導(dǎo)言：作為寫(xiě)作愛(ài)好者，不可錯(cuò)過(guò)為您精心挑選的1篇高速公路監(jiān)控中心運(yùn)營(yíng)平臺(tái)研究，它們將為您的寫(xiě)作提供全新的視角，我們衷心期待您的閱讀，并希望這些內(nèi)容能為您提供靈感和參考。

0引言

高速公路監(jiān)控中心是保障高速公路暢通、安全、服務(wù)的指揮中樞，其主要行使路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)以及應(yīng)急事件處置的職能。現(xiàn)階段，監(jiān)控中心主要存在著監(jiān)測(cè)及分析手段有限、報(bào)警信息不集中、處理不及時(shí)以及對(duì)收費(fèi)廣場(chǎng)車道調(diào)配欠合理等問(wèn)題，因此，采用信息化、智能化手段提升交通事故管理水平以及突發(fā)事件的處理能力，具有較大的現(xiàn)實(shí)意義。

1智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)研發(fā)背景

廣東省高速公路通車?yán)锍桃淹黄?萬(wàn)km，其中廣東省交通集團(tuán)有限公司負(fù)責(zé)營(yíng)運(yùn)管理的里程近8000km。隨著通車?yán)锍痰牟粩嘣鲩L(zhǎng)，高速公路突發(fā)事件數(shù)量也在不斷增長(zhǎng)。據(jù)路運(yùn)一體化平臺(tái)統(tǒng)計(jì)，2018年集團(tuán)所屬高速公路各類交通異常事件共19234起，2019年共21475起，2020年共28489起，呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢(shì)。各路段監(jiān)控中心是保障高速公路暢通、安全、服務(wù)的指揮中樞，其主要職能是行使路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)以及應(yīng)急事件的處置。一旦高速公路發(fā)生了交通事故，監(jiān)控中心須及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，了解現(xiàn)場(chǎng)情況，并按照應(yīng)急預(yù)案協(xié)調(diào)交警、路政、救援、機(jī)電等多部門(mén)工作人員進(jìn)行處理，快速高效地解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題。同時(shí)，及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地收集并預(yù)告前方道路各類信息，如車流量、事故、路況等。當(dāng)發(fā)生交通異常時(shí)，能及時(shí)確定異常區(qū)域位置，通過(guò)高速公路情報(bào)板或定向廣播等及時(shí)發(fā)布相應(yīng)的提示和誘導(dǎo)信息。高速公路取消省界收費(fèi)站以來(lái)，全面推廣ETC收費(fèi)新模式提高了收費(fèi)站的通行效率。但由于部分收費(fèi)站交通量過(guò)大、交通組成復(fù)雜、貨車?yán)U費(fèi)效率較低，隨著汽車保有量的持續(xù)增長(zhǎng)，收費(fèi)站將日益成為快速通行的瓶頸，對(duì)高速公路的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)、管理提出了新的課題。2高速公路機(jī)電工程現(xiàn)狀及需求分析

2.1高速公路監(jiān)控系統(tǒng)

2.1.1監(jiān)測(cè)及分析手段有限

傳統(tǒng)的高速公路監(jiān)測(cè)更多地依賴設(shè)備，一是通過(guò)新增各種感知設(shè)備，如環(huán)境檢測(cè)設(shè)備、事件檢測(cè)設(shè)備、車流檢測(cè)設(shè)備等;二是通過(guò)對(duì)視頻圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)人工從視頻中發(fā)現(xiàn)路況異常。由于各類檢測(cè)設(shè)備仍然依賴傳感器的準(zhǔn)確性和人工糾偏，時(shí)間一長(zhǎng)就會(huì)出現(xiàn)誤報(bào)的現(xiàn)象，最終只剩下視頻資源，因此高速公路的監(jiān)控管理更多依賴監(jiān)控員對(duì)視頻的輪巡管理。

