、智能化、智慧化、数字化，数字是工具，数字化转型关键在“化”，就像糖块融化后给人体提供能量一样，通过“化”实现对业务更深层、更全面的支撑。
来源 | 中国公路学会•第26届高速公路信息化大会
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