近年來，國家有關部門出臺多項政策支持智慧交通產業發展，如《交通強國建設綱要》、《國家綜合立體交通網規劃綱要》、《國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要》等，均指出要全方位布局交通感知系統，將基礎設施數字化、路運一體化車路協同、北斗高精度定位綜合應用、基于大數據的路網綜合管理、“互聯網+”路網綜合服務、新一代國家交通控制網6個方向作為重點，發展自動駕駛和車路協同的出行服務。同時，各省市為了響應國家對智慧高速建設的大力支持，也紛紛陸續發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的建設必要性并明確了相應的建設要求。可見，不論是國家政策還是行業發展趨勢，路側感知技術的深度應用都是智慧高速建設發展中不可或缺的一環。

交通路側感知是遵照一定規則，通過對傳感器感知的路側數據進行分析，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，提升業務運營效率和管控水平;同時，結合車路協同技術，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是智慧高速的重要基礎和底座，也是區分新一代高速智慧化的重要標志。

既然路側感知系統如此重要，那么能否提供可靠、精準的路側感知數據將成為實現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，感知的數據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應以數據驅動為核心，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。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，還不能充分體現出 C-V2X 的優勢。

現階段，高速公路在路側感知能力建設上面臨問題主要體現在：

1) 主動感知手段缺乏：人工巡查、視頻巡查，無法及時發現異常，掌握交通態勢;

2) 感知數據質量不可靠：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、互聯化和智能化，具體表現形式包括智能設施、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) 與現有傳統機電系統資源的整合利用，建立主動感知能力實現基礎感知(交通流、交通事件、視頻/圖像/記錄)，發揮前期投資價值;

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

3) 在區域重點路段全覆蓋布設綜合路側感知設備，實現交通中人、車、路、環境的全時、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車路協同化感知，聚合V2X數據，將高速感知設備接入車路協同網絡，實現人車交互，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、一桿多機聯動感知、雷視融合全時空感知和車路協同感知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，前期建設的傳統三大機電系統為高速公路智慧化提升提供了基礎支撐。推進高速公路傳統基礎設施系統升級迭代，是推動交通領域綠色、智能轉型的基礎。

視頻監控作為高速公路監控系統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，有其獨特優勢，充分挖掘視頻監控數據價值，實現車道級交通參數采集及路面異常事件的主動發現，實現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，實現高速公路視頻監控的智能化分析，針對高速運營業務核心的交通流信息采集和交通事件檢測，實現主動感知、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，實現固定攝像機全景檢測，遙控攝像機聯動觀察細節。

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以放大特寫畫面出現在鏡頭中央，實現事件細節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) 在事故多發區域和道路服務水平三級及以上的區域布設;

2) 服務區、停車區、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，精準聯動，提高視頻圖像使用價值;

4) 自主聯動，多方位捕獲重點關注區域視頻圖像。

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，最大程度實現這兩大技術方案的優勢互補，有效彌補單一傳感手段的不足，讓感知系統全天時、全天候持續感知。

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，通過網絡將數據匯聚到邊緣計算單元MEC，由MEC將傳感器的原始數據進行濾波、時間戳對齊、融合和分析，并根據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。同時支持拓展環境監測類傳感器，實現交通流與交通環境的感知。

本方案核心解決高速行業客戶在夜間低照度、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據冗余實現更高的數據可靠性，以全天時、全天候數據支撐，構建可靠、可信的管理抓手，為事故預防、全天候通行、交通效率提升等業務創新提供數據支撐。

布設方案：

本類設備主要用于提升數據精度、滿足全要素、全時段采集需求的業務場景，主要有：

1) 在事故多發區域和道路服務水平三級及以上的區域布設;

2) 服務區、停車區、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 區域等特殊位置布設;

4) 夜間低照度需重點監控需求路段;

5) 曾因車速異常引起交通事故的路段區域;

6) 曾因氣象因素造成重、特大事故的路段區域;

根據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。

方案創新點及價值：

1) 共桿集約，合理優化設施設置;

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，遠程監測控制維護。

方案四：車路協同路側感知方案

針對車路協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，通過云邊協同，在云端實現連續空間的車輛定位及軌跡跟蹤，解決車輛行駛行為的微觀監測，解決數據零散、不連續問題。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和智能網聯車輛，充分實現人-車-路-云的有效協同，保證交通安全，提高通行效率，從而形成的安全和環保的道路交通系統。

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;可選增配交通環境傳感設備，支持多維交通數據采集。云端部署全時空路側感知平臺，實現高速公路數字孿生、基于車路協同的(準)全天候通行、伴隨式出行服務、自動駕駛支撐服務等業務應用。

布設方案：

車路協同路側感知方案綜合考慮其功能聯系和協作關系進行系統性布設，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。

方案創新點及價值：

1) 全程軌跡，目標精準感知定位;

2) 云邊協同，全域感知全局決策;

3) 車路協同，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，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。高速公路行業客戶可針對交通事件監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建設為例，全線實管段101Km,前期監控系統主線共布設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，主動發現率80%以上，主動預警，及時處置，避免二次事故發生。

第二階段建設中，針對全線事故易發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，發現異常后自主驅動PTZ，完成涉事車輛車輛目標的細節查看及車輛號牌識別。

基于北線夜間低照度環境條件，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，實現全天時、全天候不間斷感知，夜間基于融合數據，目標發現率提升40%，事件發現率提升10%。

推廣價值

路側感知是數據的第一入口，高速公路具備了對高速公路全路網進行全面、智能、實時、準確的感知能力，才能為后續決策、管控和服務提供數據支撐。推動公路感知網絡建設也是各級行業監管單位、高速公路業主及行業團體的共識。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、感知數據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、經濟適用”的基本原則，當前單一技術路徑的路側融感知系統尚難滿足全部場景的需求，系統的功能需求呈現分級趨勢，應充分結合高速公路沿線環境以及交通流等區域特性，并需根據感知范圍、系統時延、目標識別、定位精度等技術性能指標要求，云邊協同多級部署，發揮云、邊各自優勢，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)