破解高速公路“黑盒”|高速公路_新浪财经

厦沙高速龙岭隧道内，众多设备保障车辆安全通行。周昌柱摄

泉三高速三阳隧道左线、右线长度均超过4.5公里。（资料图片）

核心提示

公路隧道，是高速公路的重要组成部分。作为路网中监管难度最高的路段，它也是公路场景中最为难啃的“黑盒”。目前，推动先进信息技术对隧道基础设施建设的赋能，最终实现隧道场景的数字化转型升级，已成为业内关注的核心话题。

上月底，在福州举行的第25届全国高速信息化大会期间，福建高速携手百度发布了高速公路智慧长隧解决方案。针对高速隧道交通事件感知被动、处置效率偏低、缺少智能化管控等痛点难点，解决方案提供了技术路径，并在京台高速的长隧道群测试中取得了初步成功。

从此，高速长隧道智慧化管控有了福建方案——

3月31日，京台高速天龙山隧道B洞，实验车辆将行驶时速加到60公里，随后按照指令停车。仅仅几秒钟后，位于闽侯荆溪的百度-福建高速联合创新实验室里，屏幕上的高速公路智慧运行及应急救援系统立即发布警报，并且实时呈现了车辆抓拍图片。

接着，实验车辆将时速增至70公里、80公里，也按照随机指令停车，高速公路智慧运行及应急救援系统均在数秒内监测到异常停车并报警。随后，按照指令，实验车辆还进行了行人闯入、抛洒物等试验，系统均准确无误地进行了实时报警。

8次突发事件实时检测，成功率100%……观摩嘉宾们掌声响起。

掌声，是一种肯定，也是一种激励。这意味着，经过了近8个月的联合攻关，福建的高速长隧道群智慧运行和安全应急能力迈上新台阶。

隧道的运营管理是全国难题

在福建开高速，最深的印象就是桥隧多。据统计，我省已建成的高速隧道总里程长达2251公里，占全省高速公路通车里程的1/5，约占全国高速公路隧道总里程的1/10。

“其中1/3还是特长隧道，如何实现长隧内安全行车，是福建高速公路运营管理方的牵挂。”福建省高速公路科技创新研究院有限公司总经理曾俊铖说。

同时，这也是全国都在努力解题的难点。“隧道管控是高速公路管控中最难的一环。”中国公路学会副理事长兼秘书长刘文杰坦言，“可以说，解决了隧道的管控问题，就解决了高速公路的关键问题；解决了福建的问题，也就解决了全国的问题。”

问题倒逼，需求导向，《福建省高速公路“十四五”科技发展规划》对隧道智慧运行进行了布局。

2022年6月，福建高速科创院以“揭榜挂帅”创新合作模式，联合百度、交通运输部公路科学研究院，开展长隧道群智慧运行和安全应急能力提升关键技术研究，开始了一场与隧道的角力较量。

角力的战场选在京台高速福州段一个30公里的路段。“这短短30公里，就分布了连续的三处复杂隧道，而且都是超过3公里的特长隧道。比如说天龙山隧道6.5公里，牛岩山隧道9.2公里，黄竹山隧道8.6公里。”曾俊铖一语道破试验场的特殊性。

不仅地势复杂，而且作为交通要道，这里一到节假日车流量就会暴增，可以达到日常的3倍以上。“一旦发生交通事故，必然造成长距离拥堵，而且处置起来也非常棘手。”

以往，高速管理部门多依靠人工来检视监控视频，或者依靠电话报警。但老办法存在明显缺陷：无法实时发现突发事件，无法得当处理突发事件，更无法及时给出科学的处置方式……因此，一旦高速路面发生状况，所产生的连锁反应影响巨大。

连克难关，福建方案初现雏形

较量的第一战，是面对长隧道特殊的环境因素。“隧道里光线不够，卫星信号弱，现有的雷达在这样密闭的空间里，由于隧道壁的反射等原因，雷达信号易出现干扰波。因此，要对拥堵、火灾、交通事故、抛洒物等隧道事件进行实时识别，以往是非常困难的。”

