杭州公路網(wǎng)云控平臺淺析

時間：2023-06-03 18:21:01 | 來源：網(wǎng)站運營

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杭州公路網(wǎng)云控平臺淺析：


作者：趙媛媛（江蘇省杭州市公路管理處）

摘要

在交通強國、新基建、自由流等背景下，江蘇省交通運輸廳主動謀劃全省公路“一張網(wǎng)”轉(zhuǎn)變，以互聯(lián)網(wǎng)思維突破現(xiàn)有管理模式，在全國率先探索高速公路與普通公路融合的一張路網(wǎng)協(xié)同管理機制。本文基于杭州公路的試點建設(shè)，提出以“云—網(wǎng)—邊—端”新基建為技術(shù)底座，集監(jiān)測、處置、管控、服務(wù)于一體的路網(wǎng)云控平臺建設(shè)方案，并闡述了路網(wǎng)云控平臺的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。通過建設(shè)多界協(xié)同、資源共享和綜合應(yīng)用的平臺，有效提升路網(wǎng)動態(tài)監(jiān)測水平、應(yīng)急處置效率以及公眾服務(wù)水平，為全國“智慧路網(wǎng)”建設(shè)提供江蘇經(jīng)驗。
2020年，“新基建”[1]被首次寫入政府工作報告，要大力發(fā)展云計算、人工智能、5G等各種先進技術(shù)來打造萬物聯(lián)通的智能化世界。交通運輸作為基礎(chǔ)設(shè)施轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要支撐行業(yè)，加快建設(shè)交通強國能夠極大促進國家社會經(jīng)濟發(fā)展。其中，公路客貨運輸總量在各類交通運輸方式中占比近80%，對公路基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)工作意義深遠?！敖煌◤妵盵2-3]以及“新基建”的背景對公路網(wǎng)的高質(zhì)量發(fā)展提出了更為迫切的要求，要充分利用好現(xiàn)代信息技術(shù)手段來提高路網(wǎng)管理能力和信息化水平，提升群眾的出行體驗感，構(gòu)建集高效、便捷、安全、綠色和經(jīng)濟為一體的現(xiàn)代交通體系。根據(jù)交通運輸部于2020年8月6日印發(fā)的《關(guān)于推動交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》，智慧公路將作為主要發(fā)展任務(wù)，建設(shè)監(jiān)測、調(diào)度、管控、應(yīng)急、服務(wù)一體的智慧路網(wǎng)云控平臺。

一 建設(shè)背景

隨著路網(wǎng)里程的不斷增加與撤銷省界收費站等重大變革，公路“大路網(wǎng)格局”與“網(wǎng)絡(luò)化運行”態(tài)勢呼之欲出，“孤立、單一”的路段管理模式越來越難以適應(yīng)路網(wǎng)管理與服務(wù)的需求，在未來一段時期內(nèi)，我國將根據(jù)“一張網(wǎng)”運行對公路交通體系的要求對其進行改造重構(gòu)，盡快形成標準統(tǒng)一、互聯(lián)互通、智慧智能的公路管理模式。
江蘇地理位置具有獨特優(yōu)勢，雖然僅占全國約1%的國土面積和6%的人口總量，但由于位于長江經(jīng)濟的核心區(qū)域和長三角的龍頭地帶，江蘇的經(jīng)濟總量可達全國的10%。且江蘇公路路況管理與服務(wù)水平全國領(lǐng)先[4]，在組織管理體制機制方面，江蘇形成“政、事、企”等多元管理模式，路網(wǎng)管理條塊分割凸顯。在江蘇路網(wǎng)高質(zhì)量發(fā)展方面，面臨“區(qū)位影響大”“密度大”“流量大”等難題，同時在自由流新模式下，高速公路與普通道路的界限也逐漸模糊，公路“一張網(wǎng)”管理與服務(wù)成為新需求?？傮w看來，江蘇路網(wǎng)融合的發(fā)展壓力大、難度大、意義大，江蘇路網(wǎng)建設(shè)面臨的問題就是全國路網(wǎng)未來普遍要面臨的問題，江蘇問題的解決將為長三角一體化的發(fā)展提供思路。
江蘇作為首批交通強國建設(shè)試點地區(qū)，根據(jù)全省交通運輸總體發(fā)展轉(zhuǎn)型提升的需要，廳公路中心、部路網(wǎng)中心、江蘇交控、綜合執(zhí)法局與江蘇交警主動提高站位，在省廳的主導(dǎo)下，統(tǒng)一思想，堅持全省域與全行業(yè)整體推進，加快轉(zhuǎn)變路網(wǎng)管理及服務(wù)模式，創(chuàng)新業(yè)務(wù)管理方式，提出智慧路網(wǎng)云控平臺示范工程建設(shè)試點任務(wù)，賦能江蘇公路網(wǎng)管理與服務(wù)高質(zhì)量發(fā)展，并為長三角一體化發(fā)展推動、交通行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展做出探索及推廣示范。

二 公路網(wǎng)云控平臺架構(gòu)

