交通氣象與智慧公路建設(shè)的實(shí)踐與思考

（象譜信息產(chǎn)業(yè)有限公司，山東 濟(jì)南 250013）

隨著我國現(xiàn)代交通事業(yè)的進(jìn)步，手機(jī)App、路況提示屏、定向廣播等多種途徑可以輔助駕駛員掌握路況信息、避開擁堵路段，享受到非現(xiàn)金收費(fèi)常態(tài)、高速路段免費(fèi)Wi-Fi全覆蓋、高速公路服務(wù)區(qū)星級服務(wù)等便利。在公路信息化建設(shè)的背景下，智慧公路建設(shè)發(fā)揮了我國“交通強(qiáng)國”的積極效應(yīng)，并在智能化交通運(yùn)輸體系的發(fā)展過程中，對智慧公路的建設(shè)提出了更高的要求。

一、智慧公路的建設(shè)背景

2017年12月28日，全球首個(gè)承載式光伏高速公路試驗(yàn)段在山東濟(jì)南建成通車。該路段作為融合交通氣象與智慧公路建設(shè)思想的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了高速公路路燈、電子情報(bào)板、融雪劑自動噴淋設(shè)施、隧道及收費(fèi)站電力供應(yīng)、余電上網(wǎng)等多重功能的應(yīng)用。在設(shè)計(jì)方面，該路段的層級結(jié)構(gòu)為“透光混凝土+光伏發(fā)電組件+絕緣防護(hù)”，在壽命、力學(xué)分析、路用性能參數(shù)指標(biāo)上，較之傳統(tǒng)瀝青混凝土路面均有明顯優(yōu)勢。在智慧公路的建設(shè)背景下，該路段集成電子標(biāo)志標(biāo)線、汽車移動無線充電、路面電熱融雪、互聯(lián)網(wǎng)覆蓋和大數(shù)據(jù)集成與分析等綜合性能，分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電裝機(jī)容量峰值功率817.2kW，預(yù)計(jì)年發(fā)電量100萬kW·h。

當(dāng)前，建設(shè)智慧公路在推動我國交通事業(yè)發(fā)展、促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)增長方面具有重要意義，在國防建設(shè)及大眾物質(zhì)生活水平提升方面也具有重要作用。盡管如此，突發(fā)自然災(zāi)害仍會導(dǎo)致公路通行能力受阻，直接降低高速公路自身經(jīng)濟(jì)效益，對社會造成不良影響。

二、氣象災(zāi)害下的智慧公路建設(shè)與實(shí)踐

（一）“氣象+交通”攻克惡劣天氣

在“氣象+交通”多維大數(shù)據(jù)的道路設(shè)計(jì)中，惡劣天氣凝冰預(yù)警處置系統(tǒng)會在路面凝冰時(shí)，自動噴灑融雪劑融冰除雪，確保公路通行安全。在該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，以交通氣象大數(shù)據(jù)服務(wù)為基準(zhǔn)，以“Weatbook象譜”（基于天氣的道路交通安全數(shù)據(jù)服務(wù)系統(tǒng)）為核心技術(shù)，通過系統(tǒng)檢測惡劣天氣發(fā)生的時(shí)間啟動預(yù)警系統(tǒng)，并及時(shí)提醒交通管理部門及往來車輛；在路面結(jié)冰時(shí)立即觸發(fā)傳感器，自主調(diào)動高速公路智能系統(tǒng)，啟動限速機(jī)制提醒車輛慢行，并向道路兩旁的高端智能裝備發(fā)出指令，使其自動完成路面融雪劑噴灑工作。

在智慧經(jīng)濟(jì)發(fā)展的背景下，以此助推大數(shù)據(jù)全面發(fā)展，利用既有道路資料，網(wǎng)格化讀取衛(wèi)星云圖預(yù)測地面氣象監(jiān)測站信息；利用大數(shù)據(jù)云計(jì)算雨雪、大風(fēng)等天氣，預(yù)知路面結(jié)冰、復(fù)雜地形等具體實(shí)況，并及時(shí)預(yù)警、預(yù)報(bào)。

（二）“戰(zhàn)略+融合”催生交通行業(yè)新業(yè)態(tài)

隨著中國氣象數(shù)據(jù)和信息服務(wù)市場的開放，中國氣象信息產(chǎn)業(yè)和高速發(fā)展的“大交通”核心理念不謀而合，在統(tǒng)籌各類交通信息資源、全面感知交通運(yùn)行態(tài)勢、最大程度發(fā)揮交通基礎(chǔ)設(shè)施效能，以及提高交通運(yùn)輸系統(tǒng)運(yùn)行效率和服務(wù)水平方面功不可沒。

