陳 強，齊 博

(1.徐州交通規(guī)劃設計研究院，江蘇 徐州 221002；2.河南省交通規(guī)劃設計研究院股份有限公司，河南 鄭州 477200)

1 背 景

2018年交通運輸部發(fā)布了《交通運輸部辦公廳關于加快推進新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點的通知》(交辦規(guī)劃函〔2018〕265號)，各試點先后開展了智慧公路的相關應用和探討。

2 內(nèi) 涵

公路綜合管控系統(tǒng)，就是要以公路的運營安全和精細化服務和管理作為切入點，統(tǒng)籌公路的交通組織、運營管理、調(diào)度指揮等各個方面。

“智慧”又要求其融入信息采集(動態(tài)、靜態(tài))、數(shù)據(jù)分析處理、信息發(fā)布、系統(tǒng)集成等方面的最前沿相關技術，從而能夠支撐決策的快響應、精準化，打造安全、有序、暢通、高效的智慧公路。

3 關鍵技術

3.1 大數(shù)據(jù)分析

將各種渠道采集的數(shù)據(jù)匯總融合，形成路網(wǎng)運行數(shù)據(jù)、路網(wǎng)氣象數(shù)據(jù)、交通管制數(shù)據(jù)、路網(wǎng)養(yǎng)護技術數(shù)據(jù)等各種類型數(shù)據(jù)資源池，利用大數(shù)據(jù)分析軟件進行數(shù)據(jù)挖掘，對多維數(shù)據(jù)進行分析，提供智慧化的管理輔助決策。數(shù)據(jù)融合方式如圖1。

圖1 數(shù)據(jù)融合分析邏輯圖

建設融合區(qū)域高速路網(wǎng)和城市交通大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)綜合管理與服務體系，打破高速公路與城市交通的信息壁壘，匯集周邊高速公路核心區(qū)域路網(wǎng)數(shù)據(jù)和城市主干線的交通數(shù)據(jù)，進行大數(shù)據(jù)挖掘與分析，實現(xiàn)區(qū)域性交通引導、協(xié)調(diào)調(diào)度，緩解交通擁堵等常態(tài)性疑難問題，為公眾提供異于互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的整體性服務。

另外可以實現(xiàn)惡劣天氣、交通事故及災害事件下的交通運行狀態(tài)預測分析功能，通過對突發(fā)事件下交通運行態(tài)勢的影響規(guī)律分析，構建的合理的路網(wǎng)運行態(tài)勢推演模型及突發(fā)事件預警模型

3.2 三維高精度地圖

為了實現(xiàn)高速公路資產(chǎn)的“一圖”展示和全壽命周期管理，解決高速公路運營管理粗放的問題，需要建立一套全可視化三維高精度地圖，構建基于虛擬實景技術的高速公路精細化管理模式。

目前各智慧高速試點對三維高精度地圖的構建方案選取，充分考慮了路段周邊不同區(qū)域?qū)?shù)據(jù)精度要求的不同，數(shù)據(jù)采集與建模的形式有以下三種方案：激光點云采集+人工建模、傾斜攝影+自動建模、高分衛(wèi)星正射影像。

激光點云的方式精度高、但是人工建模開發(fā)周期長、成本高；傾斜攝影的方式采用自動化實景建模，周期短、模型真實、成本低，但精度略低；高分衛(wèi)星正射影像為圖片展示，成本低，在整體區(qū)域展示時，用來作為外圍區(qū)域的填充，構建方案如圖2。

圖2 三維高精度地圖構建方案

通過高精度地圖平臺的構建，在此基礎上，可以實現(xiàn)開展資產(chǎn)管理、養(yǎng)護信息記錄、機電聯(lián)動、視頻疊、三維空間量測、車輛定位、應急指揮調(diào)度等功能。

4 系統(tǒng)功能構成

根據(jù)各地智慧公路試點的建設情況，按照應用領域和實現(xiàn)功能，智慧管控系統(tǒng)主要在以下幾個方面體現(xiàn)了“智慧”技術突破。

4.1 路網(wǎng)運行監(jiān)測與預警系統(tǒng)

