美国频谱高速公路调查报告
国内外高速公路发展研究综述
国内外高速公路发展研究综述中国高速公路发展综述：高速公路属于高等级公路。
中国交通部《公路工程技术标准》规定，高速公路指“能适应年平均昼夜小客车交通量为25000辆以上、专供汽车分道高速行驶、并全部控制出入的公路”。
各国尽管对高速公路的命名不同，但都是专指有4车道以上、两向分隔行驶、完全控制出入口、全部采用立体交叉的公路。
此外，有不少国家对部分控制出入口、非全部采用立体交叉的直达干线也称为高速公路。
国际道路联合会在历年的统计年报中，把直达干线也列入高速公路范畴。
高速公路的建设情况可以反映一个国家和地区的交通发达程度、乃至经济发展的整体水平。
中国最早兴建高速公路的是台湾省。
1970年，北起基隆、南至高雄的南北高速公路开始兴建，于1978年10月竣工，历时9年，全长373公里。
内地兴建高速公路起步较晚，但起点高、发展快。
1984年底上海沪嘉高速公路动工，1988年10月31日通车，成为内地高速公路先导。
沈大高速是中国内地第一条建设的高速公路，也是中国内地第一条八车道高速公路，全长348公里，1990年完工时为全部四车道，全立交，全互通。
2002年开始拓宽改造，于2004年改造完毕，为八车道高速公路，设计时速120公里。
“沈大高速公路”是我国自行设计、自己施工、动用国产材料修建成的第一条大规模、长距离的高速公路，资金80%是辽宁省自筹的。
它结束了我国能不能修高速公路的争论，使高速公路这一新生事物得到了国人的认可。
对于拥有13亿人口和960万平方公里国土面积的国家而言，交通对国民经济的发展具有基础性、先导性的作用。
我国政府始终把发展交通运输作为国家经济建设的重点。
政府已形成的理念是“经济发展，交通先行”，老百姓已形成的理念是“要想富，先修路”。
我国公路建设规模快速增长。
到2009 年底，全国公路总里程达386.08 万公里，比2008 年末增加13.07 万公里。
其中，高速公路通车里程达6.1227万公里，国道15.85 万公里，省道26.60 万公里，县道51.95 万公里，乡道101.96 万公里，专用公路6.72 万公里，村道183.00 万公里。
高速公路运行大数据分析报告
高速公路运行大数据分析报告目录高速公路运行大数据分析报告 (1)引言 (1)背景介绍 (1)目的和意义 (2)高速公路运行大数据的概述 (3)高速公路运行大数据的定义 (3)高速公路运行大数据的来源 (4)高速公路运行大数据的特点 (5)高速公路运行大数据分析的方法 (6)数据采集与处理 (6)数据挖掘与分析 (8)数据可视化与展示 (8)高速公路运行大数据分析的应用 (10)交通流量预测与调控 (10)路况监测与预警 (11)事故分析与预防 (13)高速公路运行大数据分析的挑战与展望 (15)数据安全与隐私保护 (15)数据质量与可靠性 (16)数据分析技术的创新与发展 (17)结论 (18)总结分析结果 (18)对未来发展的建议 (19)引言背景介绍随着社会的不断发展和经济的快速增长，交通运输成为现代社会中不可或缺的重要组成部分。
高速公路作为现代交通运输网络的重要组成部分，其在促进经济发展、提高交通效率、改善人民生活质量等方面发挥着重要作用。
然而，随着高速公路的不断扩建和车辆数量的快速增长，高速公路的运行管理面临着越来越多的挑战和问题。
高速公路的运行管理涉及到诸多方面，包括交通流量监测、车辆安全管理、道路维护和修复、交通事故处理等。
为了更好地解决这些问题，提高高速公路的运行效率和安全性，大数据分析技术应运而生。
大数据分析是指通过对大规模数据集进行收集、处理、分析和解释，从中获取有价值的信息和洞察力的一种技术和方法。
在高速公路运行管理中，大数据分析可以帮助管理者更好地了解交通流量的变化趋势、预测拥堵情况、优化车辆安全管理措施等，从而提高高速公路的运行效率和安全性。
随着信息技术的不断发展和应用，高速公路运行管理中产生的数据量呈现爆炸式增长的趋势。
这些数据包括交通流量数据、车辆安全数据、道路状况数据等。
传统的数据处理方法已经无法满足对这些海量数据进行快速、准确分析的需求。
因此，采用大数据分析技术成为了解决这一问题的有效途径。
美国高速信息公路发展概况(上)
规 划 体现 了各 部 门 和 机 构 为维 护 和 加 强 美 国
,
在 计 算机 和 通 信各领 域 上 的领先 地 位所做 出 的 合作
相 将此 列 入首 项 国 策 如美 国 的 高 效计 算与 通信 联 邦规划
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研 究 和开 发工 作 略
