浅谈公路智慧综合管控系统构建

陈 强，齐 博

(1.徐州交通规划设计研究院，江苏 徐州 221002；2.河南省交通规划设计研究院股份有限公司，河南 郑州 477200)

1 背 景

2018年交通运输部发布了《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》(交办规划函〔2018〕265号)，各试点先后开展了智慧公路的相关应用和探讨。

2 内 涵

公路综合管控系统，就是要以公路的运营安全和精细化服务和管理作为切入点，统筹公路的交通组织、运营管理、调度指挥等各个方面。

“智慧”又要求其融入信息采集(动态、静态)、数据分析处理、信息发布、系统集成等方面的最前沿相关技术，从而能够支撑决策的快响应、精准化，打造安全、有序、畅通、高效的智慧公路。

3 关键技术

3.1 大数据分析

将各种渠道采集的数据汇总融合，形成路网运行数据、路网气象数据、交通管制数据、路网养护技术数据等各种类型数据资源池，利用大数据分析软件进行数据挖掘，对多维数据进行分析，提供智慧化的管理辅助决策。数据融合方式如图1。

图1 数据融合分析逻辑图

建设融合区域高速路网和城市交通大数据的路网综合管理与服务体系，打破高速公路与城市交通的信息壁垒，汇集周边高速公路核心区域路网数据和城市主干线的交通数据，进行大数据挖掘与分析，实现区域性交通引导、协调调度，缓解交通拥堵等常态性疑难问题，为公众提供异于互联网企业的整体性服务。

另外可以实现恶劣天气、交通事故及灾害事件下的交通运行状态预测分析功能，通过对突发事件下交通运行态势的影响规律分析，构建的合理的路网运行态势推演模型及突发事件预警模型

3.2 三维高精度地图

为了实现高速公路资产的“一图”展示和全寿命周期管理，解决高速公路运营管理粗放的问题，需要建立一套全可视化三维高精度地图，构建基于虚拟实景技术的高速公路精细化管理模式。

目前各智慧高速试点对三维高精度地图的构建方案选取，充分考虑了路段周边不同区域对数据精度要求的不同，数据采集与建模的形式有以下三种方案：激光点云采集+人工建模、倾斜摄影+自动建模、高分卫星正射影像。

激光点云的方式精度高、但是人工建模开发周期长、成本高；倾斜摄影的方式采用自动化实景建模，周期短、模型真实、成本低，但精度略低；高分卫星正射影像为图片展示，成本低，在整体区域展示时，用来作为外围区域的填充，构建方案如图2。

图2 三维高精度地图构建方案

通过高精度地图平台的构建，在此基础上，可以实现开展资产管理、养护信息记录、机电联动、视频叠、三维空间量测、车辆定位、应急指挥调度等功能。

4 系统功能构成

根据各地智慧公路试点的建设情况，按照应用领域和实现功能，智慧管控系统主要在以下几个方面体现了“智慧”技术突破。

4.1 路网运行监测与预警系统

该系统是智综合管理系统的基础应用，基于多维度感知体系，展示当前交通运行的各类型数据。

主要覆盖路网运行视频监控、交通流监测与预警、精细化气象监测与预警、交通突发事件监测与预警、主要构造物(如桥梁)健康数据监测与预警、重点营运车辆的动态监测与预警

4.2 应急处置与协同管理

第一是针对不同的事件开发不同的预案，在紧急情况下可以保障管理人员有条不紊的高效处置问题；

第二是指挥调度：系统可展示应急物资、以及配置定位终端的人员、车辆的位置，就近开展应急救援；系统根据周边路网交通运行情况，提供交通分流调度辅助决策；

第三是协同管理：系统具备智能手持终端、无人机、视频巡查车等移动设备的接入能力，可以将更加细致全面的现场图像回传至管理指挥中心大屏上，实现中心管理人员与现场处置人员协同管理。

4.3 机电设备运维管理

依托三维高精度地图平台，实现对高速公路沿线监控、检测等配套设施状态数据的管理与动态更新。

具体功能：设备信息查询管理、设备运行状况监测、设备运行故障报警、资产管理服务支持。

4.4 公路养护管理

依托三维高精度地图平台，实现对道路、主要附属构造物以及沿线主要设施等路网资产的数字化和三维可视化管理。

根据大数据分析模型，合理调整道路养护规划，规划道路养护时间、频率、养护区域等。

统计重车占比与道路损伤之间的关系，为道路养护提供辅助决策。

结合GIS系统实现现场实时定位，监管养护工作进展和效率，实现移动信息采集，养护实时监控与指挥

4.5 智能道路养护辅助决策系统

通过大数据算法模型，将养护路段进行动态划分，分析路段货运量、超限量、货运轨迹，根据运营中产生的路面病害信息(坑槽、沉降、裂缝等)的数据，统计货车超限行为对道路寿命的损害程度，根据路面性能衰变模型，将累计轴次和路面性能指标结合，推荐效益费用比最高的养护方案，最大限度发挥道路的运输功能和经济社会效益。

4.6 货车安全智能管控系统

货车精准画像：主要通过AI视频监测识别录入货车的外观、类型、车牌、不良驾驶行为。

基于车路协同货运安全管理：不良驾驶行为预警、事故多发路段提醒、恶劣天气预警、货车运行异常提醒、拥堵减速提醒、行驶路径异常记录。

货运车辆在途管控(主线均衡)：物流车队管理、车道动态划分。

4.7 公众信息服务系统

公众出行提供精准和优质服务。通过微信、沿线可变情报板以及互联网地图公司发布渠道发布交通、气象、旅游、港区航班等信息。

4.8 智能终端移动应用

为路政、养护及管理人员共配备智能移动终端，从而可以实现人员定位，事件上报、资产管理等功能。

5 结束语

本文论述了公路智慧综合管控系统的内涵，并结合现阶段智慧公路试点的研究成果，对其关键技术进行了分析，最后概述了智慧综合管控系统的应用构成。