近年來，國家有關(guān)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(qiáng)國建設(shè)綱要》、《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》、《國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》等，均指出要全方位布局交通感知系統(tǒng)，將基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、路運(yùn)一體化車路協(xié)同、北斗高精度定位綜合應(yīng)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(wù)、新一代國家交通控制網(wǎng)6個方向作為重點(diǎn)，發(fā)展自動駕駛和車路協(xié)同的出行服務(wù)。同時，各省市為了響應(yīng)國家對智慧高速建設(shè)的大力支持，也紛紛陸續(xù)發(fā)布了各地的智慧高速建設(shè)指南，其中均不約而同地強(qiáng)調(diào)了路側(cè)感知系統(tǒng)的建設(shè)必要性并明確了相應(yīng)的建設(shè)要求�？梢�，不論是國家政策還是行業(yè)發(fā)展趨勢，路側(cè)感知技術(shù)的深度應(yīng)用都是智慧高速建設(shè)發(fā)展中不可或缺的一環(huán)。

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

既然路側(cè)感知系統(tǒng)如此重要，那么能否提供可靠、精準(zhǔn)的路側(cè)感知數(shù)據(jù)將成為實(shí)現(xiàn)智慧高速建設(shè)近遠(yuǎn)期目標(biāo)的關(guān)鍵點(diǎn)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(zhì)量直接影響各場景應(yīng)用的效果和可行性。

當(dāng)前，已逐步在高速公路布設(shè)攝像機(jī)、毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)等類型感知設(shè)備，而傳感器的布設(shè)并不等于感知能力的建設(shè)。先進(jìn)的路側(cè)感知系統(tǒng)應(yīng)以數(shù)據(jù)驅(qū)動為核心，全息全要素感知為基礎(chǔ)，構(gòu)建全天候全時段全功能全覆蓋高融合的路側(cè)感知系統(tǒng)。同時，目標(biāo)檢測技術(shù)和信息融合技術(shù)是目前科學(xué)研究領(lǐng)域的重點(diǎn)也是難點(diǎn)，主要有：

1) 視覺傳感器采集內(nèi)容豐富，但感知精度需由模型算法克服在復(fù)雜交通場景車輛目標(biāo)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(biāo)進(jìn)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(yīng)目標(biāo)檢測還需要進(jìn)一步研究細(xì)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(dǎo)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(cè)感知能力建設(shè)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(zhì)量不可靠：漏報率高、準(zhǔn)確率低、感知要素少，難以達(dá)成建設(shè)預(yù)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(dǎo)致感知時空覆蓋率低;

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

建設(shè)目標(biāo)

智慧高速的基礎(chǔ)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(shè)施、智能決策、智能管控和智能服務(wù)等，從而形成智慧化交通運(yùn)輸綜合管理、控制和運(yùn)營服務(wù)。

針對路側(cè)感知的建設(shè)目標(biāo)主要包含：

1) 與現(xiàn)有傳統(tǒng)機(jī)電系統(tǒng)資源的整合利用，建立主動感知能力實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)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(shè)新型路側(cè)感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對多設(shè)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(zhì)量;

3) 在區(qū)域重點(diǎn)路段全覆蓋布設(shè)綜合路側(cè)感知設(shè)備，實(shí)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(zhǔn)感知;

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

建設(shè)方案

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

針對高速公路不同建設(shè)階段、交通流特征及管理需求，閃馬智能提出利舊升級基礎(chǔ)感知、一桿多機(jī)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(cè)感知方案，可適配不同的建設(shè)需求、運(yùn)營需求與管理需求，支持分段分級布設(shè)并支持按需平滑升級。

方案一：利舊升級基礎(chǔ)路側(cè)感知方案

針對已運(yùn)營高速公路，前期建設(shè)的傳統(tǒng)三大機(jī)電系統(tǒng)為高速公路智慧化提升提供了基礎(chǔ)支撐。推進(jìn)高速公路傳統(tǒng)基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)升級迭代，是推動交通領(lǐng)域綠色、智能轉(zhuǎn)型的基礎(chǔ)。

視頻監(jiān)控作為高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中被廣泛應(yīng)用的設(shè)備類型，且視頻圖像包含的信息豐富、表達(dá)直觀，有其獨(dú)特優(yōu)勢，充分挖掘視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)價值，實(shí)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(shí)現(xiàn)低成本的設(shè)備升級目的。

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

適配場景：

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

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

方案創(chuàng)新點(diǎn)及價值：

1) 最大程度復(fù)用和利舊原有基礎(chǔ)設(shè)施，投資效益更高;

2) 云端增設(shè)設(shè)備，快速上線利舊賦能，成效立顯;

3) 云端集中分析，運(yùn)維升級更便捷。

方案二：一桿多機(jī)聯(lián)動路側(cè)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(shè)槍機(jī)與球機(jī)或增設(shè)點(diǎn)位桿件布設(shè)兩槍一球，實(shí)現(xiàn)固定攝像機(jī)全景檢測，遙控攝像機(jī)聯(lián)動觀察細(xì)節(jié)。

本方案外場布設(shè)共桿兩槍一球設(shè)備組合，云端部署交通事件感知一體機(jī)，根據(jù)視頻分析結(jié)果對遙控攝像機(jī)云臺和變焦鏡頭進(jìn)行PTZ驅(qū)動，并自動控制PTZ攝像機(jī)的進(jìn)行云臺全方位旋轉(zhuǎn)和鏡頭縮放，針對被鎖定的運(yùn)動目標(biāo)進(jìn)行視覺導(dǎo)向的自動跟蹤，以確保跟蹤目標(biāo)持續(xù)以放大特寫畫面出現(xiàn)在鏡頭中央，實(shí)現(xiàn)事件細(xì)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(shè)方案：