為加強全省公路“一張網(wǎng)”的高效管理，全省統(tǒng)一的智慧路網(wǎng)云控平臺以“云—網(wǎng)—邊—端”新基建為技術(shù)底座，建設(shè)打造集數(shù)據(jù)存儲、處理、服務(wù)為一體的統(tǒng)一數(shù)據(jù)中臺，實現(xiàn)江蘇公路“一張網(wǎng)”智能監(jiān)測、“一張網(wǎng)”協(xié)同指揮調(diào)度和“一張網(wǎng)”公共智慧服務(wù)的業(yè)務(wù)應(yīng)用，在統(tǒng)一的平臺基礎(chǔ)上為高速公路和普通公路的交通運輸主管部門、路橋公司等企業(yè)單位和交警等相關(guān)協(xié)同單位等用戶提供集Web門戶和移動門戶于一體的統(tǒng)一交互門戶。平臺總體結(jié)構(gòu)如下圖所示。



智慧路網(wǎng)云控平臺總體架構(gòu)圖
（一）技術(shù)架構(gòu)
整個平臺基于公有云架構(gòu)，以“云、網(wǎng)、邊、端”新基建為技術(shù)底座開展支持云網(wǎng)融合的通信傳輸網(wǎng)建設(shè)，快速實現(xiàn)高速直連、多地組網(wǎng)及智能調(diào)度與管理服務(wù)，解決了傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)線路連接不穩(wěn)定、建造成本高等問題，同時具有負載高和安全性好的優(yōu)點。
“端”是指全域路網(wǎng)泛在感知支撐體系。感知體系是整個路網(wǎng)管理與服務(wù)的基礎(chǔ)，平臺將普通公路側(cè)與高速公路側(cè)的感知體系進行了融合與共享，主要包括監(jiān)控攝像機、ETC門架、語音設(shè)備、情報板、氣象監(jiān)測設(shè)備、車載定位終端、交調(diào)檢測設(shè)備、全景攝像機、無人機、智能后視鏡、智能錐桶、智能安全帽等各類智能感知設(shè)施。
“邊”是指利用邊緣上云網(wǎng)關(guān)、視頻 AI 解析等實現(xiàn)對感知數(shù)據(jù)的分析及運算。
“網(wǎng)”是指通過創(chuàng)新部署SD-WAN[5-6]多邊協(xié)同網(wǎng)絡(luò)將相關(guān)數(shù)據(jù)直接采集到云控數(shù)據(jù)平臺，避免了傳統(tǒng)專線方式下投資大、寬帶限制等缺點。
“云”是指通過建立高速公路和普通公路統(tǒng)一的云控數(shù)據(jù)平臺打通各單位業(yè)務(wù)系統(tǒng)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)一門戶管理，為多方提供云服務(wù)，實現(xiàn)資源共享、業(yè)務(wù)連坐及一張網(wǎng)的聯(lián)動聯(lián)用。
（二）數(shù)據(jù)處理
對高速公路和普通公路全路網(wǎng)進行統(tǒng)一管理服務(wù)需要對海量數(shù)據(jù)進行處理，智慧路網(wǎng)云控平臺通過建設(shè)統(tǒng)一路網(wǎng)云控數(shù)據(jù)中臺，實現(xiàn)路網(wǎng)協(xié)同管理與服務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)的共享利用。
統(tǒng)一路網(wǎng)云控數(shù)據(jù)中臺首先通過大數(shù)據(jù)處理平臺對采集到的數(shù)據(jù)進行計算加工，經(jīng)過統(tǒng)一口徑形成標準數(shù)據(jù)后存儲為統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫；再將數(shù)據(jù)庫與高速公路系統(tǒng)、公路中心系統(tǒng)、交警系統(tǒng)等業(yè)務(wù)系統(tǒng)進行對接；在此基礎(chǔ)上，進行數(shù)據(jù)服務(wù)模型的構(gòu)建，包括全路網(wǎng)運行評價指標體系、全路網(wǎng)短時交通流量預(yù)測模型、全路網(wǎng)運行趨勢預(yù)測模型、基于道路交通事件的路網(wǎng)影響模型、事故影響分析模型、高速路網(wǎng)精細化管控效果評估、高速路網(wǎng)擁堵因子研判等，形成集車牌識別、路徑查詢、事件圖譜于一體的公路網(wǎng)數(shù)據(jù)中臺服務(wù)體系。
（三）業(yè)務(wù)應(yīng)用
1、“一張網(wǎng)”智能監(jiān)測
智能監(jiān)測應(yīng)用包括對全路網(wǎng)的運行監(jiān)測、智能偵測預(yù)警、重點車輛監(jiān)測和超限動態(tài)監(jiān)測和基于高精度地圖的路網(wǎng)監(jiān)測試點。
對全路網(wǎng)的運行監(jiān)測是進行業(yè)務(wù)協(xié)同處置的前提。云控平臺以路網(wǎng)視頻、情報板、語音、交調(diào)站、ETC門架、不停車超限檢測、交警、清排障等車輛的北斗定位、氣象以及互聯(lián)網(wǎng)多源異構(gòu)數(shù)據(jù)等作為數(shù)據(jù)源，在云端構(gòu)建有“知覺”的公路感知網(wǎng)，實現(xiàn)全路網(wǎng)的一體化運行監(jiān)測。在此基礎(chǔ)上針對惡劣天氣、大流量及事故高發(fā)路段等多種場景進行智能偵測預(yù)警，對“兩客一危”等車輛進行重點監(jiān)測，并設(shè)立監(jiān)測點進行實時動態(tài)超限監(jiān)測。同時選擇高速樞紐、大橋以及車道動態(tài)管控等區(qū)域試點，通過應(yīng)用高精度地圖，實現(xiàn)車道級定位以及事故位置精細化。
2、“一張網(wǎng)”協(xié)同調(diào)度
全路網(wǎng)的協(xié)同調(diào)度應(yīng)用在對全路網(wǎng)智能監(jiān)測的基礎(chǔ)上實現(xiàn)對路網(wǎng)事件的預(yù)測預(yù)警和多方協(xié)管。
通過氣象預(yù)警、節(jié)假日交通趨勢預(yù)測、事故影響分析及輔助決策、智能化路網(wǎng)評估、路網(wǎng)出行特征分析等多種智能分析手段進行路網(wǎng)事件預(yù)測，全面提高路網(wǎng)狀態(tài)分析及研判能力，同時對相關(guān)協(xié)管部門進行事件預(yù)警以便及時準備處置預(yù)案，全面提升路網(wǎng)信息服務(wù)與管理水平。
以交通事故、道路救援、惡劣天氣、交通疏導(dǎo)分流等類型的事件處置為中心，通過協(xié)同調(diào)度云平臺實現(xiàn)對業(yè)務(wù)相關(guān)方的信息報送和數(shù)據(jù)共享，同時進行事件處置的實時跟蹤并提供過程總覽，打破了業(yè)務(wù)壁壘與地域限制，實現(xiàn)高速公路、普通公路、交警、路政、執(zhí)法等相關(guān)方基于事件處置的對等交互、協(xié)同治理、遠程指揮。
3、“一張網(wǎng)”智慧服務(wù)
全路網(wǎng)智慧服務(wù)業(yè)務(wù)為出行公眾提供信息查詢和一鍵救援服務(wù)?；诮K路網(wǎng)微信公眾號，云控平臺將道路擁堵狀況、道路管制、事故狀況、道路施工狀況和車輛故障狀況等交通異常信息發(fā)布給出行者，以便公眾規(guī)劃出行路線。同時通過平臺的“一鍵救援”功能，出行公眾可以申請故障車輛救援，平臺將自動定位申請人的地理位置，并將救援信息自動報送給對應(yīng)的路段中心，實現(xiàn)調(diào)度流程自動化，提高了公眾服務(wù)體驗和事件處置效率。

