科技賦能高速路 智慧交通“加速跑”

????機西高速商周互通俯瞰圖?本版圖片均由省交通發(fā)展集團提供

????□宋敏

????11月13日，在機西（鄭州機場至周口西華）高速公路周口西收費站入口處，貨車司機朱治軍駕駛著一輛黃色廂式貨車，從指定免稱重ETC車道快速通行上站。

????入口“免稱重”不是“不稱重”，實際上，朱治軍已經(jīng)提前自行稱重、在預(yù)約平臺上填報相關(guān)信息并上報公司審核，數(shù)據(jù)同步到收費站車道軟件系統(tǒng)；他在預(yù)約時間上站，系統(tǒng)會自動識別車輛信息，實現(xiàn)對ETC正常車輛快速抬桿放行。“我每天都要從這里過站，現(xiàn)在省去了入口排隊領(lǐng)卡稱重環(huán)節(jié)，通行效率大大提高。”朱治軍說。

????這是省交通發(fā)展集團機西高速試點實施智慧公路工程、探索智慧交通發(fā)展模式的一個應(yīng)用場景。在“兩新一重”政策背景下，交通運輸部、省交通運輸廳選取機西高速作為全國首批試點之一，實施新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路工程建設(shè)，這也是我省唯一智慧高速試點項目。該項目于2019年12月底開工建設(shè)，2020年7月底完成系統(tǒng)建設(shè)，目前正在試運行階段。

????“從項目立項到建設(shè)實施，大家克服困難、創(chuàng)新方法、不斷突破，全力保障新技術(shù)應(yīng)用落實落地，達到了預(yù)期成效?！笔〗煌ㄟ\輸廳副廳長宋華東說，項目立足建設(shè)河南交通強國試點省份，旨在優(yōu)化鄭州航空港經(jīng)濟綜合實驗區(qū)東環(huán)高速智能設(shè)施配套，也為“13445”工程的信息化建設(shè)先行先試邁出了重要一步。

????開拓創(chuàng)新?探先進之路

????機西高速北起中牟縣東北，與連霍高速相接，南止西華縣南，與商周高速相接，全長約151公里，未來并入國家高速公路網(wǎng)后，將連通雄安新區(qū)和武漢，成為我國中部一條重要的南北干線，也是中歐班列（鄭州）、鄭州機場“卡車航班”等多式聯(lián)運貨運車輛的重要運輸通道。

????“我省依托機西高速，實施新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點工程，是加快交通強國建設(shè)、推進新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在交通運輸領(lǐng)域發(fā)展的具體體現(xiàn)?！笔〗煌ㄟ\輸廳有關(guān)負責人說。

????業(yè)內(nèi)專家認為，智慧高速公路的特征是與云計算、大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)融合，實現(xiàn)對高速公路透徹全面、實時準確的感知，掌握每段路、每輛車和每個結(jié)構(gòu)物的現(xiàn)狀并精準預(yù)測發(fā)展趨勢；這些感知到的數(shù)據(jù)要通過穩(wěn)定、大帶寬高速公路通信專網(wǎng)進行傳輸。

????這些特征正在機西智慧高速試點項目中一一呈現(xiàn)。該項目聚焦鄭州建設(shè)國家中心城市定位，秉承“整合資源、集成平臺、陸空協(xié)同、智慧服務(wù)”建設(shè)理念，立足服務(wù)鄭州航空港區(qū)的功能定位，充分結(jié)合5G、北斗高精度定位、大數(shù)據(jù)、車路協(xié)同、自動駕駛等新技術(shù)，積極開展多項技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，旨在打造“看得清、少擁堵、更安全”的高速公路綜合智慧管理新模式，著力打造河南省標桿示范工程。

????“總的來說，機西智慧高速試點工程是按照‘2個試點方向+2個應(yīng)用亮點’的整體框架，來探索實現(xiàn)智能化監(jiān)測、數(shù)字化管理、智慧化服務(wù)?！笔〗煌òl(fā)展集團有關(guān)負責人說，2個試點方向即基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化、基于大數(shù)據(jù)的路網(wǎng)綜合管理，2個應(yīng)用亮點即貨車便捷通行、5G+交通應(yīng)用（面向自動駕駛的車路協(xié)同）。

