浅谈对北京市公路路网交通信息化建设的认识与实践

蔡 超 郑云壮

（中交基础设施养护集团有限公司，北京100011）

1 建设背景

截至2019 年，北京市公路总里程已超过22250 公里，其中高速公路达到1114.6 公里，一级公路1457.4 公里，二级公路4028.6公里，三级公路3970.1 公里，四级公路11685.0 公里[1]。随着公路路网的日益复杂及交通量的增长，伴随而来的是管理压力逐渐增大，急需提升公路管理部门应对各类突发事件的反应和处置能力。通过对北京市自然地理状况及公路特征进行分析，主要的突发事件原因包括：崩塌、滑坡、地面塌陷等地质灾害事故，降雨积水、雾霾、降雪积雪、结冰、大风横风等恶劣天气引起的事故，车辆故障、交通事故、交通流量过大等引起的交通阻断，以及道路施工养护、重大社会活动等引起道路的交通拥堵或阻断。

为进一步提高公路路网管理水平和应急保障能力，完善公路应急处置体系建设，根据交通运输部《全国公路网管理与应急处置平台建设指导意见》、《安全生产应急管理“十三五”规划》、《公路网运行监测与服务暂行技术要求》等有关文件精神，北京市交通委员会路政局全面启动了——北京市公路路网管理与应急处置系统的建设工作，应用信息化手段提升公路路网运行效率和服务水平。该项目被列为交通运输部国家路网管理与应急处置系统示范工程，为全国省级公路路网管理与应急处置系统的建设积累经验、提供示范[2]。

该系统是在国家路网管理与应急处置以及北京市交通委信息系统的总体架构之下，构建的北京市与郊区区县两级信息系统平台。系统建设主要包括数据管理平台、路网管理与应急处置、业务应用、公众服务、数据采集、系统支撑等六大类共计11 个系统[3]。

2 北京市公路路网交通信息采集与发布系统架构

在路网管理与应急处置系统建设的基础上，北京市公路路网交通信息采集与发布系统架构应运而生，该系统架构作为路网管理与应急处置系统的底层平台，主要承担着前端外场交通信息采集与发布等基础设施的建设工作，是一切道路、交通、环境数据采集与感知的基础，是面向公路使用者信息发布的主要手段，其数据的全面、精准决定着上层应急处置系统运行决策的高效性与准确性。路网交通信息采集与发布系统为北京市路网交通信息化建设提供了针对性手段。

路网交通信息采集与发布系统架构主要由交通信息采集设施、信息发布设施、应急处置管理系统平台等构成，如图1 所示。信息采集设施主要包括交通量调查设备、视频监控设备、动态衡器、水位监测设备、车牌抓拍设备、隧道数据采集新系统、治超站数据采集系统等；信息发布设施主要包括可变情报板、基于交通流量的地图版设备、交通广播、集群短信等；应急处置管理系统平台作为路网信息服务、应急救援、资源调度等管理工作的核心协同机构。

图1 北京市公路网交通信息采集与发布系统架构图

3 北京市公路路网交通信息采集与发布设施总体建设思路

北京市公路路网交通信息采集与发布设施建设工程的主要内容包括北京市路政局道路路网管理与应急处置中心及市辖10 个公路分局监控中心的信息监控平台，以及路网交通信息采集与发布设施的建设。具体涵盖各公路分局所辖路段新增路网交通信息采集与发布设施的具体布设方案、系统构成方案、数据图像传输方案、设备供电方案等内容，同时，所有新增设施需要接入相应的公路分局监控中心平台，并实现相关信息上传至北京市道路路网管理与应急处置中心。

