杭州公路网云控平台浅析

时间：2023-06-03 18:21:01 | 来源：网站运营

时间：2023-06-03 18:21:01 来源：网站运营

杭州公路网云控平台浅析：


作者：赵媛媛（江苏省杭州市公路管理处）

摘要

在交通强国、新基建、自由流等背景下，江苏省交通运输厅主动谋划全省公路“一张网”转变，以互联网思维突破现有管理模式，在全国率先探索高速公路与普通公路融合的一张路网协同管理机制。本文基于杭州公路的试点建设，提出以“云—网—边—端”新基建为技术底座，集监测、处置、管控、服务于一体的路网云控平台建设方案，并阐述了路网云控平台的总体结构设计。通过建设多界协同、资源共享和综合应用的平台，有效提升路网动态监测水平、应急处置效率以及公众服务水平，为全国“智慧路网”建设提供江苏经验。
2020年，“新基建”[1]被首次写入政府工作报告，要大力发展云计算、人工智能、5G等各种先进技术来打造万物联通的智能化世界。交通运输作为基础设施转型发展的重要支撑行业，加快建设交通强国能够极大促进国家社会经济发展。其中，公路客货运输总量在各类交通运输方式中占比近80%，对公路基础设施的建设工作意义深远。“交通强国”[2-3]以及“新基建”的背景对公路网的高质量发展提出了更为迫切的要求，要充分利用好现代信息技术手段来提高路网管理能力和信息化水平，提升群众的出行体验感，构建集高效、便捷、安全、绿色和经济为一体的现代交通体系。根据交通运输部于2020年8月6日印发的《关于推动交通运输领域新型基础设施建设的指导意见》，智慧公路将作为主要发展任务，建设监测、调度、管控、应急、服务一体的智慧路网云控平台。

一 建设背景

随着路网里程的不断增加与撤销省界收费站等重大变革，公路“大路网格局”与“网络化运行”态势呼之欲出，“孤立、单一”的路段管理模式越来越难以适应路网管理与服务的需求，在未来一段时期内，我国将根据“一张网”运行对公路交通体系的要求对其进行改造重构，尽快形成标准统一、互联互通、智慧智能的公路管理模式。
江苏地理位置具有独特优势，虽然仅占全国约1%的国土面积和6%的人口总量，但由于位于长江经济的核心区域和长三角的龙头地带，江苏的经济总量可达全国的10%。且江苏公路路况管理与服务水平全国领先[4]，在组织管理体制机制方面，江苏形成“政、事、企”等多元管理模式，路网管理条块分割凸显。在江苏路网高质量发展方面，面临“区位影响大”“密度大”“流量大”等难题，同时在自由流新模式下，高速公路与普通道路的界限也逐渐模糊，公路“一张网”管理与服务成为新需求。总体看来，江苏路网融合的发展压力大、难度大、意义大，江苏路网建设面临的问题就是全国路网未来普遍要面临的问题，江苏问题的解决将为长三角一体化的发展提供思路。
江苏作为首批交通强国建设试点地区，根据全省交通运输总体发展转型提升的需要，厅公路中心、部路网中心、江苏交控、综合执法局与江苏交警主动提高站位，在省厅的主导下，统一思想，坚持全省域与全行业整体推进，加快转变路网管理及服务模式，创新业务管理方式，提出智慧路网云控平台示范工程建设试点任务，赋能江苏公路网管理与服务高质量发展，并为长三角一体化发展推动、交通行业高质量发展做出探索及推广示范。

二 公路网云控平台架构

为加强全省公路“一张网”的高效管理，全省统一的智慧路网云控平台以“云—网—边—端”新基建为技术底座，建设打造集数据存储、处理、服务为一体的统一数据中台，实现江苏公路“一张网”智能监测、“一张网”协同指挥调度和“一张网”公共智慧服务的业务应用，在统一的平台基础上为高速公路和普通公路的交通运输主管部门、路桥公司等企业单位和交警等相关协同单位等用户提供集Web门户和移动门户于一体的统一交互门户。平台总体结构如下图所示。



