引言
2018年交通運(yùn)輸部發(fā)布《關(guān)于加快推進(jìn)新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點(diǎn)的通知》：在9個(gè)省市開展智慧公路試點(diǎn)工作。2019年國務(wù)院出臺(tái)了《交通強(qiáng)國戰(zhàn)略》從最頂層為智慧交通發(fā)展指明了發(fā)展方向和目標(biāo)。2020年國家發(fā)改委、科技部等多部委聯(lián)合發(fā)布《智能汽車創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略》提出了“構(gòu)建先進(jìn)完備的智能汽車基礎(chǔ)設(shè)施體系”。智能化道路基礎(chǔ)設(shè)施是我國一項(xiàng)重要戰(zhàn)略任務(wù)和基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)重點(diǎn)。
城市地下道路作為城市交通基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成，近年來，土地資源緊缺，出于對生態(tài)保護(hù)、改善環(huán)境、提升區(qū)域功能以及提高城市綜合競爭力等多重因素考慮，城市地下道路數(shù)量越來越多，規(guī)模越來越大。由于位于地下封閉空間環(huán)境，運(yùn)營安全要求高等特點(diǎn)，發(fā)展智慧化地下道路建設(shè)更為迫切。
如何去推動(dòng)智慧地下道路實(shí)施以及過程中需要解決哪些關(guān)鍵技術(shù)問題及其相應(yīng)實(shí)施路徑。本文整理了上海市政總院城市交通與地下空間設(shè)計(jì)研究院地下道路團(tuán)隊(duì)相關(guān)研究和實(shí)踐成果，擬分多期介紹。前兩期為，城市地下道路智慧化建設(shè)思考（I）——建設(shè)動(dòng)因與基本概念；城市地下道路智慧化建設(shè)思考（II）——體系架構(gòu)與發(fā)展策略。未來還將在智慧地下道路案例、關(guān)鍵技術(shù)和整體解決方案方面逐步推出系列文章。
城市地下道路智慧化建設(shè)思考（I）
--建設(shè)動(dòng)因與基本概念--
1- 建設(shè)動(dòng)因
（1）新建城市地下道路向長大化、網(wǎng)絡(luò)化等發(fā)展，建設(shè)和運(yùn)營面臨更大問題與挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的技術(shù)以及交通工程設(shè)施功能受限，需要智慧技術(shù)賦能，提升運(yùn)營安全和效率
城市地下道路發(fā)展趨勢向著長大化、多點(diǎn)進(jìn)出、功能復(fù)合話發(fā)展，對城市骨干路網(wǎng)影響越來越大，對其建設(shè)、運(yùn)營安全與運(yùn)行效率提出了更高的要求。
如多點(diǎn)進(jìn)出、地下互聯(lián)互通網(wǎng)聯(lián)化帶來的地下道路駕駛尋路問題，由于地下缺乏參照物、在駕駛員對出口標(biāo)志的依賴性強(qiáng)，比地上具有更高的要求，但地下道路空間限制、光線條件、單調(diào)環(huán)境等使得交通標(biāo)志設(shè)置受限，標(biāo)志可識別性不強(qiáng)，傳統(tǒng)導(dǎo)航受GPS信號影響，難以滿足，需要智慧化新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在地下的定位和導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)地上地下無縫銜接，建立高效的地下交通導(dǎo)向系統(tǒng)。
在應(yīng)急救援面方面，采用傳統(tǒng)隧道救援疏散形式存在較多問題，已不適應(yīng)城市地下道路當(dāng)前發(fā)展需求，多點(diǎn)進(jìn)出，分合流出入口節(jié)點(diǎn)多、分支多、氣流組織復(fù)雜、周邊排煙及疏散救援環(huán)境苛刻、條件復(fù)雜，當(dāng)發(fā)生火災(zāi)等突發(fā)事件時(shí)，需要對地下道路進(jìn)行智慧化的分段管控與運(yùn)營。
（2）既有地下道路，運(yùn)營年限較長，隨著地下道路交通量激增，運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)加劇，傳統(tǒng)土建和設(shè)備設(shè)施需要提質(zhì)升級
以上海市為例，上?，F(xiàn)狀地下道路近百公里，包括系統(tǒng)性地下道路，外灘隧道、在建的北橫通道和東西通道等，長度共計(jì)20.9公里。19條連接型地下道路（含15條越江隧道）以及多處下穿道路的地下通道。地下道路主要分布在主城區(qū)范圍內(nèi)，少數(shù)地下道路分布在郊區(qū)。連接型地下道路長52.1公里，其中區(qū)域性地下道路長5.9公里，越江通道長46.3公里。上海城市地下道路無論在數(shù)量還是規(guī)模都處于全國處于領(lǐng)先地位，其中部分地下道路運(yùn)營年代較長，設(shè)備設(shè)施老化，安全隱患較大，同時(shí)隨著地下道路交通量激增，運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn)加劇。