三 結(jié)束語

本文系統(tǒng)介紹了杭州智慧路網(wǎng)云控平臺的建設(shè)內(nèi)容，平臺秉持“頂層設(shè)計、分步實施、靈活擴展、互聯(lián)互通”的原則，在“云—網(wǎng)—邊—端”為架構(gòu)模式的支撐基礎(chǔ)上，通過PC端和移動端門戶為各協(xié)管單位提供基于云應(yīng)用和互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)協(xié)同調(diào)度云平臺，系統(tǒng)架構(gòu)采用模塊化設(shè)計，具有良好的開放性和可擴展性。平臺協(xié)調(diào)了公路及交警兩大系統(tǒng)，有力保障了指揮調(diào)度事件的實效處置與處置過程中多方的即時溝通，在全國率先探索“一張網(wǎng)”下“資源聯(lián)用、多方聯(lián)管、服務(wù)聯(lián)做”的協(xié)同新模式，對于保障全省公路網(wǎng)的整體性、協(xié)調(diào)性、安全性具有重要意義。
在初步構(gòu)建智慧路網(wǎng)云控平臺的基礎(chǔ)上，未來平臺基于“云—網(wǎng)—邊—端”進行全方位的創(chuàng)新發(fā)展。一是對于“端”的監(jiān)測手段的更新，采用多種智能監(jiān)測設(shè)備進行信息采集，獲取到的信息更全面、準確；二是對于“邊”，加強AI技術(shù)與邊緣計算的融合；三是對于“網(wǎng)”，利用5G技術(shù)進行升級改造；最后對于“云”，逐漸擴大云控范圍，與消防、醫(yī)療等行業(yè)進行業(yè)務(wù)對接，同時深化和擴大現(xiàn)有協(xié)同場景，進行更精細化的管控和更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。以此持續(xù)擴大“智慧路網(wǎng)”云控平臺生態(tài)圈，打造全國智慧路網(wǎng)“云控平臺”江蘇示范，服務(wù)長三角一體化戰(zhàn)略，賦能全國交通“一張網(wǎng)”，引領(lǐng)更高質(zhì)量的一體化發(fā)展。

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（原文刊載于2021年《中國交通信息化》增刊）