科技赋能高速路 智慧交通“加速跑”

    机西高速商周互通俯瞰图 本版图片均由省交通发展集团提供

    □宋敏

    11月13日，在机西（郑州机场至周口西华）高速公路周口西收费站入口处，货车司机朱治军驾驶着一辆黄色厢式货车，从指定免称重ETC车道快速通行上站。

    入口“免称重”不是“不称重”，实际上，朱治军已经提前自行称重、在预约平台上填报相关信息并上报公司审核，数据同步到收费站车道软件系统；他在预约时间上站，系统会自动识别车辆信息，实现对ETC正常车辆快速抬杆放行。“我每天都要从这里过站，现在省去了入口排队领卡称重环节，通行效率大大提高。”朱治军说。

    这是省交通发展集团机西高速试点实施智慧公路工程、探索智慧交通发展模式的一个应用场景。在“两新一重”政策背景下，交通运输部、省交通运输厅选取机西高速作为全国首批试点之一，实施新一代国家交通控制网和智慧公路工程建设，这也是我省唯一智慧高速试点项目。该项目于2019年12月底开工建设，2020年7月底完成系统建设，目前正在试运行阶段。

    “从项目立项到建设实施，大家克服困难、创新方法、不断突破，全力保障新技术应用落实落地，达到了预期成效。”省交通运输厅副厅长宋华东说，项目立足建设河南交通强国试点省份，旨在优化郑州航空港经济综合实验区东环高速智能设施配套，也为“13445”工程的信息化建设先行先试迈出了重要一步。

    开拓创新 探先进之路

    机西高速北起中牟县东北，与连霍高速相接，南止西华县南，与商周高速相接，全长约151公里，未来并入国家高速公路网后，将连通雄安新区和武汉，成为我国中部一条重要的南北干线，也是中欧班列（郑州）、郑州机场“卡车航班”等多式联运货运车辆的重要运输通道。

    “我省依托机西高速，实施新一代国家交通控制网和智慧公路试点工程，是加快交通强国建设、推进新型基础设施建设在交通运输领域发展的具体体现。”省交通运输厅有关负责人说。

    业内专家认为，智慧高速公路的特征是与云计算、大数据和物联网、人工智能等新一代互联网技术融合，实现对高速公路透彻全面、实时准确的感知，掌握每段路、每辆车和每个结构物的现状并精准预测发展趋势；这些感知到的数据要通过稳定、大带宽高速公路通信专网进行传输。

    这些特征正在机西智慧高速试点项目中一一呈现。该项目聚焦郑州建设国家中心城市定位，秉承“整合资源、集成平台、陆空协同、智慧服务”建设理念，立足服务郑州航空港区的功能定位，充分结合5G、北斗高精度定位、大数据、车路协同、自动驾驶等新技术，积极开展多项技术创新应用，旨在打造“看得清、少拥堵、更安全”的高速公路综合智慧管理新模式，着力打造河南省标杆示范工程。

    “总的来说，机西智慧高速试点工程是按照‘2个试点方向+2个应用亮点’的整体框架，来探索实现智能化监测、数字化管理、智慧化服务。”省交通发展集团有关负责人说，2个试点方向即基础设施数字化、基于大数据的路网综合管理，2个应用亮点即货车便捷通行、5G+交通应用（面向自动驾驶的车路协同）。

    机西智慧高速试点建设受到省委省政府、省交通运输厅、省交通发展集团的高度重视，也得到相关各方的大力支持。建设前期做了大量准备工作，也进行了反复的方案比选。由于此前缺乏成熟的相关经验，技术创新方面对参建人员提出了更高的要求，加上今年疫情影响，项目建设推进面临重重挑战。

    科学设计，严选方案。项目从立项、详细设计到深化方案，对各个环节都严格把关。多位行业知名专家受邀对建设方案进行了把脉评审，并不断优化和细化，使设计方案基本达到“适度先进、实用节约”的建设目标，基本满足了试点工程的建设要求。

    实地调研，积累经验。省交通发展集团专题组织建设、施工、设计等单位先后赴智慧高速发展较为先进的地区，以及华为、阿里巴巴、中国移动等国内行业领先企业进行实地调研，就交通信息化建设的先进思路、先进经验进行了深度交流学习，摸底了相关技术发展应用情况，并将调研成果应用于设计方案，丰富了试点工程技术特色，提升了试点工程建设水平。