地下道路服務(wù)效率、運(yùn)營安全保障等需要進(jìn)一步提升，其中發(fā)展智能化，建設(shè)智慧地下道路是重要措施之一，充分應(yīng)用當(dāng)前人工智能、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，賦能傳統(tǒng)地下道路設(shè)計(jì)和運(yùn)營。此外，智慧地下道路建設(shè)也是未來道路實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理的重要手段，迫切需要建設(shè)。
（3）新技術(shù)發(fā)展加速推動(dòng)智慧地下道路建設(shè)
城市交通新技術(shù)的發(fā)展、交通管理理念的變化等，未來交通向車路協(xié)同、車聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛等方向發(fā)展，這些外部宏觀環(huán)境的變化，使得長大地下道路建設(shè)與運(yùn)營需要適應(yīng)這些新交通方式的發(fā)展，滿足城市精細(xì)化管理的要求。
5G、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)發(fā)展，為地下道路智慧化建設(shè)，解決運(yùn)營安全和效率問題，提供了更多技術(shù)可能和保障，加速了智慧地下道路的建設(shè)。
2- 對智慧地下道路理解
（1）智慧地下道路是以地下道路傳統(tǒng)設(shè)施為基礎(chǔ)，采用新技術(shù)賦能和重構(gòu)傳統(tǒng)土建設(shè)施，實(shí)現(xiàn)地下道路安全、高效運(yùn)行
智慧化建設(shè)是城市地下道路發(fā)展趨勢，是發(fā)展到一定階段必須具備特征。地下道路智慧化建設(shè)仍然是圍繞地下道路交通運(yùn)行更安全高效、運(yùn)營管理更精細(xì)、交通服務(wù)更暢通的目標(biāo)。
這些目標(biāo)實(shí)現(xiàn)是以地下道路傳統(tǒng)設(shè)施為基礎(chǔ)，包括土建結(jié)構(gòu)設(shè)施和照明、通風(fēng)、消防、排水等附屬設(shè)備設(shè)施，疊加當(dāng)前信息新技術(shù)的應(yīng)用，使其具備主動(dòng)感知、信息互聯(lián)互通交互和自動(dòng)控制等多種功能。在此基礎(chǔ)上，對傳統(tǒng)的地下道路綜合控制平臺(tái)的架構(gòu)進(jìn)行重新整合變革，逐步迭代，最終形成全新一代智慧型地下道路。
（2）地下道路智慧化發(fā)展是隨著地下道路功能變化、使用者需求以及外部環(huán)境技術(shù)的更新而發(fā)展
城市地下道路建設(shè)已有百余年的建設(shè)發(fā)展歷程，總體上至今為止其發(fā)展歷程大致可分為初創(chuàng)期（20世紀(jì)前半葉）；發(fā)展期（1950~1980年代初）；拓展期（1980~1990年代末）和相對成熟期（21世紀(jì)初~至今）等四個(gè)階段。不同時(shí)期城市地下道路功能特點(diǎn)不同，各階段的功能要求決定了地下道路的設(shè)備配置要求以及各階段外部技術(shù)發(fā)展情況也一定程度上影響相智慧化技術(shù)應(yīng)用程度。未來隨著地下道路的發(fā)展，功能要求提高，智慧化功能要求更高。
（3）智慧地下道路概念與特征
借鑒國內(nèi)外對智慧道路、智慧隧道等定義和內(nèi)涵的闡述，智慧城市地下道路可以概括為：智慧地下道路=土建設(shè)施+智慧設(shè)備設(shè)施+智慧“大腦”。
以土建設(shè)施、設(shè)備等硬件設(shè)施為基礎(chǔ)，通過綜合應(yīng)用信息感知技術(shù)（全粒度、全時(shí)空、全對象特征感知）、信息傳輸技術(shù)（5G、DSRC等）、分析處理技術(shù)（人工智能、大數(shù)據(jù)）和地理信息技術(shù)（GIS、高精地圖等）等，對現(xiàn)有設(shè)施機(jī)電系統(tǒng)和綜合管理監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行重構(gòu)，重點(diǎn)建設(shè)基于大數(shù)據(jù)分析的地下道路智慧“大腦”，從而形成的新型地下道路。
相比現(xiàn)行傳統(tǒng)地下道路，重點(diǎn)解決當(dāng)前監(jiān)測數(shù)據(jù)挖掘缺乏、“監(jiān)多控少”、信數(shù)據(jù)不共享、信息不對稱、管控不及時(shí)等問題。
智慧地下道路在感知、決策和管控等方面全面升級：
感知更全面：擴(kuò)大信息感知范圍、豐富了信息感知內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)共享。
決策更智能：增強(qiáng)感知分析功能、大數(shù)據(jù)算法模型分析、預(yù)測預(yù)警和狀態(tài)研判等。
管控更高效：聯(lián)動(dòng)控制、減少延誤和人工等。
版面編輯：陳瀟瀟
