近年來，國家有關部門出臺多項政策支持智慧交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如《交通強國建設綱要》、《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》、《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠景目標綱要》等，均指出要全方位布局交通感知系統(tǒng)，將基礎設施數(shù)字化、路運一體化車路協(xié)同、北斗高精度定位綜合應用、基于大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)綜合管理、“互聯(lián)網(wǎng)+”路網(wǎng)綜合服務、新一代國家交通控制網(wǎng)6個方向作為重點，發(fā)展自動駕駛和車路協(xié)同的出行服務。同時，各省市為了響應國家對智慧高速建設的大力支持，也紛紛陸續(xù)發(fā)布了各地的智慧高速建設指南，其中均不約而同地強調了路側感知系統(tǒng)的建設必要性并明確了相應的建設要求�？梢姡�不論是國家政策還是行業(yè)發(fā)展趨勢，路側感知技術的深度應用都是智慧高速建設發(fā)展中不可或缺的一環(huán)。

交通路側感知是遵照一定規(guī)則，通過對傳感器感知的路側數(shù)據(jù)進行分析，輸出各路面交通要素的信息、異常事件及交通相關參數(shù)的智能分析技術。通過路側設備的有效建設，可以為高速運營管理人員提供全方位的路況感知，提升業(yè)務運營效率和管控水平;同時，結合車路協(xié)同技術，也可為高速上運行的車輛提供有效的感知冗余，提升車輛運行的安全性，并降低自動駕駛建設成本。因此，先進的路側感知系統(tǒng)是智慧高速的重要基礎和底座，也是區(qū)分新一代高速智慧化的重要標志。

既然路側感知系統(tǒng)如此重要，那么能否提供可靠、精準的路側感知數(shù)據(jù)將成為實現(xiàn)智慧高速建設近遠期目標的關鍵點之一。作為高速公路智慧化的核心系統(tǒng)，感知的數(shù)據(jù)質量直接影響各場景應用的效果和可行性。

當前，已逐步在高速公路布設攝像機、毫米波雷達、激光雷達等類型感知設備，而傳感器的布設并不等于感知能力的建設。先進的路側感知系統(tǒng)應以數(shù)據(jù)驅動為核心，全息全要素感知為基礎，構建全天候全時段全功能全覆蓋高融合的路側感知系統(tǒng)。同時，目標檢測技術和信息融合技術是目前科學研究領域的重點也是難點，主要有：

1) 視覺傳感器采集內容豐富，但感知精度需由模型算法克服在復雜交通場景車輛目標多尺度化和環(huán)境光照多變性;

2) 僅依靠單類傳感器難以精確識別車輛，并存在氣候、光線等環(huán)境影響問題對目標進行檢測缺乏魯棒性;

3) 針對不同場景下，不同傳感器檢測精度會發(fā)生變化，基于交互式多模型的自適應目標檢測還需要進一步研究細化場景分類;

4) 通過 V2X 可以獲取較多的車輛信息，但考慮車載終端(OBU)成本和信息安全，導致其滲透率不足，還不能充分體現(xiàn)出 C-V2X 的優(yōu)勢。

現(xiàn)階段，高速公路在路側感知能力建設上面臨問題主要體現(xiàn)在：

1) 主動感知手段缺乏：人工巡查、視頻巡查，無法及時發(fā)現(xiàn)異常，掌握交通態(tài)勢;

2) 感知數(shù)據(jù)質量不可靠：漏報率高、準確率低、感知要素少，難以達成建設預期成效;

3) 感知時空覆蓋不足：受惡劣氣象、夜間光線、車輛互相遮擋等因素導致感知時空覆蓋率低;

4) 感知要素不夠精細：針對交通要素信息的感知精細化不足，難以支撐車路協(xié)同等應用場景。

建設目標

智慧高速的基礎是交通要素的感知化、互聯(lián)化和智能化，具體表現(xiàn)形式包括智能設施、智能決策、智能管控和智能服務等，從而形成智慧化交通運輸綜合管理、控制和運營服務。

針對路側感知的建設目標主要包含：

1) 與現(xiàn)有傳統(tǒng)機電系統(tǒng)資源的整合利用，建立主動感知能力實現(xiàn)基礎感知(交通流、交通事件、視頻/圖像/記錄)，發(fā)揮前期投資價值;

