基于真三维的高速公路自适应智能控制技术应用

韩霜南

摘 要：研究基于真三维的高速公路自适应智能控制技术应用，主要实现高速公路监控、收费、应急储备等相关数据的资源整合，打通道路、车辆、应急储备物资等物物相联的网络，通过直观生动的真三维表现形式，合理调度应急资源，动态发布实时路况信息，降低事故影响和范围，提高道路交通的通行能力和安全性。

关键词：高速公路；真三维；数字公路

中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）17-0036-02

1 引言

当前，伴随着我国快速的高速公路基础建设实施，国家已重视并大力开展着交通信息化的建设，以增强对高速公路的运营管理和信息服务。国内高速公路机电工程硬件系统建设规模大，在道路监控外场硬件设备的配置种类和设备数量均越来越多，如车检器、气象检测器、摄像机、可变信息标志和限速标志等。然而仍存在如下问题：

（1）公路运营管理智能化程度低，信息服务水平有待进一步提高。监控系统集成度不高，应用效果不够好，各类设备控制系统相对独立，没有形成有效的联动机制，不能充分发挥应有的作用。（2）交通监视、控制管理不直观。对于道路沿线的可变情报板、摄像头等外部设备的管理来说，目前的做法是在二维地图上相应位置插入图标，通过图标关联监控和管理功能，不直观，不形象，不能从细节上提升显示效果，影响交通控制管理的效率。

研究基于真三维的高速公路自适应智能控制技术应用，主要实现高速公路监控、收费、应急储备等相关数据的资源整合，打通道路、车辆、应急储备物资等物物相联的网络，通过直观生动的真三维表现形式，合理调度应急资源，准确实时监控事件处置进展，动态发布实时路况信息，最终减缓交通事故、降低事故影响和范围，提高道路交通的通行能力和安全性。本文结合邯郸至大名（冀鲁界）高速公路建设中的情况，简要阐述基于真三维的高速公路自适应智能控制技术在实际中的应用。

2 技术方案

2.1 总体技术路线

首先构建数字公路模型，并将道路基础数据、交通路况数据等多源异构数据有效整合，建立资源整合数据库，同时与模型关联。根据公路交通突发事件严重程度，查询应急事件详细信息并调取三维监控摄像头查看监测视频，在此基础上选择合适的应急处置预案并通过电话、对讲及短信与交警、医院、消防、路政等部门进行协调同时进行三维情报板信息发布工作，形成在交通应急处置中的公路三维自适应智能控制体系。

2.2 真三维数字公路模型自动构建

数字公路建模，要求与设计数据紧密结合，真实还原公路方案，真实再现公路全貌。公路模型是按照公路设计资料创建的公路组件，依据公路建设规范将模型组装起来，并通过三维GIS平台展现在真三维场景中。通过搜集交通工程设计图纸，或者通过现场实际道路调查，获取公路上所使用的交通工程道路附属设施种类、数量、位置等情况，利用3DMAX或其他建模工具，构建所需要的道路附属设施模型。

2.3 360°全景数字公路建设

通过车载全景激光设备采集道路沿线全景影像数据和激光点云数据，可以实现地形图数据、交通工程、沿线设施、环境景观等设计所需数据的内外业一体化调查，全景影像数据和激光点云数据信息丰富，一次外业采集即可完成，再通过内业处理完成整个数据采集工作。并将采集的全景数据和三维模型挂接联动如图1所示。

2.4 数据库布署

数据库统一部署运行在高速公路管理部门监控中心，存储有与日常运行相关的基础数据库和设计、建设、养护数据，该服务器与现有视频监控服务器相连接，可调用相关视频数据；其中外场监测动态数据对同步实时性要求较高，利用数据库管理系统自带的数据同步订阅功能或使用第三方数据同步软件实现实时自动更新。数据库要与监控中心现有数据库建立接口，能实现调用接口的可扩展。同时，实现系统平台与监控大屏幕关联接口，系统运行能够在大屏幕上显示。

2.5 高速公路自适应智能控制

本项目将高速公路外场机电设备：遥控摄像机、可变情报板、车辆检测器、气象检测器、养护应急物资储备中心、附近警点以及其他管理机构，基于互联网，构成一体化网络，统一于一平台实现整体监控和控制。

整个智能控制系统包括保障资源、外场设备、监控中心计算机系统硬件、相应的传输设备、高速公路智能化信息化管理平台几部分构成。所有外场检测设备检测结果均上传到监控中心进行汇总分析、处理，由高速公路智能化信息化管理平台统一控制，判斷和显示交通和气象状况，并根据路段具体情况，制定相应控制方案，并将控制命令下发给各路段的控制和信息发布设备如图2所示。

3 成果应用

3.1 邯大高速三维信息化智能化管理系统（BS版）

本项目综合应用真三维虚拟现实技术、360°全景、3S等领先技术，结合高速公路勘察设计、建设施工和运营养护的业务需要，开发真三维智能化信息化高速公路管理系统，基于此系统积累公路全生命周期的综合业务信息，全面实现高速公路的全过程信息化管理，并将全部设计成果数字化，建成真三维数字化高速公路，以及全面整合养护及运营与维护信息，实现在统一的平台上进行基于空间立体的、可视化的综合管理与查询，为邯大高速信息化管理做出贡献。

3.2 效益评估

本研究重点开展高速公路交通控制智能化研究，为其提供智能化的交通控制联动方案，形成了相应的交通智能控制体系，提高了交通监控运营管理能力，提高了道路交通控制能力，提升监控系统响应与处理能力，减少管理人员的手动操作流程，缩短交通控制响应周期，为道路管理者提供便利。同时，此研究成果对于减缓交通事故、降低事故影响有一定的帮助，有助于提高道路交通的通行能力和安全性。

另一方面，有效解决了目前公路信息化建设过程中形成的信息孤岛问题，提升公路信息系统的数据管理与共享能力，有效整合信息资源和管理资源，提高资源的利用率。利用真三维直观立体的特点，进行高速公路管理，操作直观方便，能够提高管理人员工作效率，缩短人工响应和交通控制周期，提高道路交通控制和应急处理能力。利用真三维数字高速公路信息服务，丰富高速公路的管理手段，进一步提高高速公路运营管理水平。

参考文献

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