淺析鄭州市大學(xué)路南延工程智慧公路構(gòu)建

孫 志 欣

(河南省交通規(guī)劃設(shè)計研究院股份有限公司，河南 鄭州 450052)

1 項目背景

隨著經(jīng)濟(jì)社會快速發(fā)展，新一代信息技術(shù)與交通運輸深度融合的趨勢日益明顯。交通運輸部先后出臺了《交通運輸信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》《推進(jìn)智慧交通發(fā)展行動計劃(2017年—2020年)》《關(guān)于開展智慧公路和新一代國家交通控制網(wǎng)示范工程的通知》等文件，智慧交通不僅是交通運輸領(lǐng)域發(fā)展的工作重點，更是交通運輸行業(yè)發(fā)展的動力引擎。智慧公路作為智慧交通的主要組成，對于促進(jìn)交通運輸發(fā)展提質(zhì)增效有著重要意義。

大學(xué)路南延工程位于鄭州市城南部，分別經(jīng)過新鄭市、新密市曲梁鎮(zhèn)，路線起于規(guī)劃的大學(xué)南路與鄭州市西南繞城高速公路交叉處，在馬寨村西與現(xiàn)狀S323線交叉到達(dá)項目終點，路線全長27.125 km。

2 工程項目特點

2.1 公路標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計實施，兼具城市道路功能

項目經(jīng)過新鄭市龍湖鎮(zhèn)、新密市產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)、新鄭市區(qū)等三個主要城鎮(zhèn)，在設(shè)計中按照一級公路的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，沿線街道化現(xiàn)象越來越明顯。

2.2 沿線自然文化旅游景點豐富

沿線歷史文化及自然風(fēng)景區(qū)有黃帝故里、裴李崗遺址、五代后周皇陵，國家4A級泰山村景區(qū)、國家級森林公園始祖山/具茨山景區(qū)等。

2.3 小型車為主要服務(wù)對象

通過對項目交通量分析，小客車占到總交通量的50.02%，說明項目主要是以區(qū)域間交通為主。

2.4 區(qū)域路網(wǎng)豐富，交通發(fā)達(dá)

項目先后與Y015，S023，Y062，S321以及在建的商登高速公路和G310新線等道路交叉，終點位于S323上，將為豐富該區(qū)域路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，帶動周邊經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展發(fā)揮積極的重要作用。

2.5 存在長直線段，易超速

通過對項目路線指標(biāo)分析，有一處直線段過長，長達(dá)8 731.450，將近規(guī)范值的5.5倍，過長的直線對行車安全十分不利。

3 項目智慧公路定位及特點

智慧公路依托先進(jìn)的信息化、智能化技術(shù)手段，集成數(shù)據(jù)采集、視頻監(jiān)控、通信傳輸、信息處理、主動管控、誘導(dǎo)發(fā)布等多功能于一體，在保證信息掌握及時準(zhǔn)確的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)交通管控決策的科學(xué)高效，從而打造安全、有序、暢通高效的智慧公路。

通過對有關(guān)政策文件的總結(jié)分析，智慧公路建設(shè)應(yīng)該具備如下特點。

3.1 全方位的動態(tài)感知能力

智慧公路應(yīng)能夠?qū)崿F(xiàn)公路全要素、全方位的感知：基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)感知方面，具備對重特大橋梁、隧道等安全狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測功能、車輛載荷對道路設(shè)施的沖擊影響監(jiān)測等；通過智能手機(jī)信令、互動式服務(wù)軟件等形態(tài)實現(xiàn)對個體車輛行為的監(jiān)測功能；氣象環(huán)境狀態(tài)感知方面，應(yīng)該能監(jiān)測能見度、濕度、溫度、風(fēng)、路面濕滑狀態(tài)等氣象環(huán)境信息。

3.2 主動的交通安全管理

改善當(dāng)前公路管理“監(jiān)而不控”等問題，依托大數(shù)據(jù)等基礎(chǔ)條件平臺，拓展對公路交通狀態(tài)的管控手段和能力，實現(xiàn)公路交通運行態(tài)勢的綜合評估和預(yù)警；通過霧區(qū)交通誘導(dǎo)等手段提升公路不良環(huán)境下的行車安全性。

3.3 精細(xì)化的信息服務(wù)

基于APP軟件等方式實現(xiàn)公路交通信息的快速獲取、事件信息的快速擴(kuò)散、傳播；基于專用公路交通廣播等，實現(xiàn)公路緊急事件信息的強(qiáng)制插播、定制化發(fā)布，同時與電視、網(wǎng)站等共同為出行前用戶提供信息服務(wù)。