????機西智慧高速試點建設(shè)受到省委省政府、省交通運輸廳、省交通發(fā)展集團的高度重視，也得到相關(guān)各方的大力支持。建設(shè)前期做了大量準備工作，也進行了反復(fù)的方案比選。由于此前缺乏成熟的相關(guān)經(jīng)驗，技術(shù)創(chuàng)新方面對參建人員提出了更高的要求，加上今年疫情影響，項目建設(shè)推進面臨重重挑戰(zhàn)。

????科學(xué)設(shè)計，嚴選方案。項目從立項、詳細設(shè)計到深化方案，對各個環(huán)節(jié)都嚴格把關(guān)。多位行業(yè)知名專家受邀對建設(shè)方案進行了把脈評審，并不斷優(yōu)化和細化，使設(shè)計方案基本達到“適度先進、實用節(jié)約”的建設(shè)目標，基本滿足了試點工程的建設(shè)要求。

????實地調(diào)研，積累經(jīng)驗。省交通發(fā)展集團專題組織建設(shè)、施工、設(shè)計等單位先后赴智慧高速發(fā)展較為先進的地區(qū)，以及華為、阿里巴巴、中國移動等國內(nèi)行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)進行實地調(diào)研，就交通信息化建設(shè)的先進思路、先進經(jīng)驗進行了深度交流學(xué)習(xí)，摸底了相關(guān)技術(shù)發(fā)展應(yīng)用情況，并將調(diào)研成果應(yīng)用于設(shè)計方案，豐富了試點工程技術(shù)特色，提升了試點工程建設(shè)水平。

????攻堅克難，保證進度。項目方克服今年疫情影響和重重困難，積極協(xié)調(diào)，制定工作節(jié)點，有計劃地組織、指導(dǎo)施工單位和人員，加快復(fù)工復(fù)產(chǎn)進程，快速推進項目建設(shè)。經(jīng)過不懈努力，項目于今年7月底基本建成完工，圓滿完成了試點建設(shè)任務(wù)。

????科技驅(qū)動?建智慧之路

????“這一個個窗口畫面，對應(yīng)的就是機西高速不同路段位置的監(jiān)控視頻。我們在151公里路段，部署建設(shè)各類高清監(jiān)控攝像機共289臺，可以對道路擁堵、停車、逆行、拋灑等異常情況進行全局監(jiān)測。”在省交通發(fā)展集團航空港分公司管理指揮中心，機西項目公司工作人員指著面前的巨大屏幕演示，“屏幕右側(cè)是對氣象、交通流量、應(yīng)急資源等實時數(shù)據(jù)的展示，可以看到從今天零時起到此時此刻各收費站出入口的流量變化，從環(huán)狀圖也能觀察出各類車型的所占比重?！?/p>

????這其中，既有率先在40米鐵塔、30米高桿燈上架設(shè)的高空瞭望攝像機，還有無人機、移動布設(shè)攝像機、視頻巡邏車等移動終端設(shè)備，配合AR實景指揮平臺、AI分析攝像機和微波車檢器等，構(gòu)建了多維度的交通信息感知系統(tǒng)，實現(xiàn)對路段實時運行信息采集。同時，通過與省高速公路聯(lián)網(wǎng)中心、省地圖研究院、交通運輸部路網(wǎng)中心、河南機場集團等單位合作，獲取相鄰高速路網(wǎng)和城市主干線的交通運行數(shù)據(jù)，為大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)提供豐富的數(shù)據(jù)來源。

????“通過對采集的視頻進行事件分析，可自動識別道路上的突發(fā)情況并將采集的信息通過大數(shù)據(jù)平臺分析進行預(yù)警，比傳統(tǒng)視頻監(jiān)控更加準確、迅速。”省交通發(fā)展集團有關(guān)負責人說。舉個例子，項目在賈魯河大橋和隴海鐵路立交橋布設(shè)了不同類型的傳感器，綜合采集橋梁應(yīng)力、位移、溫度等狀態(tài)數(shù)據(jù)，并設(shè)置閾值報警，實現(xiàn)橋梁結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)長期在線監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)安全隱患并進行治理，為運營管理單位提供橋梁養(yǎng)護管理輔助決策。

????此外，機西智慧高速還采用北斗高精定位、激光點云、傾斜攝影等技術(shù)，將高速公路全線重點結(jié)構(gòu)物、收費站、服務(wù)區(qū)和道路攝像機、高清卡口系統(tǒng)、電子情報板等設(shè)備進行仿真模擬，構(gòu)建了三維高精地圖。這就相當于打造出一條與現(xiàn)實高度一致的“數(shù)字孿生”信息化高速公路。