2) 合理布設新型路側感知設備，實現(xiàn)對多設備、多傳感手段數(shù)據(jù)的充分融合和精確感知，大幅提升感知數(shù)據(jù)質量;

3) 在區(qū)域重點路段全覆蓋布設綜合路側感知設備，實現(xiàn)交通中人、車、路、環(huán)境的全時、全天候、多要素的全時空精準感知;

4) 提升感知要素精細度實現(xiàn)車路協(xié)同化感知，聚合V2X數(shù)據(jù)，將高速感知設備接入車路協(xié)同網(wǎng)絡，實現(xiàn)人車交互，信息互通車路交互和諧。

建設方案

在路側感知系統(tǒng)中，對目標進行檢測常用的傳感器有毫米波雷達、激光雷達和相機。相對于視覺傳感器，毫米波雷達探測距離更遠，對目標縱向距離、速度測量精度較高，但無法準確識別目標類型，并且輸出的目標信息帶有大量的隨機噪聲。傳感器的設計原理和工作機制不同，可在性能方面表現(xiàn)出不同的特點，適用于不同的場景。

針對高速公路不同建設階段、交通流特征及管理需求，閃馬智能提出利舊升級基礎感知、一桿多機聯(lián)動感知、雷視融合全時空感知和車路協(xié)同感知4個路側感知方案，可適配不同的建設需求、運營需求與管理需求，支持分段分級布設并支持按需平滑升級。

方案一：利舊升級基礎路側感知方案

針對已運營高速公路，前期建設的傳統(tǒng)三大機電系統(tǒng)為高速公路智慧化提升提供了基礎支撐。推進高速公路傳統(tǒng)基礎設施系統(tǒng)升級迭代，是推動交通領域綠色、智能轉型的基礎。

視頻監(jiān)控作為高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中被廣泛應用的設備類型，且視頻圖像包含的信息豐富、表達直觀，有其獨特優(yōu)勢，充分挖掘視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)價值，實現(xiàn)車道級交通參數(shù)采集及路面異常事件的主動發(fā)現(xiàn)，實現(xiàn)低成本的設備升級目的。

本方案通過在路段中心機房架設交通事件感知一體機，對接視頻綜合管理平臺，實現(xiàn)高速公路視頻監(jiān)控的智能化分析，針對高速運營業(yè)務核心的交通流信息采集和交通事件檢測，實現(xiàn)主動感知、主動預警。

適配場景：

槍機適配場景：普通高速公路主線8~12米桿件架設攝像機，攝像機像素200W/1080P以上;

球機適配場景：普通高速公路主線8~12米桿件架設攝像機，攝像機像素200W/1080P以上。

方案創(chuàng)新點及價值：

1) 最大程度復用和利舊原有基礎設施，投資效益更高;

2) 云端增設設備，快速上線利舊賦能，成效立顯;

3) 云端集中分析，運維升級更便捷。

方案二：一桿多機聯(lián)動路側感知方案

針對時空覆蓋要求較高的路段或者場景，閃馬智能可提供兩槍一球聯(lián)動感知方案，利舊桿件增設槍機與球機或增設點位桿件布設兩槍一球，實現(xiàn)固定攝像機全景檢測，遙控攝像機聯(lián)動觀察細節(jié)。

本方案外場布設共桿兩槍一球設備組合，云端部署交通事件感知一體機，根據(jù)視頻分析結果對遙控攝像機云臺和變焦鏡頭進行PTZ驅動，并自動控制PTZ攝像機的進行云臺全方位旋轉和鏡頭縮放，針對被鎖定的運動目標進行視覺導向的自動跟蹤，以確保跟蹤目標持續(xù)以放大特寫畫面出現(xiàn)在鏡頭中央，實現(xiàn)事件細節(jié)查看及車輛號牌識別，輔助事件人工審核及涉事車輛身份識別。

布設方案：

1) 在事故多發(fā)區(qū)域和道路服務水平三級及以上的區(qū)域布設;

2) 服務區(qū)、停車區(qū)、互通立交應在出入口匝道處布設;

