近年來(lái)，國(guó)家有關(guān)部門出臺(tái)多項(xiàng)政策支持智慧交通產(chǎn)業(yè)發(fā)展，如《交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》、《國(guó)家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》、《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)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(guó)家交通控制網(wǎng)6個(gè)方向作為重點(diǎn)，發(fā)展自動(dòng)駕駛和車路協(xié)同的出行服務(wù)。同時(shí)，各省市為了響應(yīng)國(guó)家對(duì)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。可見(jiàn)，不論是國(guó)家政策還是行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，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(guò)對(duì)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(guò)路側(cè)設(shè)備的有效建設(shè)，可以為高速運(yùn)營(yíng)管理人員提供全方位的路況感知，提升業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)效率和管控水平;同時(shí)，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(dòng)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(chǎng)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(dòng)為核心，全息全要素感知為基礎(chǔ)，構(gòu)建全天候全時(shí)段全功能全覆蓋高融合的路側(cè)感知系統(tǒng)。同時(shí)，目標(biāo)檢測(cè)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(jué)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(chǎng)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(shí)別車輛，并存在氣候、光線等環(huán)境影響問(wèn)題對(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)缺乏魯棒性;

3) 針對(duì)不同場(chǎng)景下，不同傳感器檢測(cè)精度會(huì)發(fā)生變化，基于交互式多模型的自適應(yīng)目標(biāo)檢測(cè)還需要進(jìn)一步研究細(xì)化場(chǎng)景分類;

4) 通過(guò) 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(shì)。

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

1) 主動(dòng)感知手段缺乏：人工巡查、視頻巡查，無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，掌握交通態(tài)勢(shì);

2) 感知數(shù)據(jù)質(zhì)量不可靠：漏報(bào)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(shí)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(shí)空覆蓋率低;

4) 感知要素不夠精細(xì)：針對(duì)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(chǎng)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(yíng)服務(wù)。

針對(duì)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(dòng)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(jià)值;

2) 合理布設(shè)新型路側(cè)感知設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shí)、全天候、多要素的全時(shí)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(duì)目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)常用的傳感器有毫米波雷達(dá)、激光雷達(dá)和相機(jī)。相對(duì)于視覺(jué)傳感器，毫米波雷達(dá)探測(cè)距離更遠(yuǎn)，對(duì)目標(biāo)縱向距離、速度測(cè)量精度較高，但無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)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(jì)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(chǎng)景。

針對(duì)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(jí)基礎(chǔ)感知、一桿多機(jī)聯(lián)動(dòng)感知、雷視融合全時(shí)空感知和車路協(xié)同感知4個(gè)路側(cè)感知方案，可適配不同的建設(shè)需求、運(yùn)營(yíng)需求與管理需求，支持分段分級(jí)布設(shè)并支持按需平滑升級(jí)。

方案一：利舊升級(jí)基礎(chǔ)路側(cè)感知方案

針對(duì)已運(yùn)營(yíng)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(jí)迭代，是推動(dòng)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(shì)，充分挖掘視頻監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)價(jià)值，實(shí)現(xiàn)車道級(jí)交通參數(shù)采集及路面異常事件的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)低成本的設(shè)備升級(jí)目的。

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

適配場(chǎng)景：

槍機(jī)適配場(chǎng)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(chǎng)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(jià)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(jí)更便捷。

方案二：一桿多機(jī)聯(lián)動(dòng)路側(cè)感知方案

針對(duì)時(shí)空覆蓋要求較高的路段或者場(chǎng)景，閃馬智能可提供兩槍一球聯(lián)動(dòng)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(cè)，遙控?cái)z像機(jī)聯(lián)動(dòng)觀察細(xì)節(jié)。

本方案外場(chǎng)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(duì)遙控?cái)z像機(jī)云臺(tái)和變焦鏡頭進(jìn)行PTZ驅(qū)動(dòng)，并自動(dòng)控制PTZ攝像機(jī)的進(jìn)行云臺(tái)全方位旋轉(zhuǎn)和鏡頭縮放，針對(duì)被鎖定的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行視覺(jué)導(dǎo)向的自動(dòng)跟蹤，以確保跟蹤目標(biāo)持續(xù)以放大特寫(xiě)畫(huà)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(hào)牌識(shí)別，輔助事件人工審核及涉事車輛身份識(shí)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(jí)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(zhǎng)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(jià)值：