該系統(tǒng)是智綜合管理系統(tǒng)的基礎應用，基于多維度感知體系，展示當前交通運行的各類型數(shù)據(jù)。

主要覆蓋路網(wǎng)運行視頻監(jiān)控、交通流監(jiān)測與預警、精細化氣象監(jiān)測與預警、交通突發(fā)事件監(jiān)測與預警、主要構造物(如橋梁)健康數(shù)據(jù)監(jiān)測與預警、重點營運車輛的動態(tài)監(jiān)測與預警

4.2 應急處置與協(xié)同管理

第一是針對不同的事件開發(fā)不同的預案，在緊急情況下可以保障管理人員有條不紊的高效處置問題；

第二是指揮調(diào)度：系統(tǒng)可展示應急物資、以及配置定位終端的人員、車輛的位置，就近開展應急救援；系統(tǒng)根據(jù)周邊路網(wǎng)交通運行情況，提供交通分流調(diào)度輔助決策；

第三是協(xié)同管理：系統(tǒng)具備智能手持終端、無人機、視頻巡查車等移動設備的接入能力，可以將更加細致全面的現(xiàn)場圖像回傳至管理指揮中心大屏上，實現(xiàn)中心管理人員與現(xiàn)場處置人員協(xié)同管理。

4.3 機電設備運維管理

依托三維高精度地圖平臺，實現(xiàn)對高速公路沿線監(jiān)控、檢測等配套設施狀態(tài)數(shù)據(jù)的管理與動態(tài)更新。

具體功能：設備信息查詢管理、設備運行狀況監(jiān)測、設備運行故障報警、資產(chǎn)管理服務支持。

4.4 公路養(yǎng)護管理

依托三維高精度地圖平臺，實現(xiàn)對道路、主要附屬構造物以及沿線主要設施等路網(wǎng)資產(chǎn)的數(shù)字化和三維可視化管理。

根據(jù)大數(shù)據(jù)分析模型，合理調(diào)整道路養(yǎng)護規(guī)劃，規(guī)劃道路養(yǎng)護時間、頻率、養(yǎng)護區(qū)域等。

統(tǒng)計重車占比與道路損傷之間的關系，為道路養(yǎng)護提供輔助決策。

結合GIS系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)場實時定位，監(jiān)管養(yǎng)護工作進展和效率，實現(xiàn)移動信息采集，養(yǎng)護實時監(jiān)控與指揮

4.5 智能道路養(yǎng)護輔助決策系統(tǒng)

通過大數(shù)據(jù)算法模型，將養(yǎng)護路段進行動態(tài)劃分，分析路段貨運量、超限量、貨運軌跡，根據(jù)運營中產(chǎn)生的路面病害信息(坑槽、沉降、裂縫等)的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計貨車超限行為對道路壽命的損害程度，根據(jù)路面性能衰變模型，將累計軸次和路面性能指標結合，推薦效益費用比最高的養(yǎng)護方案，最大限度發(fā)揮道路的運輸功能和經(jīng)濟社會效益。

4.6 貨車安全智能管控系統(tǒng)

貨車精準畫像：主要通過AI視頻監(jiān)測識別錄入貨車的外觀、類型、車牌、不良駕駛行為。

基于車路協(xié)同貨運安全管理：不良駕駛行為預警、事故多發(fā)路段提醒、惡劣天氣預警、貨車運行異常提醒、擁堵減速提醒、行駛路徑異常記錄。

貨運車輛在途管控(主線均衡)：物流車隊管理、車道動態(tài)劃分。

4.7 公眾信息服務系統(tǒng)

公眾出行提供精準和優(yōu)質(zhì)服務。通過微信、沿線可變情報板以及互聯(lián)網(wǎng)地圖公司發(fā)布渠道發(fā)布交通、氣象、旅游、港區(qū)航班等信息。

4.8 智能終端移動應用

為路政、養(yǎng)護及管理人員共配備智能移動終端，從而可以實現(xiàn)人員定位，事件上報、資產(chǎn)管理等功能。

5 結束語

本文論述了公路智慧綜合管控系統(tǒng)的內(nèi)涵，并結合現(xiàn)階段智慧公路試點的研究成果，對其關鍵技術進行了分析，最后概述了智慧綜合管控系統(tǒng)的應用構成。