整个建设体系可划分为三级：（1）北京市道路路网管理与应急处置中心。（2）各区公路分局。（3）新增路网交通信息采集与发布设施。

整个系统通过传输通道将三级互联，以实现路网交通信息采集的上传及信息发布的下达，如图2 所示。

4 北京市公路路网信息化建设的重点内容

4.1 切实落实智慧交通、“互联网+”设计理念。根据国务院信息化发展战略部署、交通运输部《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（2017-2020 年）》、《交通运输部办公厅关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，交通运输部、发改委《推进“互联网+”便捷交通促进智能交通发展的实施方案》等文件精神，在路网信息化建设中应切实加强交通基础设施网络建设，完善交通设施数据采集，形成全面覆盖、动态感知、广泛互联的交通运行监控体系，为公路工程基础设施大数据系统建设与应用奠定基础[4-5]。

图2 北京市公路路网交通信息采集与发布设施建设体系构成图

4.2 因地制宜，符合北京市路网外场设施设计标准。北京市公路路网交通信息化建设工程，服务于北京市属10 个区县，工作的开展应充分考虑首都城市建设特点和建设要求，及各区县地区的差异性，切实满足北京市地方标准、相关文件要求，包括《路网外场设施建设工程初步设计文件编制指导意见》、《道路智能化交通管理设施设置要求》、《图像信息管理系统技术规范》等[6]。

4.3 加强对载货运营车辆的管理，保障首都道路运营安全。北京市近年来对载货汽车交通运营管理采取了一系列措施，由北京市交通委、北京市环保局、北京市公安局交管局联合发布的《关于对部分载货汽车采取交通管理措施降低污染物排放的通告》已于2017 年9 月正式实施。各项措施旨在控制超载超限运输，降低道路环境污染，改善空气质量，提升通行能力，确保交通运行安全。

4.4 落实安全文明施工，重视工程环保要求。城区建设项目特点是道路等级高，交通流量大，车流人流混杂，应结合实际情况对安全文明施工提出更高要求。工程实施应落实《北京市公路工程平安工地标准》，做好施工交通导改措施设计，保证工程过程中人员安全，切实提高项目风险管理水平。根据《北京市空气重污染应急预案（2018 年修订）》要求，切实采取有效的强制性减排措施，使项目实施全过程达到环保要求。

4.5 强化重点路段设计，保证交通安全。北京市路网交通信息化建设工程覆盖地域广，建设条件存在较大差异，路网内存在地质灾害路段及桥隧等特殊路段。建设过程中应以此作为设计重点，细化重点路段信息采集与发布设施的配置，优化通信传输通道，建立完善准确的路网运行信息的采集系统，以保证重点路段交通运行安全。

5 对路网信息化建设重点内容的保障措施

5.1 体现智慧交通、“互联网+”交通的设计理念。北京市公路路网交通信息化建设工程作为北京市交通基础设施建设的重点项目之一，承担着完善首都交通基础设施网络，构件交通信息状态感知监测体系，后台交通大数据分析应用的重要任务，设计过程中深化智慧交通设计理念，促进交通与互联网的智能化发展，提升工程品质，具体体现在以下方面。

根据市交通信息中心路政局统一规划，完善路网交通信息采集与发布设施建设，优化外场设备布局，提高布设密度，形成覆盖全面的交通基础设施网络。

采用先进的控制技术、网络技术、传感技术、数据处理技术，提高外场设备数据采集精确度，提升外场设备运行稳定性。

根据城市交通管理需求，积极探索与指挥调度、信号控制、交通执法、车辆管理、信息发布等方面的融合，形成一体化城市智能交通管理系统。

完善北京市道路路网管理与应急处置中心的建设，优化城市交通运行监测与应急指挥系统。

充分利用现阶段的数据资源，挖掘公众出行、交通运行、安全事故等特征规律，初步形成决策管理支持体系，为交通规划、工程建设、运行管理、政策制定等提供支持[7]。

与第三方互联网企业数据信息进行融合，形成综合交通出行服务信息平台，优化出行服务体验。建立与交通信息服务企业合作，提供定制化信息服务[8]。

5.2 加强入京货车管理，保障道路运营安全。北京市公路路网交通信息化建设工程实施过程中，积极配合市行政区域内载货车辆交通管理措施，有效保障道路运营安全，具体体现在以下方面。