3.4 科學(xué)的決策支持

基于全方位的運行監(jiān)測體系、數(shù)據(jù)共享交換平臺，利用大數(shù)據(jù)、云計算技術(shù)實現(xiàn)對獲取到的海量交通數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范、整合、抽取和深度挖掘，進(jìn)而提取出其中準(zhǔn)確、可靠、有用的交通信息，一方面為公路交通管理者制定科學(xué)的管控措施提供輔助決策支持，另一方面為公路出行者舒適、便捷和安全的出行服務(wù)提供信息支撐。

為此，鄭州市大學(xué)路南延工程智慧公路，以公路的運營安全和精細(xì)化服務(wù)為切入點，通過信息化提升與改造升級，實現(xiàn)公路系統(tǒng)的可視、可測、可控、可服務(wù)，打造一條智慧干線公路，為通過信息化改造實現(xiàn)公路運營管理水平與服務(wù)品質(zhì)全面提升提供可借鑒的發(fā)展模式。

4 智慧公路設(shè)計與實現(xiàn)

通過前述內(nèi)容分析，大學(xué)路南延工程智慧公路主要設(shè)計了5大類12項技術(shù)，具體如下：

1)公路運維管理技術(shù)：云計算數(shù)據(jù)中心；

2)公路運行監(jiān)測與預(yù)警技術(shù)：事故事件檢測、橋梁檢測；

3)公路行車安全管理與主動控制技術(shù)：霧天行車的主動誘導(dǎo)系統(tǒng)、超速提醒警示系統(tǒng)、超限超載檢測；

4)公路應(yīng)急管理技術(shù)：無人機(jī)公路巡查、移動視頻管理系統(tǒng)、廣播系統(tǒng)；

5)公路信息服務(wù)技術(shù)：信息推送服務(wù)系統(tǒng)、智慧公路手機(jī)查詢APP、公路無線WIFI網(wǎng)絡(luò)。

4.1 云計算數(shù)據(jù)中心

項目在鄭州市公路局設(shè)立云數(shù)據(jù)中心，與現(xiàn)有機(jī)房設(shè)備整合建設(shè)為策略與備份節(jié)點類數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)承載整個數(shù)據(jù)中心的統(tǒng)一管理、備份及全局?jǐn)?shù)據(jù)共享：統(tǒng)一入口，提供全局?jǐn)?shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施資源狀態(tài)信息統(tǒng)一管理入口，以及全局容災(zāi)與業(yè)務(wù)請求路由策略的管理界面；在多個數(shù)據(jù)中心之間共享的公共數(shù)據(jù)(如用戶簽約與認(rèn)證數(shù)據(jù)等)；在線業(yè)務(wù)應(yīng)用及IT應(yīng)用主用數(shù)據(jù)的備份數(shù)據(jù)、歷史歸檔以及日志數(shù)據(jù)等。

在公路局的數(shù)據(jù)中心中，對服務(wù)器進(jìn)行虛擬化建設(shè)，保證業(yè)務(wù)的高可連續(xù)性，從而保證業(yè)務(wù)的正常運行。鄭州市交委的數(shù)據(jù)中心則作為分布式業(yè)務(wù)節(jié)點類數(shù)據(jù)中心，負(fù)責(zé)提供鄭州市公路局云數(shù)據(jù)中心所需的交通信息數(shù)據(jù)等。

4.2 移動視頻管理系統(tǒng)

鑒于常規(guī)監(jiān)控范圍存在盲點，為了滿足緊急事件處理中的視頻監(jiān)控需求，項目需要開發(fā)移動視頻監(jiān)控系統(tǒng)。

移動視頻管理系統(tǒng)主要由移動智能終端、視頻管理及流媒體發(fā)布服務(wù)器、視頻資源管理與發(fā)布等三部分組成。其中移動視頻終端采用智能手機(jī)或平板pad，實時采集外場視頻流，GPS位置坐標(biāo)的獲取，并將視頻上傳至管理中心。

4.3 信息推送服務(wù)系統(tǒng)

為適應(yīng)新常態(tài)下的公眾信息服務(wù)需求，根據(jù)出行者的出行方式及層次化的信息服務(wù)需求，構(gòu)建多渠道信息服務(wù)系統(tǒng)，主要由公路專用交通廣播、可變情報板等發(fā)布方式，面向本路段運行車輛提供精細(xì)化的信息服務(wù)；通過與導(dǎo)航信息服務(wù)商等結(jié)合，面向?qū)Ш接脩籼峁┛啥ㄖ苹男畔⒎?wù)；通過微博、微信等新媒介方式，面向社會公眾提供普遍的信息服務(wù)。