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尽管 美 国 在高 效 和 普及 计算 机领 域上 遥 遥领
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美国高速铁路现状及发展思考
市场分析美国高速铁路现状及发展思考吕欣(中铁二院工程集团有限责任公司高工、副所长，四川成都610031)摘要：在解读美国高速铁路发展总体规划的基础上，对潜在美国高铁市场进行了初步研究。
以东、西海岸两条规划高铁项目为例，分别从发展条件、现状交通概况、运输费用时间、发展前景等方面进行了比较分析，为未来中国进入美国高铁市场提出重点关注方向。
关键词：美国；高速铁路；高铁市场文献标识码:A文章编号:1004-9746(2021)03-0012-05Thoughts on the Current Situation and Development of High-Speed Railway in the United StatesLV Xin(China Railway Eryuan Engineering Group Co.,Ltd.,Senior Engineer and Deputy Director,Chengdu610031,China)Abstract:This paper makes a preliminary study on the potential high-speed railway market in the United States based on the interpretation of the development plan of U.S.high-speed railway.Taking east and west coast planned high-speed rail projects as examples,this paper makes a comparative analysis from the aspects of development conditions,current traffic situation,transportation cost and time,development prospects,etc.,and puts forward key issues for China entering the U.S.high-speed railway market in the future.Key words：the United States;high-speed railway;high speed rail market0引言美国联邦铁路管理局(FRA)2009年4月发布了高速铁路战略计划(High Speed Rail Strategic Plan)；2009年6月发行了80亿美元资金申请的暂定指南(Interim Program Guidance)；2010年1月发布了美国时任总统奥巴马签署的80亿美元资金分配方案$这标志着美国高速铁路建设正式拉开序幕叫1美国高速铁路网规划解读1.1美国高速铁路网规划高速铁路计划在美国已进行了多年的预研究$ 1991年美国国会批准通过的《多式地面交通效率法》(Intermodal Surface Transportation Efficiency Act 1991：ISTEA"设立了既有铁路及未来铁路与高速公路间平面交叉安全改进的补贴计划，并指定了5条高速铁路走廊#1998年通过的《21世纪的交通均衡美国高速铁路现状及发展思考吕欣化法》（The Transportation Equity Act for the21st Century：TEA21）又指定了其他6条高铁走廊％目前，美国高铁路网规划全部依据立法规定的这11条高速铁路走廊制定，规划线路如表1所示。
美国地面高速交通的发展
磁 悬 浮 方 面 目前 仍处 于前 期 研 究 阶 段 ，经 过 几 轮 的筛 选 ， 目前 ．拉 斯 维 加 斯 到 加州 阿 纳 海 姆
的项 目和 美 国东 部 的 某个 待 定 项 目将 继 续 获 得 联
保 养 周期 等 因素 来 确定 。③ “ 固定设 施 的后续 投
仍 然 没 有 实 际应 用 ，因此 ，针对 磁 悬 浮 和 高速 轮
轨 的论 证 比较 方 面 ，很难 取得 实 质性 的突 破 一 ３联 邦政 府在 高 速地 面 交通 方面 所做 的工 作 ． 在 美 国 ，美 国 国铁 公 司 （ ＭＴ Ａ Ａ Ｒ Ｋ）是 最 主 要 铁 路运 营公 司 ，它 是一 家 以盈利 为 目的 的公 司 ．
