智慧未來高速公路綜合管理解決方案

宋 平 興

(大同高速公路建設管理處，山西 大同 037034)

智慧未來高速公路綜合管理解決方案

宋 平 興

(大同高速公路建設管理處，山西 大同 037034)

介紹了智慧未來高速公路綜合管理的總體思路，從多維度全息感知技術(shù)、多層次基礎數(shù)據(jù)中心、主動式應急處理技術(shù)等方面，闡述了智慧未來高速公路綜合管理的關(guān)鍵技術(shù)，以達到理想的公路管理效果。

高速公路，智能化管理，全息感知技術(shù)，應急處理系統(tǒng)

隨著國內(nèi)經(jīng)濟的飛速發(fā)展，人民生活水平的日益提升，機動車保有量劇增，與此同時，交通擁堵、交通安全成了交管的關(guān)注問題。近幾年，高速公路相繼推出一些政策調(diào)整，其中與駕駛?cè)俗蠲芮邢嚓P(guān)的就是小長假高速公路免費，這也是“小長假高速公路堵的像停車場”的重要原因之一；此外，高速公路交通事故發(fā)生率也是居高不下，造成了嚴重的人員傷亡和經(jīng)濟損失，因此解決這些交通擁堵和交通安全問題勢在必行。

高速公路的安全性和運行效益不僅與人們的出行息息相關(guān)，而且還與區(qū)域的經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展密切關(guān)聯(lián)。土地面積的有限性不可能使得高速公路的里程不斷擴張，因此需要在現(xiàn)有的高速公路路網(wǎng)的規(guī)模之下，盡可能的使得交通路網(wǎng)的通行能力最大化，使其運行平衡，因此需要綜合運用先進的感知技術(shù)、通訊技術(shù)、數(shù)據(jù)挖掘等手段來提高高速公路運輸效率。

智慧未來高速公路綜合管理解決方案旨在建立一個空地一體化的交通信息全息感知網(wǎng)絡，通過云化部署的數(shù)據(jù)中心將高速公路的信息匯聚，以此為基礎實現(xiàn)高速公路的智能化、信息化、全息化的綜合管理，可以通過數(shù)據(jù)挖掘?qū)θ粘９ぷ鬟M行規(guī)程化、模式化的管理，通過事前預報和預測對突發(fā)狀態(tài)進行精細化管理和主動式防控，進而可以提高高速公路的運行效率和安全性能。智慧未來高速公路綜合管理解決方案最大的特點充分利用了低空飛行器在交通信息感知方面靈活性高、覆蓋率廣、機動性強的特點，將低空獲取的大范圍宏觀的交通信息與地面獲取的中微觀交通信息進行融合，提高交通信息的全息感知力度，這樣可以提升高速公路管理的效率。

1 總體思路

智慧未來高速公路綜合管理主要包括空地全息感知網(wǎng)絡、云數(shù)據(jù)中心、智能化管理、主動式應急處置、信息服務，這五個部門密切相關(guān)，具體見圖1?？盏厝⒏兄W(wǎng)絡是利用多維度的全息感知技術(shù)，構(gòu)建以雷達、北斗、低空飛行器為手段的空地一體化的全息感知網(wǎng)絡，實時獲取高速公路宏觀、中觀、微觀多個層次的交通信息；云數(shù)據(jù)中心是基于云節(jié)點部署的高可靠、高性能和易維護

的基礎數(shù)據(jù)中心，可靠性好、靈活度高、能夠支持多種類型的數(shù)據(jù)存儲，避免了傳統(tǒng)物理服務器缺乏維護、空間不足等造成數(shù)據(jù)丟失的問題，保證了數(shù)據(jù)的安全；智能化管理是利用數(shù)據(jù)挖掘和數(shù)理統(tǒng)計等方法對大量的高速公路信息進行有針對性的分析，提取對高速公路日常工作管理有價值的數(shù)據(jù)；主動式應急處置是根據(jù)數(shù)據(jù)分析各類交通事件的規(guī)律性特征，構(gòu)建事前預報和預測模型，提前進行防控，減少事件的損失。

2 關(guān)鍵技術(shù)

