對(duì)于世界許多國(guó)家來說，核心道路網(wǎng)絡(luò)的擁堵是一個(gè)主要問題。的確，根據(jù)INRIX在2017年進(jìn)行的全球流量的最大規(guī)模研究，僅在美國(guó)的擁堵成本就高達(dá)3050億美元（2570億歐元）。
在英國(guó)，英國(guó)高速公路協(xié)會(huì)估計(jì)，高速公路和主要道路網(wǎng)絡(luò)的擁堵成本每年約為20億英鎊（20億歐元）。
交通擁堵的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)意味著許多國(guó)家正在試用“智能高速公路”的概念。智能高速公路項(xiàng)目的首次測(cè)試是在2006年在英國(guó)進(jìn)行的，此后隨著在澳大利亞，新西蘭和瑞士等多個(gè)國(guó)家中普遍采用的方案，該概念引起了人們的極大興趣。
“智能高速公路”實(shí)際上包括幾種不同的變體。無論這些細(xì)微差別如何，智能高速公路的最常見和最明顯的特征包括將硬肩用作行車道和可變速度限制。這些措施旨在增加道路通行能力并保持交通盡可能順暢。
“有待改進(jìn)”
來自英國(guó)（目前部署最多）的證據(jù)表明，支持智能高速公路的技術(shù)仍在不斷改進(jìn)。
盡管數(shù)據(jù)顯示智能高速公路的容量增加了多達(dá)三分之一，但英國(guó)運(yùn)輸部??（DfT）最近??發(fā)布的一份報(bào)告強(qiáng)調(diào)指出，盡管智能高速公路在2015-18年（含）期間承載了10.7％的高速公路交通，平均占嚴(yán)重人員傷亡的11.4％。
因此，智能高速公路是解決擁堵問題的潛在強(qiáng)大解決方案，但是如果要擴(kuò)大其使用范圍，我們必須確保將對(duì)駕駛員的風(fēng)險(xiǎn)降到最低。如果有的話，智能高速公路應(yīng)該比普通道路網(wǎng)絡(luò)更安全。
如果要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，那么我們需要研究支撐智能高速公路計(jì)劃的基礎(chǔ)技術(shù)。
智能高速公路的局限性
智能高速公路的關(guān)鍵技術(shù)問題是對(duì)攝像機(jī)和感應(yīng)回路的依賴。通常，沿著智能高速公路每400米安裝一次環(huán)路或攝像機(jī)。顯然，這些“點(diǎn)”傳感器無法對(duì)整個(gè)高速公路進(jìn)行全面的連續(xù)監(jiān)控。
保險(xiǎn)范圍內(nèi)固有地存在差距，這些差距是延遲和錯(cuò)誤蔓延的地方，這反過來又增加了駕駛員的風(fēng)險(xiǎn)。例如，DfT報(bào)告強(qiáng)調(diào)指出，用于識(shí)別故障車輛或遇到問題的駕駛員的基于攝像頭的系統(tǒng)仍然平均需要17分鐘才能發(fā)現(xiàn)有故障的車輛。
然后，救援隊(duì)再花17分鐘到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)。如果駕駛員在快速行駛的高速公路上遇到麻煩，那么半小時(shí)的響應(yīng)時(shí)間顯然是一個(gè)重大風(fēng)險(xiǎn)。
不幸的是，以更規(guī)則的間隔安裝傳感器非常昂貴，因此在傳感器可以提供的覆蓋點(diǎn)方面總會(huì)有折衷。但是，我們?nèi)绾问褂眉夹g(shù)來提高性能，尤其是加快事件檢測(cè)時(shí)間呢？
使用光纖網(wǎng)絡(luò)作為附加傳感器
潛在的解決方案已經(jīng)在地下。智能高速公路的傳感器網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)通過光纖電纜連接，該光纖可以單獨(dú)用作傳感器。對(duì)于光纖擁有者和安裝者而言，這是一個(gè)為智能高速公路計(jì)劃提供更多價(jià)值的重大機(jī)會(huì)。
無論在高速公路旁安裝光纖的地方，添加的分布式聲學(xué)傳感器（DAS）技術(shù)都可以將電纜有效地轉(zhuǎn)換為成千上萬個(gè)振動(dòng)傳感器，就像您在車道上部署大量的麥克風(fēng)一樣。
這些振動(dòng)傳感器可以檢測(cè)道路交通干擾或車輛行為改變（即放慢/加速/改變車道）中的一系列干擾的獨(dú)特“聲學(xué)特征”，并告知操作員發(fā)生了什么事件地點(diǎn)，確切發(fā)生的地點(diǎn)以及發(fā)生的時(shí)間。
由于是基于纖維的，該系統(tǒng)固有地提供了高速公路全長(zhǎng)的完整覆蓋，從而“填補(bǔ)”了攝像機(jī)和環(huán)路之間的間隙，從而提高了識(shí)別事故的效率和準(zhǔn)確性。
光纖傳感器還可以實(shí)時(shí)提高響應(yīng)時(shí)間，從而提供自動(dòng)警報(bào)。這對(duì)于最大程度地減少潛在干擾，保持交通順暢和最大程度降低駕駛員風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。
盡管智能高速公路仍處于起步階段，但很顯然，它們是應(yīng)對(duì)擁堵挑戰(zhàn)的有吸引力的解決方案。但是，道路使用者的安全性至關(guān)重要。盡管現(xiàn)有的傳感器可以提供一定程度的性能，但我們必須探索使系統(tǒng)更有效并使風(fēng)險(xiǎn)最小化的所有可能技術(shù)。光纖基礎(chǔ)設(shè)施在應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)方面可發(fā)揮巨大作用。