关于 “ 资 ”方 面 的测 算 分为 四个 部分 进 行 ． 投
即 ：① “ 固定设施 的初始 投资 ” 包括 ：购买道 路
通行 权 、新 建轨 道 、机 车控制 系统 、电气 化建 设 、
平 面 交叉 和 围栏 等 引发 的投 资 ；② “ 体 的初 始 车
投资” 。这 部分投 资 是根据 车 体数 量 、车体 内部配 置 以及 车 体 的 市 场 购置 价 格 进 行测 算 其 中 车体
线 路 涉 及道 路 通 行 权 以及 高 昂 的造 价 ． 目前 在 美
（ ）将 三 类 技 术 分 别 针 对 不 同 的 “ 廊 带 ” ２ 走 的实 际情 况进 行 收益 和投 入 的模拟 测算 ： （ ）除 了进 行 正 常 的商 业 可 行性 分 析 外 还 ３
国 尚没 有应 用 这 两种技 术 的高 速地 面 交通
美 国 大 城 市 之 间 的 交通 紧 张 状 况 日趋 严 重 ． 而 修建 高 速公路 的每英 里 平均 造价 是４ ０ 万 美 元 ． ００ 机 场扩 建 又 常常 受 周 围环 境 所 限 无 法 实施 。这 就
美国信息高速公路计划
美国信息高速公路计划NSFNET(美国国家科学基金会科研网)成为Internet的主干网之后，Internet的规模日益扩大，引起美国政界朝野及民间私营企业的极大关注。
他们一致看好这一新生事物的巨大发展潜力及其对进一步壮大美国实力不可替代的作用，纷纷提出加速发展信息事业的宏伟设想和建议。
1991年，后来成为美国副总统的戈尔(Al Gore)首先在一份名为“高性能计算法案”的建议初稿中提出了全国性的数据高速公路的概念，稍后参议员莫勒(Moeller)也于1993年提出了同一动议。
其基本要点是将美国各地的超级计算中心连接到一个高速网络上，并使其它部门的工作也进入高性能计算领域。
通过建立一条信息高速公路来刺激美国经济的主张成为民主党的竞选纲领之一，后来亦成为美国民主党政府的经济改革政策的重要组成部分。
另一方面，1993年初，美国13家主要计算机公司的执行总裁们联合起来进行游说，鼓吹美国现有的国家研究与教育网络NREN(National Research and Education Network)应当超越政府部门和大学的界限，进入遍及全国的办公室和家庭。
作为计算机系统政策设计委员会(Computer Systems Policy Project)的成员，这些“老总”们提议建设一个国家信息基础设施体系NII(National Information Infrastructure)，即一个宽带数字网络。
他们并建议政府为NII开发一项公共信息计划，使政府的数据能够对公众更加开放。
1993年4月，美国众议院收到国会议员巴歇(Boucher)对1991年制定的“高性能计算计划”HPCA的一项修正案，建议将所有的学校、图书馆和地方政府的办公室都连接到Internet 上，并使所有局域网上的用户也能使用信息高速公路。
在上述背景下，美国副总统戈尔和商业部长荣.布朗(Ron Brown)于1993年9月宣正式布了“国家信息基础设施”(National Information Infrastructure，简称NII)计划，人们将其通俗地称为“信息高速公路”计划。
谈谈美国高速公路的景观和环境设计
美国高速公路景观和环境设计的一些体会交通部科学研究院陈兵驾车是美国人重要的生活方式，多数美国人往往把驾车出行当作最喜爱的娱乐方式，公路因而成为人们最为关注的国家根底设施。
公路及沿线的景观不仅影响了美国人的生活环境，而且对他们的生活质量也产生了难以估计的影响。
作者通过近期对美国公路的实地考察，结合中国高速公路景观设计的现状，谈谈一些体会，希望能引起中国高速公路的设计者一些思考。
一美国非常重视公路景观设计美国人认为公路是一种具有人工特征的景观，是美国自然景观的一大组成局部，美国的景观的多样性需要交通系统来支持。
交通设施既能带来巨大的公众效益和生活的乐趣，也可能对环境产生不利影响，交通设施是整个环境的一个元素，而不是和自然环境的别离或冲突，景观和环境设计有助于增进交通设施在建设、运营和维护过程中的有利影响，并减弱或者消除这些设施给周围环境带来的不利影响。
美国人一直认为在公路工程的建设阶段，景观和环境设计非常重要，应该贯穿到设计、施工、运营维护等各个阶段。
同时，设计过程需要多学科的专业技术人员，包括环境学科〔生态学、植物学、动物学、土壤学〕、规划设计科学〔公路设计、工程学、景观设计〕、社会科学〔经济学、社会学、政治学、公共关系学等〕的通力协作，并鼓励公众参与和考虑社区的价值。
