基于"大数据+物联网"技术的高速公路智能调度亚台建设

引言

为顺应时代发展需求,大力提升道路运营管理水平,积极应对路网客货运输量高速增长的实际问题,不断满足社会公众对高速公路服务提出的多样化需求,必须充分应用"大数据+物联网"技术,采集、汇总、分析高速公路道口通行、道路保畅、日常养护、服务区经营等运营管理数据,实现信息共享、数据互通、自动分析、智能管理,建立智能化调度指挥中心,全力打造高速公路运营管理的信息港和作战室。

1总体思路

1.1数据汇聚

汇聚道路沿线感知信息,包括道路视频数据、微波车检数据、收费站数据、清排障数据、气象检测数据、服务区经营数据、服务区顾客消费数据、养护检测维护数据等,同时汇聚外部获取的手机信息、GPs数据,形成运营管理大数据信息港。

1.2数据融合

对获取的各种数据进行结构化处理,将感知系统获取的数据进行融合,形成动态数据库。

1.3数据处理

研发专门的系统软件,围绕收费、道路、经营、养护4大板块对大数据进行加工分析处理,为"事中快速高效处置、事后管理辅助决策"提供依据。

1.4物联网技术应用

在道路增设感知、传输与控制设备,利用智能感知、识别技术与普通计算等通信感知技术,中心计算机能够发出报警信号,或在调度指挥中心实施人工控制、自动控制。

2具体方案

2.1端口多元化,让大数据采集更全面

2.1.1录入采集

增设数据采集终端,在收费站、服务区、清障大队、养巡大队增配数据采集系统,将收费道口的收入和流量、服务区的车辆数和经营收入、清排障大队的清障收入和清障量、养护大队的巡查频次和物料使用量等运营管理数据,通过及时录入填报的形式,及时、完整、准确地将数据传输至大数据库。

2.1.2微波采集

增设道路流量检测器,在流量较大路段、事故高发易发路段、收费站出口增设微波检测器,实时采集路面流量数据并将数据实时上传至大数据库。

2.1.3视频采集

加密外场视频监控,在弯道、匝道、坡道、事故多发路段、重要互通枢纽处增加红外高清视频监控,实时采集路面车辆视频并上传至大数据库。

2.2铺设万兆网,让大数据传输更快速

在道路中分带铺设96芯光纤,使用万兆网光纤传输技术,进一步提升数据传输的实时性和有效性。

2.3建立私有云,让大数据存储更安全

建立状态可视、分配可控、服务可用的私有云管理平台,满足数据安全性、系统稳定性、软硬件兼容性等实际需求,将数据存储在私有云上,实现公司运营管理数据的无障碍、无区别供给。

2.4分析智能化,让大数据研判更精准

研发辅助决策软件,组织各部门、各单位相关人员提出数据运用实际需求,编制数据应用方案,研发数据应用软件,对数据库中的数据进行分类汇总、分析研判,实现逃费行为识别、道路流量预判、运营成本控制等多功能的集成,进一步提升决策方案的精准度和运营管理的成熟度。

2.4.1逃费行为识别

通过分析收费数据,对经常性超时车辆,重型货车经常载货较轻车辆(重量偏差较大车辆),经常重载短途车辆,经常利用计重逃费、绿优逃费车辆,加大检查力度,及时发现逃费行为。2.4.2道路流量预判

通过分析周边区域的经济形势、人口状况、产业结构、年高速公路车流量变化、通行费收入状况、路网结构等进行车流量预测分析,并结合收费站车流量数据,准确预判节假日、高峰时间收费站的车流情况,从而为收费站开道保畅工作提前做好准备。

2.4.3消费行为分析

利用视频传感器进行人脸识别并与消费者相关信息进行关联,运用辅助决策系统自动分析人群构成年龄分成及男女比例、人群消费喜好、商品的主要消费群体、商品消费热度、人群平均消费金额、消费支付方式等数据,轮换淘汰商品,方便服务区经营管理,提升服务质量。