    攻坚克难，保证进度。项目方克服今年疫情影响和重重困难，积极协调，制定工作节点，有计划地组织、指导施工单位和人员，加快复工复产进程，快速推进项目建设。经过不懈努力，项目于今年7月底基本建成完工，圆满完成了试点建设任务。

    科技驱动 建智慧之路

    “这一个个窗口画面，对应的就是机西高速不同路段位置的监控视频。我们在151公里路段，部署建设各类高清监控摄像机共289台，可以对道路拥堵、停车、逆行、抛洒等异常情况进行全局监测。”在省交通发展集团航空港分公司管理指挥中心，机西项目公司工作人员指着面前的巨大屏幕演示，“屏幕右侧是对气象、交通流量、应急资源等实时数据的展示，可以看到从今天零时起到此时此刻各收费站出入口的流量变化，从环状图也能观察出各类车型的所占比重。”

    这其中，既有率先在40米铁塔、30米高杆灯上架设的高空瞭望摄像机，还有无人机、移动布设摄像机、视频巡逻车等移动终端设备，配合AR实景指挥平台、AI分析摄像机和微波车检器等，构建了多维度的交通信息感知系统，实现对路段实时运行信息采集。同时，通过与省高速公路联网中心、省地图研究院、交通运输部路网中心、河南机场集团等单位合作，获取相邻高速路网和城市主干线的交通运行数据，为大数据分析系统提供丰富的数据来源。

    “通过对采集的视频进行事件分析，可自动识别道路上的突发情况并将采集的信息通过大数据平台分析进行预警，比传统视频监控更加准确、迅速。”省交通发展集团有关负责人说。举个例子，项目在贾鲁河大桥和陇海铁路立交桥布设了不同类型的传感器，综合采集桥梁应力、位移、温度等状态数据，并设置阈值报警，实现桥梁结构健康状态长期在线监测，能够及时发现安全隐患并进行治理，为运营管理单位提供桥梁养护管理辅助决策。

    此外，机西智慧高速还采用北斗高精定位、激光点云、倾斜摄影等技术，将高速公路全线重点结构物、收费站、服务区和道路摄像机、高清卡口系统、电子情报板等设备进行仿真模拟，构建了三维高精地图。这就相当于打造出一条与现实高度一致的“数字孪生”信息化高速公路。

    “基础设施数字化板块的建设，实现了公路设施静态信息的采集，及动态信息的综合感知、分析、预警，为保障精准运维、养护奠定了扎实基础。”上述负责人说。项目建设了由2台数据库服务器、6台应用服务器、8台大数据处理服务器等组成的大数据平台，实现了网络资源、计算资源、存储资源的有效整合和统一管理，同时实现交警、气象、航空等跨部门的数据共享，利用人工智能等数据挖掘方法，实现交通数据的深度计算、分析和应用，高速公路运行态势评估与预测、事件影响程度和范围分析等功能。

    11月6日，机西项目公司举行了一场特殊模拟演练——基于综合路网管理系统的应急处置。“一辆轿车撞护栏引起拥堵”，“事故”发生时，大屏页面产生报警提示,监控员判断“事故”类型后，将“事故”信息发送至路政、养护的手持终端。“我们在监控中看到路政养护车辆赶往‘事故’现场的同时，仿真系统会生成管控策略，在大屏地图展示分流方案，画面中闪动的粉色路线就是我们的分流方案。”演练指挥员介绍，由于此“事故”设定在机西高速K14+750东半幅的位置，引起了由南向北通行车辆的拥堵，所以将分流路线确定为东西走向的郑民高速。情报板会发送分流信息，均衡控制系统发送车道限速信息；“事故”处理完毕后，路政人员通过手持终端将处置结果发送到系统，大屏地图上的弹窗会显示“事故处理完成”，情报板上的提示信息也会自动恢复至“正常通行”的状态。

    这次“事故”得以快速处置的关键，在于数据共享和交换，打通了不同数据源和业务系统之间的数据孤岛。据介绍，项目以机西高速为中心，构建了北至连霍、南至宁洛、西至京港澳、东至大广在内的9条高速及其范围内的地方道路共同组成的区域综合路网。“通过综合路网管理系统的建设，我们形成并完善了面向区域路网的综合监测、分析决策、应急处置、信息服务等功能，有效提升了异常事件的反应能力和处置效率，提高了道路安全水平。”机西项目公司有关负责人说。

