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        2024世界交通運輸大會 投稿須知     典型人物
        泰安普通國省干線數字化探索(圖)
        作者:禹文明 來源:《中國公路》 時間:2023-10-31

        普通國省干線作為公路系統中最重要的組成部分之一,在交通運輸中起著基礎性、紐帶性和戰略性作用。交通運輸部發布的《交通強國建設綱要》《國家綜合立體交通網規劃綱要》《公路“十四五”發展規劃》等文件,明確提出推動新技術與交通行業深度融合,因此,普通國省干線數字化轉型升級已十分迫切。本文結合山東省泰安市普通國省干線數字公路建設項目,從如何實現普通國省干線全壽命周期公路數字化轉型升級,到構建公路全息數字畫像,再到如何加快新技術研發與應用進行了探究,對于普通國省干線建管養運具有一定的實踐價值。

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        泰安市普通國省道數字公路平臺

        隨著物聯網、大數據、GIS、AI等新興技術加速應用到公路養護管理中,我國公路數字化時代已經到來。公路數字資源不但包括公路路基、路面、橋涵、隧道、交通工程、沿線設施、基礎地理信息等靜態數據,也包括運營過程中公路養護、管理、天氣狀況、車輛信息、交通量等運行監測與安全應急產生的動態數據。因此,通過先進的信息技術、智能的感知設備,探索公路基礎設施全要素、全周期數字化應用,研究公路數字資源在智慧公路中的應用場景,提升公路安全水平、通行效率、服務水平和管理效能,對于推動公路數字轉型、智能升級具有重大意義。

        普通國省干線全要素、全設施數字化

        根據《山東省普通國省道及農村公路智慧信息化建設標準(試行)》,泰安市普通國省干線數字化項目采用“AI人工智能采集+輕量化移動采集”組合方式,建立了普通國省干線全要素、全設施數字化采集和更新機制。該項目基于統一的數據標準、樁號體系,對數據進行治理,完善了公路設施與附屬設施空間數據及基礎屬性數據,創建了泰安市高精度公路電子地圖和路產基礎信息,全面搭建了數據底座,實現了公路資產數字化、網格化管理,為建立公路全息數字畫像及場景應用提供了支撐。

        數據采集

        利用人工智能技術對普通國省干線的公路標志、標線、道口樁、信號燈、隔離網等交通安全設施進行識別、處理,創建設計樁號、埋設樁號、空間樁號“三位一體”的高精度公路電子地圖和路產基礎信息,實現對公路設施數據的初始化采集。

        通過輕量化移動應用采集工具,對普通國省干線交安設施、管理設施、服務設施信息進行補充與完善,形成常態化的數據采集更新機制,開發出后臺數字化管理維護功能,建立起普通國省干線全要素數據庫。

        數據治理

        基于統一的數據標準、樁號體系,對源頭數據從提取、整理、數據建模、引擎分析、畫像體系到可視化進行一站式管理,為公路全息數字畫像及管理決策分析提供支撐。

        數據提取 基于統一的數據標準、樁號體系提取數據,抽取各類業務數據庫,建立業務數據集;進行數據埋點,記錄用戶的操作數據,包括用戶數據、行為數據、內容數據三大類。

        數據整理 針對采集到的數據,進一步深加工,將其變為可使用的數據。整理工作包括數據清洗,即清洗掉無意義的數據;數據標注,即為數據打標簽;數據合并,即合并重復數據。

        特征提取 提取合適的、表達能力強的特征,為下一步數據建模的準確性提供保障。

        數據建模 針對目標業務場景,結合道路基礎數據(路、橋、隧、設施)、業務數據(建設、養護、路政、應急等)、感知數據和第三方數據分別進行數據建模。

        分析引擎 基于整理后的數據和搭建的數據模型,針對各種業務場景開展決策分析工作。例如,某個路段經常發生事故,要分析潛在原因。將公路隱患點(危險路段、下穿公路、易積水路段、漫水橋、危橋等)、公路基礎數據(路面類型、路齡、車道數量等)、交通運行數據(交通量、擁擠度、事故、施工等)、氣象數據(天氣、預警等)納入分析維度,對比事故多發路段,進行數據疊加分析。

        可視化 利用計算機圖形學和圖像處理技術,借助圖形化手段,清晰有效地傳達信息,確保數據可視化的交互性、多維性、可視性,使信息內容更易理解,讓用戶在交互過程中理解數據、快速探索與分析數據。

        普通國省干線全息數字畫像

        普通國省干線全息數字畫像,即以普通國省干線全要素、全設施數字化為基礎,以道路為主線,基于統一的數據標準、樁號體系,構建公路數據關系模型,打通公路從規劃期、建設期,到運營期的全業務全周期鏈條,打造公路全息數字畫像,形成每條道路的數字化全息檔案,掌握道路“前世今生”各個階段的全貌,為道路重點治理及監管提供決策支撐。

        公路“身份證”

        基于路線屬性信息建立“公路身份證”,全面掌握公路建設年限、養護年限、資金投入、里程、承載構筑物、設施情況、路段等級分布、途經區縣、技術狀況等,支持數據穿透至公路每個路段的里程、路面結構、修建養護年限、技術等級、構筑物及設施情況。

        公路規劃期

        在公路規劃期,基于“公路身份證”,全面掌握道路前期規劃情況,掌握道路規劃年限、路線線型走向、投資情況、前期進展(工可信息、初設信息、施工圖等)各個階段的信息。

        公路建設期

        在公路建設期,基于“公路身份證”,通過與規劃項目關聯,建立公路“一項一檔”,全面掌握項目建設情況及進度,建設情況包括建設年限、建設資金投入、建設單位、合同簽訂、重點里程碑節點、歷次養護大中修情況等。