3) 急轉彎、長下坡、橋隧相接、橋下空間、隧道出入口 區(qū)域等特殊位置布設;

建議攝像機安裝高度在8m以上，如8m、10m和12m。

方案創(chuàng)新點及價值：

1) 多設備組合，廣大而精微，提高感知時空覆蓋;

2) 分體式設備，自由靈活安裝，適配高曲率線形;

3) 云端分析，精準聯(lián)動，提高視頻圖像使用價值;

4) 自主聯(lián)動，多方位捕獲重點關注區(qū)域視頻圖像。

方案三：雷視融合全時空路側感知方案

針對交通流沖突較多、交通態(tài)勢復雜這類要求具有全時段、全天候感知能力的場景，閃馬智能可提供基于雷視融合的全時空路側感知方案，通過將視頻監(jiān)控和雷達融合應用，利用多源信息融合帶來的多傳感器信息與單一傳感器信息之間存在冗余互補，最大程度實現(xiàn)這兩大技術方案的優(yōu)勢互補，有效彌補單一傳感手段的不足，讓感知系統(tǒng)全天時、全天候持續(xù)感知。

本方案外場布設一體化路側感知基站，采用攝像頭、毫米波雷達獲取路面信息，通過網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)匯聚到邊緣計算單元MEC，由MEC將傳感器的原始數(shù)據(jù)進行濾波、時間戳對齊、融合和分析，并根據(jù)內部模型推理得到路口交通參與者的目標信息，包括位置、速度和方向等，形成局部感知。同時支持拓展環(huán)境監(jiān)測類傳感器，實現(xiàn)交通流與交通環(huán)境的感知。

本方案核心解決高速行業(yè)客戶在夜間低照度、雨霧惡劣天氣條件下的感知失能問題，同時利用多傳感器數(shù)據(jù)冗余實現(xiàn)更高的數(shù)據(jù)可靠性，以全天時、全天候數(shù)據(jù)支撐，構建可靠、可信的管理抓手，為事故預防、全天候通行、交通效率提升等業(yè)務創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)支撐。

布設方案：

本類設備主要用于提升數(shù)據(jù)精度、滿足全要素、全時段采集需求的業(yè)務場景，主要有：

1) 在事故多發(fā)區(qū)域和道路服務水平三級及以上的區(qū)域布設;

2) 服務區(qū)、停車區(qū)、互通立交應在出入口匝道處布設;

3) 急轉彎、長下坡、橋隧相接、橋下空間、隧道出入口 區(qū)域等特殊位置布設;

4) 夜間低照度需重點監(jiān)控需求路段;

5) 曾因車速異常引起交通事故的路段區(qū)域;

6) 曾因氣象因素造成重、特大事故的路段區(qū)域;

根據(jù)應用場景合理選擇布設點位，一桿雙向，布設間距宜不大于500m。

方案創(chuàng)新點及價值：

1) 共桿集約，合理優(yōu)化設施設置;

2) 多源融合，全天候全天時感知;

3) 邊緣計算，低延遲省帶寬架構;

4) 運維便捷，遠程監(jiān)測控制維護。

方案四：車路協(xié)同路側感知方案

針對車路協(xié)同支撐自動駕駛的建設需求，閃馬智能可基于路側感知基站的外場布設，通過云邊協(xié)同，在云端實現(xiàn)連續(xù)空間的車輛定位及軌跡跟蹤，解決車輛行駛行為的微觀監(jiān)測，解決數(shù)據(jù)零散、不連續(xù)問題。由云端全時空路側感知平臺多場景服務分析與決策，再將信息按照約定的通信和交互標準傳遞給路側單元RSU和智能網(wǎng)聯(lián)車輛，充分實現(xiàn)人-車-路-云的有效協(xié)同，保證交通安全，提高通行效率，從而形成的安全和環(huán)保的道路交通系統(tǒng)。

本方案外場布設一體化路側感知基站，拓展RSU通信單元，支持車路信息交互;可選增配交通環(huán)境傳感設備，支持多維交通數(shù)據(jù)采集。云端部署全時空路側感知平臺，實現(xiàn)高速公路數(shù)字孿生、基于車路協(xié)同的(準)全天候通行、伴隨式出行服務、自動駕駛支撐服務等業(yè)務應用。