2.4.4道路交通管理

通过对路面状况、天气状况、车流量等与事故之间的联系进行分析,找出关联性,找到改进思路,提出预防措施。突发事件发生后,对相关救援物资调配、路段封闭管理、绕行放行等进行快速、准确判断。

2.4.5道路桥梁养护

根据大数据提供的建设时间、维修状况、路面结构定期检测数据、当地气象、环境因素、路面载荷、车流量等,制定全生命周期的路面、桥梁结构物的养护周期计划。

2.4.6相关事件评价

分别对特殊天气、突发事件、节假日保畅等进行数据统计、案例分析,形成专题汇编,为今后相关事件的应对提供处置原则和决策方案。

2.4.7运营成本控制

通过信息化、智能化管理,全面减少人、财、物的投入,全面提升运营效率。

2.5研发新系统,让物联网应用更智慧

2.5.1研发路桥面加热除雪防冰系统

在路桥面铺设碳素纤维发热材料,两端加以电压,使其释放热能,使路桥面表面温度保持在5℃左右,将冰雪融化成水流淌于排水边沟内,采用网络远程控制,由调度指挥中心根据气象检测站的路桥地表温度,适时开启加热功能,起到路桥面除雪防滑作用。

2.5.2研发除雪防冰自动喷淋系统

在重要互通桥梁上安装自动喷淋头,将预制好的20%的融雪液存储在存储箱中,由耐腐蚀泵输送到各喷淋头,喷淋头将融雪液均匀喷洒在雪面或冰面上,将雪或冰融化成水,水中离子浓度上升,在低温下不再结冰。系统采用网络自动控制,由调度指挥中心根据桥面积雪、积冰情况,适时开启喷淋功能,起到桥面除雪防冰作用。

2.5.3研发标志牌自动翻转控制系统

将可实施远程遥控的"前方分流""限速80""禁止超车""限速60""左侧变窄""限速40"等分流标志牌固定安装于防撞护栏外侧,平时顺向于来车方向,每处分流点设置一套分流标志牌,分流时由调度指挥中心下发旋转指令,通过物联技术,实施远程控制,将标志牌自动旋转至来车方向,进一步提升分流管控的安全性和及时性。

2.5.4研发多功能远程图像获取系统

研发综合保障车,在保障车顶部安装一台高清摄像机,增加照明灯,可上下升降、3609旋转,由调度指挥中心进行远程控制,用于夜间道路发生交通事故时,将事故现场图像实时传送至调度指挥中心大厅的LED大屏上,解决无法获取夜间交通事故现场图像的实际困难:增配大疆经纬无人机,具备夜间照明、移动网络传输等功能,由调度指挥中心进行远程控制,用于道路发生危化品交通事故,或交通事故导致车辆积压,清障救援车辆无法到达现场时,通过放飞无人机将事故现场和道路拥堵图像实时传送至调度指挥中心大厅的LED大屏上,解决危化品事故现场图像无法及时获取的实际困难。

2.5.5研发气象信息自动发布系统

将气象检测站检测到的地表温度、能见度、风力风向等相关数据自动上传至数据库,在数据应用软件上设置正常数据指标范围,将超出指标范围的自动推送至调度平台上,经调度人员审核后自动发布道路情报板提示信息,实现高温天气、大雾天气、大风天气等恶劣天气情报板信息的自动发布。

3结语

在4G网络条件下,高速公路运营管理可以通过构建管理系统、健全管理制度,不断提升信息化管理水平,以大数据应用为切入点,建设智能化信息枢纽平台—调度指挥中心,为高速公路乃至交通行业的高质量可持续发展创造有利条件。未来,5G正朝着网络多元化、宽带化、综合化、智能化方向发展,随着各种智能终端的普及以及关键技术的使用,"万物互联"必将开启我国"交通强国"的崭新时代。