在进京市界、检查站等重要节点，根据执法、数据采集需求，设置相关交通量调查设备、视频监控设备、车牌智能抓拍识别设备等，可对货运车辆运行数据进行采集，为车辆管理提供有效手段，维护首都道路运营安全，相关数据可作为有关部门执法依据。

通过各路段设置的可变情报板设备对货运车辆进行主动引导，提示禁限行规定、车辆排放标准等内容，并结合路段情况发布注意限速、禁止超载、疲劳驾驶等信息，保障车辆监控上路，确保道路交通安全。

5.3 加强重点路段信息采集能力，保障路网服务水平。北京市公路路网交通信息化建设工程作为路网运行信息的有力获得手段，应着力实现路网信息的全面准确采集，尤其是地质灾害及桥隧等重点路段。具体体现在以下方面。

对各个区县易受气象、地质灾害影响的路段进行梳理，明确重点区域，进行重点专项设计，提供实时监测、信息发布、应急联动的完整处置方案。

通过对重点路段交通量调查设备采集到的实时数据进行分析，判断各路段交通运行情况，及时发现事故信息。

通过道路沿线设置的气象检测设施，实时获取相关气象参数，同时加强与地方气象台的信息共享，对有可能发生气象灾害及引发地质灾害的路段进行提前预警与防控，将生命财产损失降到最低。

通过道路沿线摄像机实现重点路段的实时监控，第一时间了解道路信息、交通信息、事故信息、天气状况等。

为确保汛期、雨季道路安全，在城市内立体式交叉、下凹桥处、高差较大等路段设置水位监测设备，实时监测其水位变化，确保行车安全。

利用可变情报板、地图版等进行信息发布和交通诱导。加强与高德地图等第三方机构合作，利用实时交通流量数据进行基于地图的实时路况发布。

隧道路段信息化建设从监控、通风、照明、消防等各方面加强考虑，并建立起日常监控运营管理与应急救援疏散系统相协调配合的隧道机电系统。

利用可变情报板、交通广播、集群短信等多层次的信息发布手段及时为道路使用者提供道路信息、气象信息。

利用长期交通观测结果、气象资料和应急指挥中心信息管理系统的平台建立数据库，通过软件分析预测异常情况，及早采取有关措施。

5.4 积极推广新技术、新设备的应用。北京市公路路网交通信息化建设工程经结合实际情况及技术发展，积极采用新技术、新设备，具体体现在以下方面。

根据交通流量调查需求，选择识别率高、技术先进的设备。

外场设备采用智能防雷监测系统，实时、有效地监测防雷设施的工作状态。

对外场新增设备采用智能机箱。智能机箱具备数据采集、集中供电、防雷保护、远程合闸控制等功能。

6 结论

北京市公路路网交通信息采集与发布系统建设至今，全市县级以上普通公路共建有公路信息采集与发布设备超过2400 余套，涵盖了交通量调查类设备、视频监控设备、车牌识别抓拍设备、水位监测设备、气象检测设备、手持视频设备、车载视频设备、会车提示设备、可变情报板（地图版）设备等。

根据近年的使用和统计情况，各种路网外场设备运行总体良好，其中视频监控设备、可变情报板、气象观测站等设备全年月均连通率均在95.0%以上；交通量调查类设备运行更加稳定，数据质量有显著提升。随着信息采集与发布设备路网覆盖率的逐年提升，路网运行监测能力得以不断提高，路网运行安全得以保障，应对突发事件的处置能力逐步提升，能够进一步降低公路事故率及事故的影响程度，极大提高公路安全水平，有效保障人民群众的生命和财产安全，同时也为公路养护、路政管理、应急抢险等工作提供了重要支撑。

北京市公路路网交通信息采集与发布系统建设日益完善，是保障首都交通基础设施覆盖的有效手段，全面提升了北京市公路网服务水平，充分发挥公路路网的经济效益和重要作用。同时，该项目的实施初步实现了全市公路的信息化和智能化管理，使北京市在全国率先实现了对市域范围内主要国市干线公路的动态信息获取，具有极高的示范性意义。