????“基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化板塊的建設(shè)，實現(xiàn)了公路設(shè)施靜態(tài)信息的采集，及動態(tài)信息的綜合感知、分析、預(yù)警，為保障精準運維、養(yǎng)護奠定了扎實基礎(chǔ)?！鄙鲜鲐撠熑苏f。項目建設(shè)了由2臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、6臺應(yīng)用服務(wù)器、8臺大數(shù)據(jù)處理服務(wù)器等組成的大數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)資源、計算資源、存儲資源的有效整合和統(tǒng)一管理，同時實現(xiàn)交警、氣象、航空等跨部門的數(shù)據(jù)共享，利用人工智能等數(shù)據(jù)挖掘方法，實現(xiàn)交通數(shù)據(jù)的深度計算、分析和應(yīng)用，高速公路運行態(tài)勢評估與預(yù)測、事件影響程度和范圍分析等功能。

????11月6日，機西項目公司舉行了一場特殊模擬演練——基于綜合路網(wǎng)管理系統(tǒng)的應(yīng)急處置。“一輛轎車撞護欄引起擁堵”，“事故”發(fā)生時，大屏頁面產(chǎn)生報警提示,監(jiān)控員判斷“事故”類型后，將“事故”信息發(fā)送至路政、養(yǎng)護的手持終端?！拔覀冊诒O(jiān)控中看到路政養(yǎng)護車輛趕往‘事故’現(xiàn)場的同時，仿真系統(tǒng)會生成管控策略，在大屏地圖展示分流方案，畫面中閃動的粉色路線就是我們的分流方案?！毖菥氈笓]員介紹，由于此“事故”設(shè)定在機西高速K14+750東半幅的位置，引起了由南向北通行車輛的擁堵，所以將分流路線確定為東西走向的鄭民高速。情報板會發(fā)送分流信息，均衡控制系統(tǒng)發(fā)送車道限速信息；“事故”處理完畢后，路政人員通過手持終端將處置結(jié)果發(fā)送到系統(tǒng)，大屏地圖上的彈窗會顯示“事故處理完成”，情報板上的提示信息也會自動恢復(fù)至“正常通行”的狀態(tài)。

????這次“事故”得以快速處置的關(guān)鍵，在于數(shù)據(jù)共享和交換，打通了不同數(shù)據(jù)源和業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)孤島。據(jù)介紹，項目以機西高速為中心，構(gòu)建了北至連霍、南至寧洛、西至京港澳、東至大廣在內(nèi)的9條高速及其范圍內(nèi)的地方道路共同組成的區(qū)域綜合路網(wǎng)?！巴ㄟ^綜合路網(wǎng)管理系統(tǒng)的建設(shè)，我們形成并完善了面向區(qū)域路網(wǎng)的綜合監(jiān)測、分析決策、應(yīng)急處置、信息服務(wù)等功能，有效提升了異常事件的反應(yīng)能力和處置效率，提高了道路安全水平?！睓C西項目公司有關(guān)負責人說。

????對于日常管養(yǎng)來說，通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，對沿線相關(guān)設(shè)施設(shè)備狀態(tài)和管理者填報的道路設(shè)施設(shè)備的管養(yǎng)信息，進行實時采集，生成路基、路面、結(jié)構(gòu)物和其他沿線設(shè)施設(shè)備的狀況評定和管養(yǎng)策略，實現(xiàn)線上閉環(huán)全流程和精細化管理，提高了管理效能，降低了管理成本。

????安全高效?創(chuàng)特色之路

????從連霍高速駛?cè)豚嵨鞲咚?，通行約1公里，就會看到門架系統(tǒng)上的情報板顯示的路況預(yù)測提示信息：距離官渡收費站預(yù)計4分鐘，距離中牟東收費站預(yù)計7分鐘，距離韓寺收費站預(yù)計15分鐘。利用情報板為出行者提供精確到分鐘的前方路況實時信息服務(wù)，這是一個亮點。

????機西智慧高速試點工程堅持科技創(chuàng)新驅(qū)動，以提升高速公路管理養(yǎng)護信息化水平、高質(zhì)量服務(wù)廣大司乘人員為落腳點，在高速公路路網(wǎng)綜合管理、貨車便捷服務(wù)和5G車路協(xié)同等方面進行了一系列探索，為全國智慧高速建設(shè)貢獻更具價值的“河南經(jīng)驗”。