美国特别关注公路设计者和景观设计者之间的合作，认为公路最根底的作用是提供平安快捷的运输，因此设计首先考虑适宜的设计标准，然而，公路同时是景观的一局部，公路景观必须与现存的景观相协调，符合公众对公路的审美标准。
早在1917年，美国就开始组织公路定线工程师和园林建筑师等协作设计园林公路景观。
初期的公路景观设计，主要是在现场勘察中考虑公路线形与地形地物的配合协调，注意保护和利用沿线景物，可以说公路设计为在大的场地内开展环境设计提供了珍贵的时机，设计者通过精心设计，创造出了在功能上、视觉上和生态上与自然环境先协调的公路设施。
目前美国各州都广泛吸纳景观设计理念，并在一个州内保持景观形式和风格的统一。
美国道路交通安全现状及研究热点_严新平
美国道路交通安全现状及研究热点严新平1 黄合来2 马 明1,2(武汉理工大学 水路公路交通安全控制与装备教育部工程研究中心1 武汉430063) (中佛罗里达大学土木与环境工程系2 佛罗里达奥兰多32816)摘 要 虽然美国的道路交通机动化水平非常高,但其安全事故各项指标却远优于中国。
这主要得益于美国在道路交通安全研究方面起步早、研究层次较高、基础研究项目较多、且理论与应用结合紧密。
为了全面了解美国道路交通安全研究现状,结合统计数据分析了美国的道路交通安全形势及变化趋势,归纳提出了道路交通安全研究的框架模型,并在此基础上介绍了美国道路交通安全研究的主要领域与实践成果以及美国主要的科研机构,同时还介绍了美国目前道路交通安全研究中的几个主要热点。
关键词 美国;道路交通安全;现状;研究热点中图分类号:U491.31 文献标志码:A D OI:10.3963/j.ISSN1674-4861.2009.05.001引 言在美国,人口中持有驾驶证的比例相当高。
2007年,美国驾驶员人数为2.06亿,占全国人口总数的68.3%;一直以来,美国也是机动车保有量最多的国家,而且近年来这一数字仍在持续增加。
目前机动车保有量已接近2.6亿辆,相比1998年增加了约5000万辆;此外,机动车的使用也十分频繁,平均每天的出行人数逾10亿人·次,年均车辆行驶总里程更是高达4.875万亿km (3.03万亿mi)[1](注:1mi=1.609km)。
美国近10a的道路交通机动化状况,见图1。
图1 美国道路交通机动化状况(1998年～2007年) 如此高的机动车保有量和使用率不可避免会给道路交通安全形势带来沉重压力。
20世纪60年代中期之前,无论以万车死亡率还是以车辆公里行驶死亡率衡量,美国的道路交通安全形势在世界范围内一直处于最佳状况[2]。
这主要得益于美国在道路交通安全研究方面起步早,其于1930年成立的美国交通工程师协会(Institute ofT ranspor tatio n Engineers,I TE)是世界上第1个交通研究机构,该协会的主要目标之一便是保障美国道路交通安全;之后一段时间,瑞典、澳大利亚等部分发达国家对道路交通安全的重视程度及资助力度逐渐甚于美国,以至于美国的道路交通安全形势开始相对下滑。
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2、等级接入方式及频谱接入系统
为了使现有业务占用的频谱不产生变化， 就需要通过动态频谱共享技术来管理频谱。这 里将介绍三层等级频谱使用模型，即将用户分 为联邦主用户接入、次用户接入、一般授权接 入这三类。
为实现等级接入模型，需要建立频谱接入系统 (SAS：Spectrum Access System)。联邦频谱接入系 统，作为信息和控制交换所，记录各频段用户注册
和使用情况，并通过它决定联邦主用户、次用户及
一般授权用户的在共享频段的接入和使用。
3、接收机管理
传统的频谱管理主要集中在规范发射机的特性上， 但实际上接收机的性能同样也限制了频谱的使用。接收 机不仅可以接收到目标频带内的信号，而且还对邻频带 信号做出响应。接收机性能不好可能会引起信号交调， 产生带内假信号，导致接收机失谐，即接收机过载或减
Effspectrum表示频谱有效性，R(n)表示用户n实际通信范围；D(n)为用户n数据通信数据量； I2(n) 为用户n干扰范围，在该范围内其他用户的通信将被阻止；T(n)为用户n实际通信时间；S(n)为用户 n实际独占频谱；k为在特定频段和区域总的频谱用户个数。度量强调频谱重复利用的影响，这是 发展可扩展无线网络的基础。发展大范围的频谱分配无论是从频谱还是从服务角度都更有效。
形成有效共享，扩展频谱容量；再次，还需要确立接收机管理框架，逐渐提高
用频标准，提高邻频带的可用性；最后，为支撑频谱高速公路计划，现有简单 计算频谱效率已不再适用，需要一种更全面的评估频谱使用的方法，注重频谱 使用的实际效益。
1、频谱结构转变