4.4 智慧公路手機(jī)查詢APP

隨著周末人們短距離周邊游的增多，對即時路況信息的需求也日益增長。接入交通信息中心數(shù)據(jù)的智慧公路手機(jī)查詢APP可以更及時準(zhǔn)確的推送交通信息，并且具有景區(qū)介紹、服務(wù)設(shè)施等功能，滿足出行需求。

4.5 公路無線WIFI網(wǎng)絡(luò)

建設(shè)公路WIFI網(wǎng)絡(luò)，用戶終端連接WIFI后，WIFI自動打開頁面推送位置附近的交通、景區(qū)信息，同時推薦用戶下載智慧公路手機(jī)APP獲取更多實時路況與交通服務(wù)。在公路設(shè)置無線WIFI有兩種方案，一種是在全線覆蓋無線WIFI，一種是在產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)和景區(qū)周圍設(shè)置WIFI熱點區(qū)域。

4.6 無人機(jī)公路巡查

項目經(jīng)過多個城鎮(zhèn)，三大產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，交通線路分布點多面廣，途經(jīng)稿洼、曲梁、五虎廟、楊莊、袁莊等人口聚集區(qū)，容易出現(xiàn)交通事故，在發(fā)生緊急情況時，如果通行不暢，會極大降低處理問題速度。為此項目設(shè)置一套多旋翼無人機(jī)設(shè)備。

4.7 霧天行車的主動誘導(dǎo)系統(tǒng)

本工程在大趙橋、山后杜大橋、溱河大橋和雙洎河大橋四處設(shè)置霧天主動誘導(dǎo)設(shè)施，通過設(shè)置在公路兩側(cè)的主動發(fā)光設(shè)施為在途車輛提供主動安全誘導(dǎo)，根據(jù)不同的能見度與車流情況，采用不同的發(fā)光亮度、顏色、閃頻等組合來實施針對性的引導(dǎo)策略，為駕駛員提供道路輪廓強(qiáng)化、行車主動誘導(dǎo)、防止追尾警示、安全信息提示等管控與服務(wù)功能。

4.8 廣播系統(tǒng)

項目結(jié)合沿線特點，在泰山村景區(qū)重點區(qū)段設(shè)置公路廣播系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由中心控制單元、前端功放及高音號角等組成，前端設(shè)施可以接攝像機(jī)桿安裝。

4.9 事故事件自動檢測系統(tǒng)

為了“主動”發(fā)現(xiàn)異常事件，本項目主要在G310，S321，S323以及新密市產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)規(guī)劃的中心大道被交路段的重點部位布設(shè)事故事件檢測器，共計布設(shè)4套。

4.10 超速提醒警示系統(tǒng)

根據(jù)對道路沿線排查，在K15+000上行方向設(shè)置1套超速提醒警示系統(tǒng)，超速提醒警示系統(tǒng)主要有雷達(dá)測速、高清抓拍攝像機(jī)及LED可變信息發(fā)布設(shè)施三大部分組成。

4.11 超限超載檢測

根據(jù)項目沿線道路特點，擬在交通量較大(含直行車輛和轉(zhuǎn)彎交通量)的與被交道G310附近設(shè)計高速預(yù)檢系統(tǒng)，主要為了在不影響正常交通的情況下獲取高速行駛中車輛的載荷信息，并根據(jù)設(shè)定的限值，將超載車輛遴選出來，對超限超載車輛進(jìn)行跟蹤抓拍等，為管理執(zhí)法提供相應(yīng)依據(jù)，進(jìn)一步完善路網(wǎng)治超能力。

4.12 橋梁健康檢測系統(tǒng)

大學(xué)南路沿線有4座大橋，分別是大趙橋、山后杜大橋、溱河大橋、雙洎河大橋，本次橋梁檢測擬對其中相對較長的山后杜大橋和雙洎河大橋設(shè)置橋梁健康檢測系統(tǒng)。

5 結(jié)語

本文通過分析鄭州市大學(xué)路南延工程交通特點，以及對智慧公路的認(rèn)識，明確了項目實施5大類12項技術(shù)開展智慧公路構(gòu)建，實現(xiàn)公路系統(tǒng)的可視、可測、可控、可服務(wù)，為實現(xiàn)公路運營管理水平與服務(wù)品質(zhì)全面提升提供可借鑒的發(fā)展模式。