????為貫徹落實省委省政府大力推動5G有關(guān)建設(shè)工作的指示部署、服務(wù)交通“新基建”，項目聯(lián)合中國移動在4.2公里試點路段部署了5G基站、智能攝像機、毫米波雷達等設(shè)備，首次將5G網(wǎng)聯(lián)自動駕駛車輛應(yīng)用于高速公路道路清掃。在現(xiàn)場能看到，車輛具備自動駕駛、障礙識別等功能，配合車上的5G攝像機、北斗定位和激光雷達等裝備，使其能夠按照既定路線自動作業(yè)。

????經(jīng)測試，該車能夠自主完成行駛、清掃、避障等多場景應(yīng)用，試驗效果良好；車內(nèi)配備有一名安全員，可對突發(fā)事件進行應(yīng)急處置；當清掃車輛出現(xiàn)異常情況時，還可以在管理指揮中心通過5G智能駕艙進行遠程接管，使其達到安全高效執(zhí)行作業(yè)的效果。未來在完善的政策法規(guī)指導(dǎo)下，自動清掃等自動養(yǎng)護作業(yè)將有望替代人工，顯著降低養(yǎng)護安全風險和管理難度，提升應(yīng)急養(yǎng)護效率和養(yǎng)護信息化水平。

????項目立足區(qū)位特點、著眼多式聯(lián)運，探索貨車服務(wù)新思路。通過全程監(jiān)控攝像機、卡口攝像機、智能OBU等設(shè)備，實現(xiàn)對行駛本路段的貨車數(shù)據(jù)實時采集，形成精準畫像，通過車載終端對貨車駕駛行為進行監(jiān)控和提醒，實現(xiàn)試驗路段的貨車在途管控，可對貨車進行事故路段、惡劣天氣預(yù)警，對疲勞、超速等危險行為進行約束。

????“貨車安全管控系統(tǒng)，是依靠科技的力量，打通人、車、路、網(wǎng)的數(shù)字閉環(huán)，實現(xiàn)網(wǎng)聯(lián)車輛和云數(shù)據(jù)中心實時通信，為行駛在試點路段的貨車提供反應(yīng)迅速、完善可靠的安全保障。”機西項目公司有關(guān)負責人介紹。

????為提高收費站貨車通行效率，該項目作為全國首例，通過與物流企業(yè)數(shù)據(jù)共享，提前獲取物流車輛稱重等相關(guān)信息，使符合規(guī)定的車輛在機西高速試點收費站，免入口稱重通行ETC車道?！爸档米⒁獾氖牵@是基于社會信用體系試點開展路企合作新模式，收費站會對預(yù)約車輛進行隨機抽檢，對未如實登記的失信車輛和企業(yè)進行黑名單管理，不斷規(guī)范企業(yè)和個人信用履約情況。”河南省物流與采購聯(lián)合會秘書長李鵬說，若該模式推廣應(yīng)用，將顯著緩解國內(nèi)高速公路貨車上道擁堵問題。

????典型示范，帶動引領(lǐng)。機西高速新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點工程的實施，是落實交通運輸部大力推進智慧交通建設(shè)的重要舉措，是河南交通運輸科技創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展的有益嘗試。通過“2+2”智慧高速試點工程建設(shè)，將為“13445”工程的信息化建設(shè)提供參考，同時也將有效提升機西高速公路綜合運營管理水平，疏導(dǎo)和緩解周邊路網(wǎng)交通通行壓力，提升公眾出行滿意度和獲得感。

????“智慧高速建設(shè)的最終目的是為了服務(wù)公眾出行、服務(wù)運營管理，試點建設(shè)要與運營管理充分結(jié)合，注重實效?！彼稳A東說，要持續(xù)探索、創(chuàng)新思路、科學(xué)謀劃，進一步提高運營管理標準，積極推進信息化建設(shè)，以科技創(chuàng)新推動高速公路提質(zhì)升級，全力打造河南高速公路標桿、示范路段。

????大道終致遠，海闊納百川。黨的十九屆五中全會提出“統(tǒng)籌推進基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，加快建設(shè)交通強國”。站位新發(fā)展階段、貫徹新發(fā)展理念、構(gòu)建新發(fā)展格局，河南交通人將以更加積極、更加開放的創(chuàng)新精神，以更加科學(xué)、更加實用的科技手段，再次吹響智慧交通建設(shè)的號角，用不懈的追求與不斷的探索，再次書寫中原更加出彩新的華麗篇章。