首先。实现频谱共享要求频谱结构
向大频谱带宽的划分转变，并将频谱使 用作为系统工程，而不能将频谱活动进 行细致分类。 其次，提高频谱利用率要求频谱结 构向高频段、微小区转变。由于高频率 对空气和建筑物的穿透性较差，因此适 合小范围的传输覆盖。 但是如何在新的频谱结构中实现共存，需要详细的分析系统，根据业务需求分类，并考 虑接收机和发射机特性，为新进业务分配最合适的频带。另外从技术角度上，可从地理空间、 时间、码空间、极化和方向性等方面来实现共享。这些参数可以根据不同的行为进行调整， 最大化效率或其他优化目标。
使用情况，进行相关试验，验证动态频谱共享创新模式的可行性。一旦动态频谱共
享形成广泛应用，那么在频谱监测术、设备检测规范以及台站管理等方面都需要 做出相应的改进，以适应新的频谱使用方式。
作交通规则和指挥系统，不同无线业务应遵守一定的管理规则，才能避免碰撞，
有效共享。例如可以设置“无线信号灯”管理频谱接入，另外出于国家和公共 安全方面的考虑，也可限定政府使用优先于商业使用。 要实现1000MHz联邦频谱共享的频谱高速公路，首先要将现在联邦频谱小 而精的划分方式，改为百兆赫兹级以上的大带宽的划分，这样可以更容易使频 谱共享形成规模，但需要各联邦机构的参与合作；其次需要建立等级接入制度 和频谱接入系统，以保障联邦业务系统不发生改变，并使不同等级的无线业务
敏。因此，接收机的性能在一定程度上会限制邻频带信
号的活动。 PCAST提出了一种接收机管理框架，对于要接入系统相邻频段的新系统，提供清晰明确的干 扰要求。这个框架可以让设备商在满足干扰要求的条件下，自由选择适合的频段。限制低性能接 收机对有害干扰的索赔的这一规划的改变是对现行发射机管理方式的必要补充。而干扰门限可定 义为频率和空间内的场强。在给定频率和空间内，只有当干扰超出指定的干扰程度时，被授权者 才能投诉和索赔。而随着新设备的出现，可以不断提高接收机干扰的门槛，旧设备也会随之淘汰。
4、频谱使用效率的度量
为了支撑新的频谱共享计划，灵活使用回收的频谱，标记未充分利用的频谱，需要一种能够 评估频谱使用效率的度量方法。在新的频谱结构下，简单的衡量频率效率已不再适用，新的度量 方法要衡量频谱使用的实际效益。在影响频谱使用的相关因素中，如传输速率、传输覆盖范围、 排他性干扰等，这些参数都只能反应频谱使用的一个侧面，而新方法应综合考量所有因素。 PCAST给出了一种可能的有效性度量的频谱使用的方法，该方法考虑了通信容量、通信范围、 干扰范围、时间和频谱的排它性等方面。其公式如下：
实施新的频谱结构和无线电系统架构，使不同无线业务在j段频谱内形成动态共
享，从而极大提高频谱的使用效率，而根据美国频谱现有业务分配情况、频谱 属性以及传播特性，PCAST建议选用2700MHz-3700MHz的联邦频谱建立第一个 频谱高速公路，并以3550MHz一3650MHz作为验证频段。
将无线通信和公路运输做类比，宽带频谱可看作高速公路，不同无线业务 可看作是在高速公路上行驶的车辆(如“联邦政府车辆”和“商用车辆”)，频谱 动态共享可看作机动车可以从一条车道切换到另一条车道。频谱管理系统可看
计划目标 计划简介 计划方案实施细则 总结
现今的频谱短缺主要是由于频谱未被充分管理造成的，另外现行频谱细碎
的静态划分和单独占用的使用方式，也导致了频谱使用的低效和人为稀缺性。
针对美国频谱的使用现状，为了弥补现行政策的不足，有效解决“频谱短 缺”的问题，美国总统科技顾问委员会(PCAST：President’s Council of Advisors on Science and Technology)提出频谱高速公路计划。该计划通过扩大对联邦频谱 的管理范畴。使频谱变得可重复使用或可经常性地重新发放执照，便可以将频 谱资源从稀缺变为富足，从而大大提高频谱容量。 频谱高速公路计划是确定1000MHz的联邦频谱，通过改善频谱管理手段，
联邦频谱为美国应对频谱需求指数增长问题、在世界范围内确定频谱共享技术 领先地位提供了独一无二的机会。而实现联邦频谱共享的基石是创造大划分范围的
频谱。PCAST的报告表明存在开放1000MHz共享联邦（非联邦）频谱实现微小区低
功率二次接入或一般授权接入的可行性 。频谱可用性的扩张可以刺激企业在技术、 设备和应用服务等方面的投资，拉动二次接入设备和一般授权设备的设计和制造， 促进动态频谱接入，最终实现联邦频谱潜在频谱容量的激增。 目前，我国已划分的频谱资源的利用率也较低。随着无线技术和业务日新月异 的发展，我国频谱资源的紧张形势将会逐渐凸显。如何解决未来我国频谱资源需求 激增的问题，我们可以借鉴频谱高速公路计划中的管理方法和理念，结合我国频谱