构建广义智能车路协同系统,以智能控制系统集成推动我国智慧高速公路建设
智慧高速公路是交通强国建设的关键组成部分,代表了未来交通系统的发展方向。其核心目标在于通过先进的信息技术、数据通信传输技术、电子传感技术、控制技术及计算机技术等,集成运用于地面交通运输管理体系,从而建立起一种在大范围内、全方位发挥作用的,实时、准确、高效的综合运输和管理系统。在这一宏伟蓝图中,构建广义智能车路协同系统,并深度融合智能控制系统集成,已成为推动我国智慧高速公路建设迈上新台阶的核心驱动力。
一、 广义智能车路协同系统的内涵与架构
广义智能车路协同系统(Generalized Intelligent Vehicle-Infrastructure Cooperative Systems, G-IVICS)超越了传统的车与路简单信息交互的范畴。它是一个以“人-车-路-云”一体化协同为核心,深度融合感知、通信、计算、决策与控制功能的复杂巨系统。其广义性体现在:
- 参与主体的广泛性:不仅包括各类智能网联汽车、自动驾驶车辆,也涵盖非智能车辆、行人、骑行等弱势交通参与者,以及路侧基础设施、交通管理中心和云端服务平台。
- 信息交互的多维性:实现车辆状态、道路环境、交通流量、天气状况、管控指令等多源、异构数据的实时、可靠、低时延交互与共享。
- 服务功能的全面性:从安全预警(如碰撞预警、盲区预警)到效率提升(如绿波通行、协同编队),再到信息服务(如路径引导、车位预约)和自动驾驶支持,覆盖交通出行的全链条。
其典型架构可分为三层:感知通信层(依托5G/5.5G、C-V2X、毫米波雷达、激光雷达、高清视频等实现全域感知与泛在连接)、决策计算层(在边缘侧和云端进行数据融合、态势研判与协同决策)和控制执行层(将决策指令下发至车辆、信号灯、可变情报板等终端进行协同控制)。
二、 智能控制系统集成的关键作用
智能控制系统集成是将分散的、异构的感知设备、计算单元、通信模块和执行机构,通过统一的软件平台、数据接口和协议标准,有机整合为一个协调、高效、可靠的整体控制系统。在智慧高速公路场景下,其作用至关重要:
- 打破信息孤岛,实现数据融合:集成来自路侧单元(RSU)、车载单元(OBU)、气象站、流量检测器等不同来源的数据,进行时空对齐与关联分析,形成统一的“交通数字孪生”场景,为精准决策提供单一可信数据源。
- 统一调度指挥,实现协同控制:基于全局交通态势,对高速公路主线、匝道、服务区、隧道等不同区域的信号控制、速度引导、车道管理、匝道合流等进行一体化智能调度。例如,在拥堵时段,可协同调整上游匝道信号灯、主线可变限速标志和诱导屏,平滑交通流,防止拥堵蔓延。
- 支撑高级别自动驾驶:为L3及以上级别的自动驾驶车辆提供超视距感知、群体决策支持和局部路径规划建议,弥补单车智能的感知盲区和算力局限,极大提升自动驾驶的安全性和通行效率。
- 提升系统韧性与可靠性:通过冗余设计和分布式计算,当局部设备或网络出现故障时,系统能够快速重构,保障核心功能的连续运行,确保高速公路“永不中断”。
三、 以系统集成为抓手,推动智慧高速公路建设实践
推动我国智慧高速公路建设,必须以构建广义车路协同系统为目标,以智能控制系统集成为实施抓手,重点从以下几个方面着力:
- 强化顶层设计与标准统一:国家层面需加快制定涵盖通信协议、数据格式、接口规范、安全认证的完整标准体系,确保不同厂商、不同路段、不同层级的系统能够互联互通、互操作。这是实现大规模集成的基石。
- 推进“感-通-算-控”一体化部署:在新建或改扩建高速公路时,同步规划部署一体化的路侧智能设施。推动边缘计算节点(MEC)与路侧感知单元、通信单元(RSU)的硬件集成和软件协同,降低部署成本,提升响应速度。
- 构建分层解耦的云控基础平台:建设国家级、区域级和路段级的多级云控平台。国家级平台侧重战略规划与跨区域协调;区域级平台负责跨路段协同管控与数据分析;路段级平台聚焦实时控制与应急处置。平台应采用“平台+应用”的开放架构,鼓励第三方开发者基于平台数据和服务开发创新应用。
- 深化车端与路侧的协同创新:鼓励整车企业与科技公司、道路运营方合作,研发支持V2X通信和协同决策的下一代智能网联汽车。通过设立测试示范区、开放特定路段,开展大规模车路协同应用测试,迭代技术,验证商业模式。
- 保障网络安全与数据隐私:在系统集成设计中,必须将网络安全贯穿始终,建立纵深防御体系,保护关键基础设施免受攻击。建立健全交通数据分类分级管理制度,在促进数据共享利用的严格保护个人隐私和商业秘密。
四、
构建广义智能车路协同系统,并通过高水平的智能控制系统集成将其落地,是我国智慧高速公路从“局部智能”走向“全局智慧”的必由之路。这不仅是技术层面的革新,更是对传统建设、运营和管理模式的深刻变革。通过跨行业、跨领域的协同攻关与持续投入,我们必将建成安全、高效、绿色、智能的现代化高速公路体系,为交通强国建设和数字经济发展注入强大动能,让人民群众的出行体验更加美好、更具获得感。
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更新时间:2026-03-23 10:43:08