2.1.2業(yè)務(wù)系統(tǒng)分散和報(bào)警信息不集中導(dǎo)致處理不及時(shí)

傳統(tǒng)的機(jī)電系統(tǒng)軟件分散而且無(wú)法整合，形成“信息孤島”。目前監(jiān)控中心日常管理中各類專用軟件越來(lái)越多，而且軟件之間缺乏有效協(xié)作，業(yè)務(wù)報(bào)警信息相互獨(dú)立以及分散，比如視頻事件監(jiān)測(cè)報(bào)警、設(shè)備類報(bào)警、緊急電話、業(yè)務(wù)類報(bào)警不能融合，處置效率低，無(wú)法相互印證。另外監(jiān)控員開(kāi)展監(jiān)控業(yè)務(wù)時(shí)，除了對(duì)視頻實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)還需同時(shí)在三臺(tái)電腦上打開(kāi)路況填報(bào)、設(shè)備控制、機(jī)電運(yùn)維等超過(guò)五個(gè)以上的機(jī)電軟件開(kāi)展工作，工作量較大，工作效率較低。

2.2高速公路收費(fèi)站機(jī)電工程

收費(fèi)站系統(tǒng)由收費(fèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、入口拒超系統(tǒng)、ETC專用車道系統(tǒng)、ETC/MTC混合車道系統(tǒng)、內(nèi)部對(duì)講及緊急報(bào)警系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、防雷系統(tǒng)、接地系統(tǒng)、ETC門(mén)架系統(tǒng)、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)、信息安全保護(hù)系統(tǒng)等組成。隨著現(xiàn)代社會(huì)城市化的加快和汽車普及率的提高，汽車保有量逐年上升，高速公路交通量日趨增大，因此采用固定卡口式收費(fèi)方式的收費(fèi)站面對(duì)日益增大的交通量導(dǎo)致?lián)矶卢F(xiàn)象日趨嚴(yán)重，節(jié)假日更加顯得力不從心。高速公路收費(fèi)站是智能交通的重要載體和展示窗口，日趨嚴(yán)重的堵車現(xiàn)象使得高速公路收費(fèi)工作壓力逐漸增大，收費(fèi)和保暢工作矛盾突出，收費(fèi)站服務(wù)形象受到影響。因此，采取有效措施提高收費(fèi)站的收費(fèi)能力，提升車輛的通行速度，提高收費(fèi)站的運(yùn)營(yíng)效率，緩解收費(fèi)站的通行壓力，進(jìn)而提升收費(fèi)站的整體形象，迫在眉睫。因此，需從完善收費(fèi)站設(shè)施建設(shè)、采用新型收費(fèi)設(shè)施等方面，通過(guò)對(duì)現(xiàn)有收費(fèi)站進(jìn)行車道改造、探索新型收費(fèi)模式等方法來(lái)提高車道的車輛通過(guò)率，進(jìn)而減少收費(fèi)站的擁堵現(xiàn)象，確保收費(fèi)保暢的同時(shí)提升收費(fèi)站的服務(wù)形象。

3智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)主要技術(shù)特點(diǎn)及難點(diǎn)

