浅析郑州市大学路南延工程智慧公路构建

孙 志 欣

(河南省交通规划设计研究院股份有限公司，河南 郑州 450052)

1 项目背景

随着经济社会快速发展，新一代信息技术与交通运输深度融合的趋势日益明显。交通运输部先后出台了《交通运输信息化“十三五”发展规划》《推进智慧交通发展行动计划(2017年—2020年)》《关于开展智慧公路和新一代国家交通控制网示范工程的通知》等文件，智慧交通不仅是交通运输领域发展的工作重点，更是交通运输行业发展的动力引擎。智慧公路作为智慧交通的主要组成，对于促进交通运输发展提质增效有着重要意义。

大学路南延工程位于郑州市城南部，分别经过新郑市、新密市曲梁镇，路线起于规划的大学南路与郑州市西南绕城高速公路交叉处，在马寨村西与现状S323线交叉到达项目终点，路线全长27.125 km。

2 工程项目特点

2.1 公路标准设计实施，兼具城市道路功能

项目经过新郑市龙湖镇、新密市产业聚集区、新郑市区等三个主要城镇，在设计中按照一级公路的标准进行设计，随着城镇化进程的加快，沿线街道化现象越来越明显。

2.2 沿线自然文化旅游景点丰富

沿线历史文化及自然风景区有黄帝故里、裴李岗遗址、五代后周皇陵，国家4A级泰山村景区、国家级森林公园始祖山/具茨山景区等。

2.3 小型车为主要服务对象

通过对项目交通量分析，小客车占到总交通量的50.02%，说明项目主要是以区域间交通为主。

2.4 区域路网丰富，交通发达

项目先后与Y015，S023，Y062，S321以及在建的商登高速公路和G310新线等道路交叉，终点位于S323上，将为丰富该区域路网结构，带动周边经济社会发展发挥积极的重要作用。

2.5 存在长直线段，易超速

通过对项目路线指标分析，有一处直线段过长，长达8 731.450，将近规范值的5.5倍，过长的直线对行车安全十分不利。

3 项目智慧公路定位及特点

智慧公路依托先进的信息化、智能化技术手段，集成数据采集、视频监控、通信传输、信息处理、主动管控、诱导发布等多功能于一体，在保证信息掌握及时准确的基础上，实现交通管控决策的科学高效，从而打造安全、有序、畅通高效的智慧公路。

通过对有关政策文件的总结分析，智慧公路建设应该具备如下特点。

3.1 全方位的动态感知能力

智慧公路应能够实现公路全要素、全方位的感知：基础设施状态感知方面，具备对重特大桥梁、隧道等安全状态的动态监测功能、车辆载荷对道路设施的冲击影响监测等；通过智能手机信令、互动式服务软件等形态实现对个体车辆行为的监测功能；气象环境状态感知方面，应该能监测能见度、湿度、温度、风、路面湿滑状态等气象环境信息。

3.2 主动的交通安全管理

改善当前公路管理“监而不控”等问题，依托大数据等基础条件平台，拓展对公路交通状态的管控手段和能力，实现公路交通运行态势的综合评估和预警；通过雾区交通诱导等手段提升公路不良环境下的行车安全性。

3.3 精细化的信息服务

基于APP软件等方式实现公路交通信息的快速获取、事件信息的快速扩散、传播；基于专用公路交通广播等，实现公路紧急事件信息的强制插播、定制化发布，同时与电视、网站等共同为出行前用户提供信息服务。

3.4 科学的决策支持

基于全方位的运行监测体系、数据共享交换平台，利用大数据、云计算技术实现对获取到的海量交通数据进行规范、整合、抽取和深度挖掘，进而提取出其中准确、可靠、有用的交通信息，一方面为公路交通管理者制定科学的管控措施提供辅助决策支持，另一方面为公路出行者舒适、便捷和安全的出行服务提供信息支撑。

为此，郑州市大学路南延工程智慧公路，以公路的运营安全和精细化服务为切入点，通过信息化提升与改造升级，实现公路系统的可视、可测、可控、可服务，打造一条智慧干线公路，为通过信息化改造实现公路运营管理水平与服务品质全面提升提供可借鉴的发展模式。

4 智慧公路设计与实现

通过前述内容分析，大学路南延工程智慧公路主要设计了5大类12项技术，具体如下：

1)公路运维管理技术：云计算数据中心；

2)公路运行监测与预警技术：事故事件检测、桥梁检测；

3)公路行车安全管理与主动控制技术：雾天行车的主动诱导系统、超速提醒警示系统、超限超载检测；

4)公路应急管理技术：无人机公路巡查、移动视频管理系统、广播系统；

5)公路信息服务技术：信息推送服务系统、智慧公路手机查询APP、公路无线WIFI网络。

4.1 云计算数据中心

项目在郑州市公路局设立云数据中心，与现有机房设备整合建设为策略与备份节点类数据中心，负责承载整个数据中心的统一管理、备份及全局数据共享：统一入口，提供全局数据中心基础设施资源状态信息统一管理入口，以及全局容灾与业务请求路由策略的管理界面；在多个数据中心之间共享的公共数据(如用户签约与认证数据等)；在线业务应用及IT应用主用数据的备份数据、历史归档以及日志数据等。