如何做到发现早、定位准、响应快，实现隧道运行状态的全息全知？答案是，在前方要布设软硬件设施，使之具备强大的实时信息收集能力。

在福建高速的解决方案里，与百度携手发布的隧道专用毫米波雷达就解决了适用性问题。“我们的产品针对隧道场景进行定制、优化，专门针对隧道壁反射的干扰波开发了滤波算法，把雷达的‘鹰眼’监控距离从200米不到提升到了300米甚至更远。”百度智能交通福建公路行业总经理陈锋解释说。

不仅仅是雷达，加上巡检机器人以及边缘计算设备等路测设备的布局，形成了以云边端一体化架构为基础的隧道软硬件基础设施，多角度、多维度地收集实时多源交通数据。

这些海量数据实时传送到云上后，人工智能就开始发挥效用，这是角力的“攻坚战”。根据训练数据生成的数据模型，人工智能算法中台就可以进行实时拥堵预测预警，根据隧道突发交通事件实时检测算法，判别交通事故、拥堵、异常停车、施工布控等不同事件。

“目前15分钟、30分钟级隧道交通拥堵预测精度均大于90%，这在同类研究中处于领先地位。”陈锋说，“事件检测准确率也突破90%，有了百度的文心大模型技术加持，后续通过更多的样本学习，还会继续提升。”

当然，判别预测不是终点，根据事件类型智能推荐相应处置预案，这是人工智能算法中台的“绝活”。

“例如针对交通事件，可以派出巡检机器人先抵达现场，通过巡检机器人的对话模块指导车主作出正确处置。如果事件比较大，可以同步关闭车道，建议沿路司机低速驾驶等，这样保证隧道安全稳定运行。”陈锋介绍说。

及时有效预测隧道拥堵，实现提前主动管控，是提升隧道通行效率的重中之重。目前全省道路一张网建设已经铺开，根据预警的级别，不仅有车道级、通道级的应急处置诱导方案，甚至可以启动区域级的诱导方案。“例如局部堵车，后台算法可以推荐最优的绕行方案，推荐其他高速路线，或者是国道、省道等普通公路路线。”曾俊铖说。

“这是一套全国领先的多级动态分流诱导策略。”陈锋强调说，在仿真环境下，试验段京台高速福州段长隧道群平均通行效率提升了10%。

通过整合软硬件基础设施、智慧管控算法、应急诱导策略，双方在业内搭建形成了一套长隧道群智慧运行管控解决方案。

期待未来，满足美好出行需求

谈及下一步的进展，曾俊铖介绍说，首先是根据隧道情境想办法实现雷达、摄像头等硬件设施的最优化配置，“下一步将继续推动实际场景测试”。

同时，在进一步提升事件判断和流量预测预警的精准性之外，分流诱导策略如何更精细化以及如何实现真正的社会联动，将是关键。

他表示：“如果事件比较大，如何联动交警、路政、医院、消防等部门，提高应急响应速率，这需要跨部门协作以及更精细的设计。”

此外，解决方案中，高速公路全视域实时伴随App也同步开启测试验证，将为车主提供车道级全要素孪生功能、突发事件预警等实时信息。“对于广大司乘人员而言，若能超视距感知路况信息，及时直观地了解车辆周边情况，将会大大增加行车安全性。”陈锋说，有计划将试验数据与百度地图进行对接，后续的研究还在进行中。

曾俊铖透露，随着长隧道群智慧运行和安全应急能力提升关键技术的突破发展，研究成果将率先应用于京台高速等高速公路的长隧道群，后续逐步在全省隧道铺开。

值得期待的是，系统实时精准的信息也将开放给公众，不仅让道路管理者投资建设的基础设施能“物尽其用”，也将助力道路使用者“安全出行”，安全管控质效双提升。

长隧道群的智慧运行监管研究，只是福建省高速公路智慧化的一个“点”。福建省高速公路集团有限公司副总经理陈礼彪介绍，以解决高速公路建设、管理、养护、运营的痛点和难点为目标，福泉车路协同示范应用作为“线”，省域交通运行数字孪生作为“面”，后续还将有更多的科技创新成果应用面世，更好服务福建省高速公路高质量发展，满足人民群众美好出行需求。

软硬件感知设施

实施主体：

“云-边-端”架构和巡检机器人

预警管控算法

主要任务：

突发事件识别、拥堵预测预警、目标连续跟踪

处置诱导策略

主要任务：

事前现场处置预案、事中持续时间预测、事后动态分流诱导

监管和应急救援系统

主要任务：

实时信息发布、应急联动处置