某些地區(qū)突然會(huì)出現(xiàn)團(tuán)霧、暴雨、道路結(jié)冰等氣候惡劣的情況，極易發(fā)生交通事故和交通堵塞。監(jiān)控中心需及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地對(duì)惡劣天氣多發(fā)地段進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警，如出現(xiàn)團(tuán)霧、雨雪、道路結(jié)冰等惡劣天氣時(shí)，需提前預(yù)警。在高速公路上下旅客、占用應(yīng)急車道、超速、掉頭、逆行、倒車、拋灑物等違法行為，監(jiān)控中心需要及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面異常情況，并通知相關(guān)部門(mén)和人員趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行處理。當(dāng)有重大事故如火災(zāi)、危險(xiǎn)品泄露、邊坡倒塌等發(fā)生時(shí)，監(jiān)控中心需及時(shí)發(fā)現(xiàn)并啟動(dòng)應(yīng)急處置方案。通過(guò)設(shè)置中心報(bào)警機(jī)器人提供信息融合、智能分析、信息預(yù)警、公眾信息服務(wù)為一體的完整解決方案，告警中心打通電腦、大屏以及移動(dòng)APP實(shí)現(xiàn)多屏互通，可以有效地提前發(fā)現(xiàn)交通事故、提高預(yù)警響應(yīng)速度、提高事件處置速度，提升高速公路通行效率。隨著高速公路交通量和ETC用戶的持續(xù)增長(zhǎng)，傳統(tǒng)的收費(fèi)站難以解決擁堵問(wèn)題，通過(guò)建設(shè)“數(shù)字孿生+入口治超+ETC預(yù)交易+全域監(jiān)控+快速放行”的入口數(shù)字收費(fèi)站，“數(shù)字孿生+ETC預(yù)交易+全域監(jiān)控+快速放行”的出口數(shù)字收費(fèi)站，入口超限檢測(cè)、ETC定位天線、車牌抓拍相機(jī)、激光雷達(dá)、信息提示屏、智慧基站等基礎(chǔ)設(shè)施，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)站數(shù)字重構(gòu)、收費(fèi)站入口治超、快速ETC自由流收費(fèi)、自由流監(jiān)控、數(shù)字運(yùn)維，實(shí)現(xiàn)車輛高速準(zhǔn)確交易、全程軌跡跟蹤、車輛多重智慧引導(dǎo)、異常事件監(jiān)測(cè)、快速有序過(guò)站等功能，達(dá)到提前交易、車輛分流、緩解收費(fèi)站通行壓力，提高收費(fèi)及運(yùn)行效率。通過(guò)匝道自由流、車道分流和車道管控解決收費(fèi)站擁堵問(wèn)題，提高高速公路通行效率。通過(guò)高精地圖、三維建模以及激光雷達(dá)和視頻相機(jī)融合感知技術(shù)，實(shí)現(xiàn)高速公路收費(fèi)站數(shù)字孿生云控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)管理者一張圖式全域運(yùn)行狀態(tài)感知、車輛全域跟蹤和精準(zhǔn)分流成功率統(tǒng)計(jì)、異常交通事件報(bào)警和逃費(fèi)行為取證。

4監(jiān)控中心智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)系統(tǒng)技術(shù)路線

4.1監(jiān)控中心智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)

4.1.1智能數(shù)據(jù)分析

智能數(shù)據(jù)分析主要包括視頻AI分析、數(shù)據(jù)融合以及大數(shù)據(jù)分析、圖像智能識(shí)別與分析、告警信息融合分析以及智能語(yǔ)音合成等。(1)通過(guò)視頻智能分析實(shí)現(xiàn)對(duì)事故的自動(dòng)感知。主要通過(guò)接入高速公路攝像槍視頻并通過(guò)應(yīng)用人工智能技術(shù)對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行提取、監(jiān)測(cè)、分析，并通過(guò)深度機(jī)器學(xué)習(xí)模型對(duì)事故以及路況進(jìn)行及時(shí)感知以及自動(dòng)預(yù)警，提高監(jiān)控員對(duì)突發(fā)事件的響應(yīng)速度以及處置效率。(2)通過(guò)數(shù)據(jù)融合和多業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)交通流預(yù)測(cè)。結(jié)合收費(fèi)(收費(fèi)站、門(mén)架)及監(jiān)控車流量數(shù)據(jù)，建立交通流預(yù)測(cè)算法模型及路況運(yùn)行指數(shù)，通過(guò)分析指數(shù)的運(yùn)行規(guī)律，實(shí)現(xiàn)對(duì)各路段擁堵情況提前感知以及趨勢(shì)預(yù)測(cè)。(3)通過(guò)圖像智能識(shí)別與分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)危險(xiǎn)品車輛的感知。實(shí)現(xiàn)通過(guò)從高卡系統(tǒng)、門(mén)架系統(tǒng)、路況攝像槍中提取車輛過(guò)車圖片，并從中發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)品車輛并向監(jiān)控中心進(jìn)行預(yù)警，提醒監(jiān)控員對(duì)危險(xiǎn)品車輛進(jìn)行重點(diǎn)關(guān)注。(4)通過(guò)告警信息融合分析以及智能語(yǔ)音合成，實(shí)現(xiàn)告警消息的語(yǔ)音播報(bào)，通過(guò)語(yǔ)音合成技術(shù)將告警信息轉(zhuǎn)換為語(yǔ)音并通過(guò)音頻設(shè)備進(jìn)行播報(bào)。