1) 多設(shè)備組合，廣大而精微，提高感知時(shí)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(dòng)，提高視頻圖像使用價(jià)值;

4) 自主聯(lián)動(dòng)，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(shí)空路側(cè)感知方案

針對(duì)交通流沖突較多、交通態(tài)勢(shì)復(fù)雜這類要求具有全時(shí)段、全天候感知能力的場(chǎng)景，閃馬智能可提供基于雷視融合的全時(shí)空路側(cè)感知方案，通過(guò)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(lái)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(shì)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(shí)、全天候持續(xù)感知。

本方案外場(chǎng)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(guò)網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)匯聚到邊緣計(jì)算單元MEC，由MEC將傳感器的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、時(shí)間戳對(duì)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(shí)支持拓展環(huán)境監(jiān)測(cè)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(wèn)題，同時(shí)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(shí)、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(shí)段采集需求的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，主要有：

1) 在事故多發(fā)區(qū)域和道路服務(wù)水平三級(jí)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(zhǎng)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(chǎng)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(jià)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(shí)感知;

3) 邊緣計(jì)算，低延遲省帶寬架構(gòu);

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

方案四：車路協(xié)同路側(cè)感知方案

針對(duì)車路協(xié)同支撐自動(dòng)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(chǎng)布設(shè)，通過(guò)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(cè)，解決數(shù)據(jù)零散、不連續(xù)問(wèn)題。由云端全時(shí)空路側(cè)感知平臺(tái)多場(chǎng)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(chǎng)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(shí)空路側(cè)感知平臺(tái)，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(dòng)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(gè)點(diǎn)位，每公里雙向布設(shè)5個(gè)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(duì)等按 400 米間隔布設(shè);平均每公里單向布設(shè)2.5個(gè)點(diǎn)位，每公里雙向布設(shè)5個(gè)點(diǎn)位;每個(gè)桿件懸臂安裝;

3) 正裝部署方案：雙側(cè)對(duì)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(jià)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(shí)交互跨界融合。

方案適用場(chǎng)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(jì)算能力，匹配需求場(chǎng)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(duì)交通事件監(jiān)測(cè)及交通流信息采集場(chǎng)景，車輛微觀駕駛信息采集場(chǎng)景、效率+交通管理場(chǎng)景、安全+運(yùn)行效率場(chǎng)景、效率+信息服務(wù)場(chǎng)景的差異化需求，選擇適合的方案或方案組合，場(chǎng)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(guò)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(dòng)發(fā)現(xiàn)率80%以上，主動(dòng)預(yù)警，及時(shí)處置，避免二次事故發(fā)生。

第二階段建設(shè)中，針對(duì)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(jí)，集中分析兩槍一球?qū)崟r(shí)視頻，發(fā)現(xiàn)異常后自主驅(qū)動(dòng)PTZ，完成涉事車輛車輛目標(biāo)的細(xì)節(jié)查看及車輛號(hào)牌識(shí)別。

基于北線夜間低照度環(huán)境條件，針對(duì)互通樞紐多特性，增設(shè)全時(shí)空路側(cè)感知方案覆蓋5Km主線路段，實(shí)現(xiàn)全天時(shí)、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(jià)值

路側(cè)感知是數(shù)據(jù)的第一入口，高速公路具備了對(duì)高速公路全路網(wǎng)進(jìn)行全面、智能、實(shí)時(shí)、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(dòng)公路感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)也是各級(jí)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(shí)。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(duì)不同客戶需求、設(shè)施資源、場(chǎng)景應(yīng)用提供多層級(jí)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(wèn)題，技術(shù)應(yīng)用復(fù)制推廣問(wèn)題、感知數(shù)據(jù)質(zhì)量問(wèn)題和演進(jìn)升級(jí)問(wèn)題，具有較強(qiáng)的推廣價(jià)值。

結(jié)束語(yǔ)

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(chǎng)景的需求，系統(tǒng)的功能需求呈現(xiàn)分級(jí)趨勢(shì)，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(shí)延、目標(biāo)識(shí)別、定位精度等技術(shù)性能指標(biāo)要求，云邊協(xié)同多級(jí)部署，發(fā)揮云、邊各自優(yōu)勢(shì)，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)