    对于日常管养来说，通过应用大数据和物联网技术，对沿线相关设施设备状态和管理者填报的道路设施设备的管养信息，进行实时采集，生成路基、路面、结构物和其他沿线设施设备的状况评定和管养策略，实现线上闭环全流程和精细化管理，提高了管理效能，降低了管理成本。

    安全高效 创特色之路

    从连霍高速驶入郑西高速，通行约1公里，就会看到门架系统上的情报板显示的路况预测提示信息：距离官渡收费站预计4分钟，距离中牟东收费站预计7分钟，距离韩寺收费站预计15分钟。利用情报板为出行者提供精确到分钟的前方路况实时信息服务，这是一个亮点。

    机西智慧高速试点工程坚持科技创新驱动，以提升高速公路管理养护信息化水平、高质量服务广大司乘人员为落脚点，在高速公路路网综合管理、货车便捷服务和5G车路协同等方面进行了一系列探索，为全国智慧高速建设贡献更具价值的“河南经验”。

    为贯彻落实省委省政府大力推动5G有关建设工作的指示部署、服务交通“新基建”，项目联合中国移动在4.2公里试点路段部署了5G基站、智能摄像机、毫米波雷达等设备，首次将5G网联自动驾驶车辆应用于高速公路道路清扫。在现场能看到，车辆具备自动驾驶、障碍识别等功能，配合车上的5G摄像机、北斗定位和激光雷达等装备，使其能够按照既定路线自动作业。

    经测试，该车能够自主完成行驶、清扫、避障等多场景应用，试验效果良好；车内配备有一名安全员，可对突发事件进行应急处置；当清扫车辆出现异常情况时，还可以在管理指挥中心通过5G智能驾舱进行远程接管，使其达到安全高效执行作业的效果。未来在完善的政策法规指导下，自动清扫等自动养护作业将有望替代人工，显著降低养护安全风险和管理难度，提升应急养护效率和养护信息化水平。

    项目立足区位特点、着眼多式联运，探索货车服务新思路。通过全程监控摄像机、卡口摄像机、智能OBU等设备，实现对行驶本路段的货车数据实时采集，形成精准画像，通过车载终端对货车驾驶行为进行监控和提醒，实现试验路段的货车在途管控，可对货车进行事故路段、恶劣天气预警，对疲劳、超速等危险行为进行约束。

    “货车安全管控系统，是依靠科技的力量，打通人、车、路、网的数字闭环，实现网联车辆和云数据中心实时通信，为行驶在试点路段的货车提供反应迅速、完善可靠的安全保障。”机西项目公司有关负责人介绍。

    为提高收费站货车通行效率，该项目作为全国首例，通过与物流企业数据共享，提前获取物流车辆称重等相关信息，使符合规定的车辆在机西高速试点收费站，免入口称重通行ETC车道。“值得注意的是，这是基于社会信用体系试点开展路企合作新模式，收费站会对预约车辆进行随机抽检，对未如实登记的失信车辆和企业进行黑名单管理，不断规范企业和个人信用履约情况。”河南省物流与采购联合会秘书长李鹏说，若该模式推广应用，将显著缓解国内高速公路货车上道拥堵问题。

    典型示范，带动引领。机西高速新一代国家交通控制网和智慧公路试点工程的实施，是落实交通运输部大力推进智慧交通建设的重要举措，是河南交通运输科技创新驱动发展的有益尝试。通过“2+2”智慧高速试点工程建设，将为“13445”工程的信息化建设提供参考，同时也将有效提升机西高速公路综合运营管理水平，疏导和缓解周边路网交通通行压力，提升公众出行满意度和获得感。

    “智慧高速建设的最终目的是为了服务公众出行、服务运营管理，试点建设要与运营管理充分结合，注重实效。”宋华东说，要持续探索、创新思路、科学谋划，进一步提高运营管理标准，积极推进信息化建设，以科技创新推动高速公路提质升级，全力打造河南高速公路标杆、示范路段。

    大道终致远，海阔纳百川。党的十九届五中全会提出“统筹推进基础设施建设，加快建设交通强国”。站位新发展阶段、贯彻新发展理念、构建新发展格局，河南交通人将以更加积极、更加开放的创新精神，以更加科学、更加实用的科技手段，再次吹响智慧交通建设的号角，用不懈的追求与不断的探索，再次书写中原更加出彩新的华丽篇章。