布設方案：

車路協(xié)同路側感知方案綜合考慮其功能聯(lián)系和協(xié)作關系進行系統(tǒng)性布設，主要包含如下布設方式：

1) 側裝部署方案1：雙幅4車道及以下高速公路，按 400 米間隔布設;平均每公里單向布設2.5個點位，每公里雙向布設5個點位;

2) 側裝部署方案2：雙幅6車道及以下高速公路，雙側對等按 400 米間隔布設;平均每公里單向布設2.5個點位，每公里雙向布設5個點位;每個桿件懸臂安裝;

3) 正裝部署方案：雙側對等按 400 米間隔布設，雷達水平布設與單向車道正上方。

方案創(chuàng)新點及價值：

1) 全程軌跡，目標精準感知定位;

2) 云邊協(xié)同，全域感知全局決策;

3) 車路協(xié)同，實時交互跨界融合。

方案適用場景

本方案提出的4套不同感知能力的路側感知方案，是從路段定位、管理要求、投資效益等維度出發(fā)，綜合考量，充分結合當前階段技術成熟度，基于傳感器類型、傳感器性能以及覆蓋密度，明確了各方案感知能力、通信能力和計算能力，匹配需求場景的感知能力要求的解決方案。高速公路行業(yè)客戶可針對交通事件監(jiān)測及交通流信息采集場景，車輛微觀駕駛信息采集場景、效率+交通管理場景、安全+運行效率場景、效率+信息服務場景的差異化需求，選擇適合的方案或方案組合，場景及方案匹配如下表：

建設實踐

以杭州繞城高速路側感知系統(tǒng)建設為例，全線實管段101Km,前期監(jiān)控系統(tǒng)主線共布設160余路遙控式攝像機、60余路固定式攝像機。通過首期建設，基于云端部署的事件感知一體機，快速上線完成基礎路側感知能力建設，全線日均預警異常事件500余起，主動發(fā)現(xiàn)率80%以上，主動預警，及時處置，避免二次事故發(fā)生。

第二階段建設中，針對全線事故易發(fā)段增設共桿兩槍一球，基于云端事件感知一體機的平滑升級，集中分析兩槍一球實時視頻，發(fā)現(xiàn)異常后自主驅動PTZ，完成涉事車輛車輛目標的細節(jié)查看及車輛號牌識別。

基于北線夜間低照度環(huán)境條件，針對互通樞紐多特性，增設全時空路側感知方案覆蓋5Km主線路段，實現(xiàn)全天時、全天候不間斷感知，夜間基于融合數(shù)據(jù)，目標發(fā)現(xiàn)率提升40%，事件發(fā)現(xiàn)率提升10%。

推廣價值

路側感知是數(shù)據(jù)的第一入口，高速公路具備了對高速公路全路網(wǎng)進行全面、智能、實時、準確的感知能力，才能為后續(xù)決策、管控和服務提供數(shù)據(jù)支撐。推動公路感知網(wǎng)絡建設也是各級行業(yè)監(jiān)管單位、高速公路業(yè)主及行業(yè)團體的共識。而面向不同交通流特征、氣象特征、事故特征的高速公路，需靈活的路側感知方案與需求匹配。閃馬智能針對不同客戶需求、設施資源、場景應用提供多層級的路側感知方案滿足建設要求，達成建設目標，解決客戶投資效益問題，技術應用復制推廣問題、感知數(shù)據(jù)質量問題和演進升級問題，具有較強的推廣價值。

結束語

路側感知設施的布設應遵循“安全可靠、集約有效、經(jīng)濟適用”的基本原則，當前單一技術路徑的路側融感知系統(tǒng)尚難滿足全部場景的需求，系統(tǒng)的功能需求呈現(xiàn)分級趨勢，應充分結合高速公路沿線環(huán)境以及交通流等區(qū)域特性，并需根據(jù)感知范圍、系統(tǒng)時延、目標識別、定位精度等技術性能指標要求，云邊協(xié)同多級部署，發(fā)揮云、邊各自優(yōu)勢，以支撐不同客戶在交通安全管理、交通效率提升、出行服務等應用領域的建設要求。

(新媒體責編：wa12)