        公路運營期

        進入公路運營期,基于“公路身份證”,全面掌握該條公路的巡查情況、發現的各類養護病害、事件情況,歷次路況評定情況,設施維修、路面養護(保養、小修)、橋梁隧道養護維修情況,應急資源(物資、隊伍、機構)情況、發生的應急事件和人機料投入情況,歷次發生的涉路許可辦理情況,相關路域整治情況,以及該路段的隱患點與歷次發生事件的情況、硬件設備投入情況(視頻監控、物聯感知設備)和歷年交通量情況等。

        普通國省干線數字場景應用

        泰安市普通國省干線數字公路項目,立足于普通國省干線管養實際,搭建了“一個平臺”“十個系統”?!耙粋€平臺”即數據融通、業務貫通、流程暢通的數字公路綜合管理平臺;“十個系統”包括路網智慧感知系統、公路巡檢分析系統、數字公路綜合展示系統、路管業務系統、養護管理系統、公路智庫、應急管理調度系統、出行服務系統、養護決策分析系統及綜合管理系統,實現了路產管理精準化、養護管理精細化、決策分析智能化、出行服務便捷化,全面提升了業務支撐能力。

        路產管理精準化

        在實施過程中,泰安市利用“人工智能技術+輕量化移動采集”工具,完成了對全市892公里普通國省干線全要素、全設施的數字化采集工作,構建了標準統一的公路資產數據資源庫(“路產庫”),形成了數字化“一張圖”,實現了公路資產可查、可視、可管理應用。通過實景影像,以實景視頻的方式將每公里公路、交叉口、交安設施、隧道、橋梁、服務區乃至構造物呈現出來。

        在路產管理中,通過智能巡檢設備的路產巡查功能,采用空間定位技術,對巡查過程中發現的損壞、缺失、傾斜路產進行智能識別,與路產數據庫進行對比,將路產問題信息推送到數字公路平臺,由業務人員進行人

        工核實并快速妥善處置。該功能解決了人工巡查中存在的發現不及時、識別不準確、統計工作量大等問題,為精準發現問題隱患、保護路產資源提供了數字化保障。

        養護管理精細化

        項目實施過程中,通過固定式智能攝像機AI算法、車載式智能巡查設備和移動端App三種模式對交通安全設施、構造物、服務設施、管理設施信息及路面的裂縫、坑槽等病害信息進行自動采集,高精度定位,將識別到的病害信息儲存到統一的“病害庫”進行管理,構建道路病害“一張圖”。通過數字公路平臺,對病害進行審核、派單、處置、驗收等流程管理,完成了以“數據鏈”為主線,從病害檢測、計劃下達到竣工驗收的閉環數字服務。

        數字公路平臺將各個流程梳理出的病害信息、處置流程信息等儲存在數據庫中統一管理,可隨時掌控全市普通國省干線的真實路面狀況,有效提升公路養護工作效率,提升精細化管理水平,不僅解決了病害處置位置不明確、處置數量統計難等問題,也方便隨時查看公路的病害信息。

        決策分析智能化

        充分利用公路全資產、全壽命建養數據,打通公路基礎數據庫、巡查病害數據庫、業務流程數據庫、文檔信息數據庫、養護決策數據庫、路網運行數據庫、項目信息庫等全業務鏈條,讓孤立的數據有機串聯,形成公路全資產數字檔案,構建公路全壽命周期“一張圖”。使公路基礎數據和業務數據形成大數據池,實現全業務模式下無壁壘的數據存儲、拆分、組合和挖掘分析。采用切片式路面狀況研判模式,把每一路段、每一樁號的掃描圖像、病害檢測結果、養護動態情況,以及交通流數據直觀地呈現在管理者面前,并根據不同路段、不同時段、不同工藝維修后的路況切片數據進行分析,建立公路生命周期模型,進行綜合評定,分析養護投資效益,獲取最佳養護決策,實現效益最大化。通過公路全壽命周期“一張圖”,管理者可直觀掌握路網中交通量較大路段、易擁堵路段分布,以及養護頻率最高、養護費用最多路段及構造物分布、道路狀態、結構特點、氣象條件、交通量、車輛類別等情況。

        出行服務便捷化

        實時路況信息反饋 通過安裝的智能攝像機,實時監測道路的交通狀況,包括擁堵信息、施工信息、事故狀況等,并將信息傳輸至數字公路平臺,實現實時路況信息反饋,幫助公眾選擇最佳出行路線。

        交通流量監測 借助前端攝像機的智能結構化能力,識別中小客車、特大型貨車、小型貨車、中型貨車等多種類型車輛,實時采集車輛流量等交通數據,并利用數字公路平臺處理、分析數據,提供泰安市普通國省干線交通量實時分布圖,幫助公眾便捷出行。

        交通違法監測 通過安裝監控攝像機,實現對交通違法行為的監測和抓拍。在重點路段部署雷視一體機,結合專用的車牌車型AI識別算法實現車型車號識別,精準查找出肇事車輛,為交通安全設施維護追責提供有力證據,有效保護了路產路權,減少了交通違法行為的發生和交通事故的發生率。

        普通國省干線數字化及應用場景建設是對交通信息化、數字化公路的一項創新性探究,具有革命性、顛覆性特征。泰安普通國省干線數字化探索與創新,不僅實現了數據互通、信息共享和業務協同,更全面提升了公路網精準感知、精確分析、精細管理和精心服務的能力。

        【編輯: 任 燕】

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