該解決方案包含五個關(guān)鍵技術(shù)點分別是：

1)通過多維度的全息感知技術(shù)，構(gòu)建空地互聯(lián)互通信息感知網(wǎng)絡；2)通過多層次的基礎數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建高速公路分布式云數(shù)據(jù)中心；3)通過大數(shù)據(jù)處理挖掘技術(shù)，構(gòu)建智能化的高速公路管理模式；4)通過事前預報和預測技術(shù)，構(gòu)建主動式應急處置系統(tǒng)；5)通過多渠道信息發(fā)布手段，構(gòu)建綜合交通信息服務平臺。

2.1 多維度的全息感知技術(shù)

多維度的全息感知技術(shù)是以固定式交通場面雷達、移動式車載北斗終端、低空飛行器為手段，構(gòu)建最全面最權(quán)威的高速公路信息的全息感知，獲取空中網(wǎng)絡和地面網(wǎng)絡各個層次(宏觀、中觀、微觀)的交通信息，對高速公路的交通運行狀態(tài)進行全方位的監(jiān)測。

2.2 多層次的基礎數(shù)據(jù)中心

基于云節(jié)點部署的高可靠、高性能和易維護的基礎數(shù)據(jù)中心，可靠性好、靈活度高、能夠支持多種類型的數(shù)據(jù)存儲，避免了傳統(tǒng)物理服務器缺乏維護、空間不足等造成數(shù)據(jù)丟失的問題。

2.3 主動式的應急處置技術(shù)

主動式的應急管理技術(shù)是指當發(fā)生交通事件或者特殊情況時，結(jié)合實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)，分析其可能的影響范圍，計算出最佳的交通組織方案，同時迅速采取適當?shù)恼T導措施，提前告知駕駛?cè)寺肪W(wǎng)實時狀況，可以很大程度的減少一次以及二次事故的發(fā)生?？梢栽诓煌ㄟ^擴建的情況下提高高速公路的通行能力，提高車輛行駛的舒適度，提高整個路網(wǎng)的管理水平，同時節(jié)約資源和降低成本。主動式的應急處置技術(shù)的核心理念是精細化防控力度、化被動為主動。

主動監(jiān)測：主要是根據(jù)實時感知的交通信息預判交通事件。一是利用雷達的響應時間快、間隔短的特點，判別是否有突發(fā)交通事件的發(fā)生；二是利用低空飛行器的視頻，監(jiān)測是否有交通事件、擁堵排隊的發(fā)生。

主動上報：通過監(jiān)測獲取的事件或擁堵信息及時上報給管理中心和事件發(fā)生點附近的巡警。

主動分析：在獲取事件或擁堵的第一時間，結(jié)合實時感知的交通流信息，主動分析其可能持續(xù)時間、可能影響范圍和影響程度。

主動防控：根據(jù)事件和擁堵發(fā)生的特性，結(jié)合實時感知的信息，從交通組織預案庫中選取相應的預案措施進行誘導和控制，預防和控制事態(tài)的蔓延。

3 結(jié)語

本文提出了一個智慧未來高速公路綜合管理的解決方案，從信息的全息感知到信息的智能處理，再到信息的綜合服務，涵蓋了高速公路管理的各個方面。該解決方案主要有以下五個方面的內(nèi)容：通過多維度的全息感知技術(shù)，構(gòu)建空地互聯(lián)互通信息感知網(wǎng)絡；通過多層次的基礎數(shù)據(jù)中心，構(gòu)建高速公路分布式云數(shù)據(jù)中心；通過大數(shù)據(jù)處理挖掘技術(shù)，構(gòu)建智能化的高速公路管理模式；通過事前預報和預測技術(shù)，構(gòu)建主動式應急處置系統(tǒng)；通過多渠道信息發(fā)布手段，構(gòu)建綜合交通信息服務平臺。高速公路管理是一項涉及多個群體、多個因素的復雜工作，在現(xiàn)實環(huán)境下，很難獲取理想條件下的各類信息，同樣管理措施也很難達到理想條件下的各種效果，因此，高速公路綜合管理的研究是任重道遠的事情。

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The integrated management solutions of smart future highway

Song Pingxing

(DatongHighwayConstructionManagementOffice,Datong037034,China)

This paper introduced the general idea of integrated management of smart future highway, from the multi-dimensional holographic perception technology, multi-level foundation data center, active emergency disposal technology and other aspects, discussed the key technology of integrated management of smart future highway, so as to achieve the desired highway management effect.

highway, intelligent management, holographic perception technology, emergency response system

1009-6825(2017)05-0238-02

2016-12-01

宋平興(1965- )，男，高級工程師

U491

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