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

2) 服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、互通立交應(yīng)在出入口匝道處布設(shè);

3) 急轉(zhuǎn)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(shè);

建議攝像機(jī)安裝高度在8m以上，如8m、10m和12m。

方案創(chuàng)新點(diǎn)及價值：

1) 多設(shè)備組合，廣大而精微，提高感知時空覆蓋;

2) 分體式設(shè)備，自由靈活安裝，適配高曲率線形;

3) 云端分析，精準(zhǔn)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(diǎn)關(guān)注區(qū)域視頻圖像。

方案三：雷視融合全時空路側(cè)感知方案

針對交通流沖突較多、交通態(tài)勢復(fù)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(cè)感知方案，通過將視頻監(jiān)控和雷達(dá)融合應(yīng)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(bǔ)，最大程度實(shí)現(xiàn)這兩大技術(shù)方案的優(yōu)勢互補(bǔ)，有效彌補(bǔ)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(shè)一體化路側(cè)感知基站，采用攝像頭、毫米波雷達(dá)獲取路面信息，通過網(wǎng)絡(luò)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(jìn)行濾波、時間戳對齊、融合和分析，并根據(jù)內(nèi)部模型推理得到路口交通參與者的目標(biāo)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(shí)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(shí)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(gòu)建可靠、可信的管理抓手，為事故預(yù)防、全天候通行、交通效率提升等業(yè)務(wù)創(chuàng)新提供數(shù)據(jù)支撐。

布設(shè)方案：

本類設(shè)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(wù)場景，主要有：

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

2) 服務(wù)區(qū)、停車區(qū)、互通立交應(yīng)在出入口匝道處布設(shè);

3) 急轉(zhuǎn)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(shè);

4) 夜間低照度需重點(diǎn)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(yīng)用場景合理選擇布設(shè)點(diǎn)位，一桿雙向，布設(shè)間距宜不大于500m。

方案創(chuàng)新點(diǎn)及價值：

1) 共桿集約，合理優(yōu)化設(shè)施設(shè)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(gòu);

4) 運(yùn)維便捷，遠(yuǎn)程監(jiān)測控制維護(hù)。

方案四：車路協(xié)同路側(cè)感知方案

針對車路協(xié)同支撐自動駕駛的建設(shè)需求，閃馬智能可基于路側(cè)感知基站的外場布設(shè)，通過云邊協(xié)同，在云端實(shí)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(cè)感知平臺多場景服務(wù)分析與決策，再將信息按照約定的通信和交互標(biāo)準(zhǔn)傳遞給路側(cè)單元RSU和智能網(wǎng)聯(lián)車輛，充分實(shí)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(shè)一體化路側(cè)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(shè)備，支持多維交通數(shù)據(jù)采集。云端部署全時空路側(cè)感知平臺，實(shí)現(xiàn)高速公路數(shù)字孿生、基于車路協(xié)同的(準(zhǔn))全天候通行、伴隨式出行服務(wù)、自動駕駛支撐服務(wù)等業(yè)務(wù)應(yīng)用。

布設(shè)方案：

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

1) 側(cè)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(shè);平均每公里單向布設(shè)2.5個點(diǎn)位，每公里雙向布設(shè)5個點(diǎn)位;

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

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

方案創(chuàng)新點(diǎn)及價值：

1) 全程軌跡，目標(biāo)精準(zhǔn)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(shí)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(cè)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(jié)合當(dāng)前階段技術(shù)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(yùn)行效率場景、效率+信息服務(wù)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(shè)實(shí)踐

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

第二階段建設(shè)中，針對全線事故易發(fā)段增設(shè)共桿兩槍一球，基于云端事件感知一體機(jī)的平滑升級，集中分析兩槍一球?qū)崟r視頻，發(fā)現(xiàn)異常后自主驅(qū)動PTZ，完成涉事車輛車輛目標(biāo)的細(xì)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(shè)全時空路側(cè)感知方案覆蓋5Km主線路段，實(shí)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(biāo)發(fā)現(xiàn)率提升40%，事件發(fā)現(xiàn)率提升10%。

推廣價值

路側(cè)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(jìn)行全面、智能、實(shí)時、準(zhǔn)確的感知能力，才能為后續(xù)決策、管控和服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。推動公路感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也是各級行業(yè)監(jiān)管單位、高速公路業(yè)主及行業(yè)團(tuán)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(cè)感知方案與需求匹配。閃馬智能針對不同客戶需求、設(shè)施資源、場景應(yīng)用提供多層級的路側(cè)感知方案滿足建設(shè)要求，達(dá)成建設(shè)目標(biāo)，解決客戶投資效益問題，技術(shù)應(yīng)用復(fù)制推廣問題、感知數(shù)據(jù)質(zhì)量問題和演進(jìn)升級問題，具有較強(qiáng)的推廣價值。

結(jié)束語

路側(cè)感知設(shè)施的布設(shè)應(yīng)遵循“安全可靠、集約有效、經(jīng)濟(jì)適用”的基本原則，當(dāng)前單一技術(shù)路徑的路側(cè)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(yīng)充分結(jié)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(biāo)識別、定位精度等技術(shù)性能指標(biāo)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(wù)等應(yīng)用領(lǐng)域的建設(shè)要求。

(新媒體責(zé)編：wa12)