智慧路网云控平台总体架构图
（一）技术架构
整个平台基于公有云架构，以“云、网、边、端”新基建为技术底座开展支持云网融合的通信传输网建设，快速实现高速直连、多地组网及智能调度与管理服务，解决了传统互联网线路连接不稳定、建造成本高等问题，同时具有负载高和安全性好的优点。
“端”是指全域路网泛在感知支撑体系。感知体系是整个路网管理与服务的基础，平台将普通公路侧与高速公路侧的感知体系进行了融合与共享，主要包括监控摄像机、ETC门架、语音设备、情报板、气象监测设备、车载定位终端、交调检测设备、全景摄像机、无人机、智能后视镜、智能锥桶、智能安全帽等各类智能感知设施。
“边”是指利用边缘上云网关、视频 AI 解析等实现对感知数据的分析及运算。
“网”是指通过创新部署SD-WAN[5-6]多边协同网络将相关数据直接采集到云控数据平台，避免了传统专线方式下投资大、宽带限制等缺点。
“云”是指通过建立高速公路和普通公路统一的云控数据平台打通各单位业务系统与业务数据，进行统一门户管理，为多方提供云服务，实现资源共享、业务连坐及一张网的联动联用。
（二）数据处理
对高速公路和普通公路全路网进行统一管理服务需要对海量数据进行处理，智慧路网云控平台通过建设统一路网云控数据中台，实现路网协同管理与服务相关数据的共享利用。
统一路网云控数据中台首先通过大数据处理平台对采集到的数据进行计算加工，经过统一口径形成标准数据后存储为统一数据库；再将数据库与高速公路系统、公路中心系统、交警系统等业务系统进行对接；在此基础上，进行数据服务模型的构建，包括全路网运行评价指标体系、全路网短时交通流量预测模型、全路网运行趋势预测模型、基于道路交通事件的路网影响模型、事故影响分析模型、高速路网精细化管控效果评估、高速路网拥堵因子研判等，形成集车牌识别、路径查询、事件图谱于一体的公路网数据中台服务体系。
（三）业务应用
1、“一张网”智能监测
智能监测应用包括对全路网的运行监测、智能侦测预警、重点车辆监测和超限动态监测和基于高精度地图的路网监测试点。
对全路网的运行监测是进行业务协同处置的前提。云控平台以路网视频、情报板、语音、交调站、ETC门架、不停车超限检测、交警、清排障等车辆的北斗定位、气象以及互联网多源异构数据等作为数据源，在云端构建有“知觉”的公路感知网，实现全路网的一体化运行监测。在此基础上针对恶劣天气、大流量及事故高发路段等多种场景进行智能侦测预警，对“两客一危”等车辆进行重点监测，并设立监测点进行实时动态超限监测。同时选择高速枢纽、大桥以及车道动态管控等区域试点，通过应用高精度地图，实现车道级定位以及事故位置精细化。
2、“一张网”协同调度
全路网的协同调度应用在对全路网智能监测的基础上实现对路网事件的预测预警和多方协管。
通过气象预警、节假日交通趋势预测、事故影响分析及辅助决策、智能化路网评估、路网出行特征分析等多种智能分析手段进行路网事件预测，全面提高路网状态分析及研判能力，同时对相关协管部门进行事件预警以便及时准备处置预案，全面提升路网信息服务与管理水平。
以交通事故、道路救援、恶劣天气、交通疏导分流等类型的事件处置为中心，通过协同调度云平台实现对业务相关方的信息报送和数据共享，同时进行事件处置的实时跟踪并提供过程总览，打破了业务壁垒与地域限制，实现高速公路、普通公路、交警、路政、执法等相关方基于事件处置的对等交互、协同治理、远程指挥。
3、“一张网”智慧服务
全路网智慧服务业务为出行公众提供信息查询和一键救援服务。基于江苏路网微信公众号，云控平台将道路拥堵状况、道路管制、事故状况、道路施工状况和车辆故障状况等交通异常信息发布给出行者，以便公众规划出行路线。同时通过平台的“一键救援”功能，出行公众可以申请故障车辆救援，平台将自动定位申请人的地理位置，并将救援信息自动报送给对应的路段中心，实现调度流程自动化，提高了公众服务体验和事件处置效率。

三 结束语

本文系统介绍了杭州智慧路网云控平台的建设内容，平台秉持“顶层设计、分步实施、灵活扩展、互联互通”的原则，在“云—网—边—端”为架构模式的支撑基础上，通过PC端和移动端门户为各协管单位提供基于云应用和互联网架构协同调度云平台，系统架构采用模块化设计，具有良好的开放性和可扩展性。平台协调了公路及交警两大系统，有力保障了指挥调度事件的实效处置与处置过程中多方的即时沟通，在全国率先探索“一张网”下“资源联用、多方联管、服务联做”的协同新模式，对于保障全省公路网的整体性、协调性、安全性具有重要意义。
在初步构建智慧路网云控平台的基础上，未来平台基于“云—网—边—端”进行全方位的创新发展。一是对于“端”的监测手段的更新，采用多种智能监测设备进行信息采集，获取到的信息更全面、准确；二是对于“边”，加强AI技术与边缘计算的融合；三是对于“网”，利用5G技术进行升级改造；最后对于“云”，逐渐扩大云控范围，与消防、医疗等行业进行业务对接，同时深化和扩大现有协同场景，进行更精细化的管控和更优质的服务。以此持续扩大“智慧路网”云控平台生态圈，打造全国智慧路网“云控平台”江苏示范，服务长三角一体化战略，赋能全国交通“一张网”，引领更高质量的一体化发展。

参考文献

[1] 刘文杰.新基建赋能交通新发展[J].中国交通信息化,2020(9):32-36.
[2] 伍朝辉，武晓博，王亮.交通强国背景下智慧交通发展趋势展望[J].交通运输研究,2019,5(4):26-36.
[3] 罗本成,筑牢新基建底盘 助力交通强国建设[J].中国船检,2020(7):11-14.
[4] 史国刚.江苏高质量发展体制机制探索[J].中国公路,2019(17):40-42.
[5] 侯晓静,康宇.基于云架构的SD-WAN技术[J].通信与信息技术,2019(2):47-49.
[6] 郑锦男,李舒涵,许宏科.微服务框架下的交通信息化架构[J].信息技术,2019(1)：157-162.
（原文刊载于2021年《中国交通信息化》增刊）