在公路局的数据中心中，对服务器进行虚拟化建设，保证业务的高可连续性，从而保证业务的正常运行。郑州市交委的数据中心则作为分布式业务节点类数据中心，负责提供郑州市公路局云数据中心所需的交通信息数据等。

4.2 移动视频管理系统

鉴于常规监控范围存在盲点，为了满足紧急事件处理中的视频监控需求，项目需要开发移动视频监控系统。

移动视频管理系统主要由移动智能终端、视频管理及流媒体发布服务器、视频资源管理与发布等三部分组成。其中移动视频终端采用智能手机或平板pad，实时采集外场视频流，GPS位置坐标的获取，并将视频上传至管理中心。

4.3 信息推送服务系统

为适应新常态下的公众信息服务需求，根据出行者的出行方式及层次化的信息服务需求，构建多渠道信息服务系统，主要由公路专用交通广播、可变情报板等发布方式，面向本路段运行车辆提供精细化的信息服务；通过与导航信息服务商等结合，面向导航用户提供可定制化的信息服务；通过微博、微信等新媒介方式，面向社会公众提供普遍的信息服务。

4.4 智慧公路手机查询APP

随着周末人们短距离周边游的增多，对即时路况信息的需求也日益增长。接入交通信息中心数据的智慧公路手机查询APP可以更及时准确的推送交通信息，并且具有景区介绍、服务设施等功能，满足出行需求。

4.5 公路无线WIFI网络

建设公路WIFI网络，用户终端连接WIFI后，WIFI自动打开页面推送位置附近的交通、景区信息，同时推荐用户下载智慧公路手机APP获取更多实时路况与交通服务。在公路设置无线WIFI有两种方案，一种是在全线覆盖无线WIFI，一种是在产业集聚区和景区周围设置WIFI热点区域。

4.6 无人机公路巡查

项目经过多个城镇，三大产业集聚区，交通线路分布点多面广，途经稿洼、曲梁、五虎庙、杨庄、袁庄等人口聚集区，容易出现交通事故，在发生紧急情况时，如果通行不畅，会极大降低处理问题速度。为此项目设置一套多旋翼无人机设备。

4.7 雾天行车的主动诱导系统

本工程在大赵桥、山后杜大桥、溱河大桥和双洎河大桥四处设置雾天主动诱导设施，通过设置在公路两侧的主动发光设施为在途车辆提供主动安全诱导，根据不同的能见度与车流情况，采用不同的发光亮度、颜色、闪频等组合来实施针对性的引导策略，为驾驶员提供道路轮廓强化、行车主动诱导、防止追尾警示、安全信息提示等管控与服务功能。

4.8 广播系统

项目结合沿线特点，在泰山村景区重点区段设置公路广播系统。该系统主要由中心控制单元、前端功放及高音号角等组成，前端设施可以接摄像机杆安装。

4.9 事故事件自动检测系统

为了“主动”发现异常事件，本项目主要在G310，S321，S323以及新密市产业集聚区规划的中心大道被交路段的重点部位布设事故事件检测器，共计布设4套。

4.10 超速提醒警示系统

根据对道路沿线排查，在K15+000上行方向设置1套超速提醒警示系统，超速提醒警示系统主要有雷达测速、高清抓拍摄像机及LED可变信息发布设施三大部分组成。

4.11 超限超载检测

根据项目沿线道路特点，拟在交通量较大(含直行车辆和转弯交通量)的与被交道G310附近设计高速预检系统，主要为了在不影响正常交通的情况下获取高速行驶中车辆的载荷信息，并根据设定的限值，将超载车辆遴选出来，对超限超载车辆进行跟踪抓拍等，为管理执法提供相应依据，进一步完善路网治超能力。

4.12 桥梁健康检测系统

大学南路沿线有4座大桥，分别是大赵桥、山后杜大桥、溱河大桥、双洎河大桥，本次桥梁检测拟对其中相对较长的山后杜大桥和双洎河大桥设置桥梁健康检测系统。

5 结语

本文通过分析郑州市大学路南延工程交通特点，以及对智慧公路的认识，明确了项目实施5大类12项技术开展智慧公路构建，实现公路系统的可视、可测、可控、可服务，为实现公路运营管理水平与服务品质全面提升提供可借鉴的发展模式。