基于氣象部門在線數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用的云計(jì)算平臺，匯聚、共享、開放與應(yīng)用氣象數(shù)據(jù)資源建成智慧氣象生態(tài)體系。國家政策在交通控制網(wǎng)、氣象經(jīng)濟(jì)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)方面，以商業(yè)氣象服務(wù)為代表，最大限度滿足了交通行業(yè)的需求。

圖1 基于智慧公路的氣象大數(shù)據(jù)平臺整體架構(gòu)

（三）“理念+創(chuàng)新”助力交通建設(shè)再提速

“氣象大數(shù)據(jù)+行業(yè)數(shù)據(jù)+云平臺”是以大數(shù)據(jù)框架為基礎(chǔ)，融合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對氣象專有數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制、入庫存儲、數(shù)據(jù)挖掘、融合分析及管理監(jiān)控，通過業(yè)務(wù)建模提供數(shù)據(jù)檢索，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)分析等功能。其分布式結(jié)構(gòu)框架，在城市智慧交通需求中扮演城市大腦的角色，助力交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)再次提速。根據(jù)交通運(yùn)輸行業(yè)的需求，為智慧交通建設(shè)提供精準(zhǔn)的交通氣象預(yù)報(bào)并形成安全解決方案。

在數(shù)據(jù)挖掘方面，利用公路實(shí)時(shí)路況、危險(xiǎn)路段、地形、視頻等多項(xiàng)數(shù)據(jù)，通過AI人工智能分析處理人車路網(wǎng)；交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、網(wǎng)聯(lián)化、智能化均通過數(shù)據(jù)共享子平臺實(shí)現(xiàn)，基于智慧公路的氣象大數(shù)據(jù)平臺整體架構(gòu)，如圖1所示。

（四）實(shí)踐成效

在政策體系方面，智慧交通建設(shè)的完善加強(qiáng)了智能交通技術(shù)應(yīng)用的頂層設(shè)計(jì)與規(guī)劃。示范工程的穩(wěn)步推進(jìn)，在“互聯(lián)網(wǎng)+”的智能路橋監(jiān)測維護(hù)平臺和公眾出行服務(wù)方面邁出了探索性步伐。在共享合作方面，通過云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等技術(shù)推進(jìn)了“互聯(lián)網(wǎng)+交通”的進(jìn)程，成功部署了高速公路ETC、江蘇南京綜合運(yùn)輸管理系統(tǒng)、江蘇蘇州市交通運(yùn)輸指揮中心、江蘇公鐵聯(lián)運(yùn)信息服務(wù)平臺建設(shè)與運(yùn)營方案研究，以及南京智慧港航信息化平臺等代表性項(xiàng)目。

未來，城市交通、公路交通、鐵路交通、水路交通等部門的聯(lián)動有待進(jìn)一步深化整合，關(guān)鍵技術(shù)的研發(fā)能力及項(xiàng)目推廣實(shí)施進(jìn)程有待進(jìn)一步提升。

三、交通氣象與智慧公路的建設(shè)思考

智慧交通的建設(shè)，需要通過優(yōu)化頂層設(shè)計(jì)加強(qiáng)統(tǒng)籌，整合交通、公安、住建、國土、環(huán)保、旅游及氣象等多部門信息；瞄準(zhǔn)科技前沿，堅(jiān)持高點(diǎn)起步，統(tǒng)籌協(xié)同車內(nèi)網(wǎng)、車際網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)三網(wǎng)融合，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、5G通信、無人駕駛、人工智能等智慧交通關(guān)鍵技術(shù)協(xié)調(diào)機(jī)制建設(shè)；強(qiáng)化政策扶持，發(fā)展特色產(chǎn)業(yè)的示范基地建設(shè)，抓好試點(diǎn)項(xiàng)目并推動應(yīng)用落地；建設(shè)智慧人才保障，增設(shè)專門從事信息技術(shù)保障工作、督辦督查的機(jī)構(gòu),具體負(fù)責(zé)智慧城市建設(shè)的統(tǒng)一申報(bào)、發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃及指標(biāo)體系；建立生態(tài)體系提升服務(wù)水平的監(jiān)管效應(yīng)，如路長制下的數(shù)字化管理軟件系統(tǒng)，完成集公路養(yǎng)護(hù)、應(yīng)急處置、路政管理及災(zāi)毀理賠為一體的多方面綜合管理。

四、結(jié)語

路面氣象服務(wù)智慧高速公路的實(shí)踐，是對路面氣象預(yù)報(bào)服務(wù)智慧高速公路解決方案的嘗試，旨在為廣大出行用戶及交通管理部門提供精細(xì)化路面氣象服務(wù)。在實(shí)踐層面，對提高道路通行能力、降低交通事故率具有顯著成效。