淺談公路智慧綜合管控系統構建

陳 強，齊 博

(1.徐州交通規劃設計研究院，江蘇 徐州 221002；2.河南省交通規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和智慧公路試點的通知》(交辦規劃函〔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 涵

公路綜合管控系統，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，統籌公路的交通組織、運營管理、調度指揮等各個方面。

“智慧”又要求其融入信息采集(動態、靜態)、數據分析處理、信息發布、系統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 大數據分析

將各種渠道采集的數據匯總融合，形成路網運行數據、路網氣象數據、交通管制數據、路網養護技術數據等各種類型數據資源池，利用大數據分析軟件進行數據挖掘，對多維數據進行分析，提供智慧化的管理輔助決策。數據融合方式如圖1。

圖1 數據融合分析邏輯圖

建設融合區域高速路網和城市交通大數據的路網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域路網數據和城市主干線的交通數據，進行大數據挖掘與分析，實現區域性交通引導、協調調度，緩解交通擁堵等常態性疑難問題，為公眾提供異于互聯網企業的整體性服務。

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

3.2 三維高精度地圖

為了實現高速公路資產的“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域對數據精度要求的不同，數據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、高分衛星正射影像。

激光點云的方式精度高、但是人工建模開發周期長、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；高分衛星正射影像為圖片展示，成本低，在整體區域展示時，用來作為外圍區域的填充，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，可以實現開展資產管理、養護信息記錄、機電聯動、視頻疊、三維空間量測、車輛定位、應急指揮調度等功能。

4 系統功能構成

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

4.1 路網運行監測與預警系統

該系統是智綜合管理系統的基礎應用，基于多維度感知體系，展示當前交通運行的各類型數據。

主要覆蓋路網運行視頻監控、交通流監測與預警、精細化氣象監測與預警、交通突發事件監測與預警、主要構造物(如橋梁)健康數據監測與預警、重點營運車輛的動態監測與預警

4.2 應急處置與協同管理

第一是針對不同的事件開發不同的預案，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；

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

第三是協同管理：系統具備智能手持終端、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場圖像回傳至管理指揮中心大屏上，實現中心管理人員與現場處置人員協同管理。

4.3 機電設備運維管理

依托三維高精度地圖平臺，實現對高速公路沿線監控、檢測等配套設施狀態數據的管理與動態更新。

具體功能：設備信息查詢管理、設備運行狀況監測、設備運行故障報警、資產管理服務支持。

4.4 公路養護管理

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

根據大數據分析模型，合理調整道路養護規劃，規劃道路養護時間、頻率、養護區域等。

統計重車占比與道路損傷之間的關系，為道路養護提供輔助決策。

結合GIS系統實現現場實時定位，監管養護工作進展和效率，實現移動信息采集，養護實時監控與指揮

4.5 智能道路養護輔助決策系統

通過大數據算法模型，將養護路段進行動態劃分，分析路段貨運量、超限量、貨運軌跡，根據運營中產生的路面病害信息(坑槽、沉降、裂縫等)的數據，統計貨車超限行為對道路壽命的損害程度，根據路面性能衰變模型，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護方案，最大限度發揮道路的運輸功能和經濟社會效益。

4.6 貨車安全智能管控系統

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

基于車路協同貨運安全管理：不良駕駛行為預警、事故多發路段提醒、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、車道動態劃分。

4.7 公眾信息服務系統

公眾出行提供精準和優質服務。通過微信、沿線可變情報板以及互聯網地圖公司發布渠道發布交通、氣象、旅游、港區航班等信息。

4.8 智能終端移動應用

為路政、養護及管理人員共配備智能移動終端，從而可以實現人員定位，事件上報、資產管理等功能。

5 結束語

本文論述了公路智慧綜合管控系統的內涵，并結合現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的應用構成。