4.1.2實(shí)時(shí)信息預(yù)警

(1)實(shí)現(xiàn)對(duì)接入視頻事件監(jiān)測(cè)報(bào)警、設(shè)備類報(bào)警、緊急電話、業(yè)務(wù)類報(bào)警進(jìn)行統(tǒng)一接入以及統(tǒng)一管理，同時(shí)通過(guò)統(tǒng)一的出口對(duì)外進(jìn)行預(yù)警。監(jiān)控員關(guān)注報(bào)警中心的報(bào)警信息即可對(duì)所有業(yè)務(wù)全程監(jiān)控，避免同時(shí)關(guān)注多個(gè)系統(tǒng)的報(bào)警信息，提升工作效率。(2)實(shí)現(xiàn)根據(jù)業(yè)務(wù)需求按需訂閱報(bào)警信息，訂閱后報(bào)警中心即精準(zhǔn)推送用戶關(guān)注的報(bào)警信息。例如監(jiān)控員訂閱設(shè)備類報(bào)警、業(yè)務(wù)類報(bào)警，而機(jī)電人員訂閱設(shè)備故障類報(bào)警，訂閱后用戶只能收到關(guān)注的報(bào)警信息，實(shí)現(xiàn)規(guī)避無(wú)效報(bào)警信息，提高對(duì)報(bào)警信息的關(guān)注度。(3)除了傳統(tǒng)的應(yīng)用軟件彈窗提醒，報(bào)警中心機(jī)器人還支持語(yǔ)音智能提醒、在電視墻上彈屏提醒、短信提醒以及聲光報(bào)警，實(shí)現(xiàn)可定制化預(yù)警，提高對(duì)預(yù)警信息的響應(yīng)速度。(4)實(shí)現(xiàn)報(bào)警中心機(jī)器人與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行無(wú)縫銜接。當(dāng)報(bào)警中心發(fā)出預(yù)警后，監(jiān)控員可以通過(guò)對(duì)預(yù)警消息的查閱以及處置，并通過(guò)報(bào)警中心直接進(jìn)入相應(yīng)的業(yè)務(wù)系統(tǒng)處理業(yè)務(wù)，提高處置效率。

4.1.3直達(dá)救援服務(wù)

機(jī)器人告警中心不僅可以實(shí)現(xiàn)內(nèi)部信息報(bào)警，還可以通過(guò)接警定位救援小程序大大縮短司機(jī)的報(bào)警時(shí)間。司機(jī)只需掃描高速公路百米標(biāo)上的二維碼，或是用小程序上傳手機(jī)GPS智能定位數(shù)據(jù)，后臺(tái)系統(tǒng)就能迅速鎖定求救司機(jī)所在的位置，及時(shí)通知路政和救援人員前往救援，實(shí)現(xiàn)救援請(qǐng)求的準(zhǔn)確定位、快速處理，防止二次事故發(fā)生。具體功能:(1)救援發(fā)起:司乘人員可在接警救援定位小程序一鍵發(fā)起救援請(qǐng)求，將事故定位(行車方向、GPS定位等)、現(xiàn)場(chǎng)圖片、請(qǐng)求說(shuō)明等上傳。(2)救援請(qǐng)求發(fā)起:當(dāng)司乘人員將定位信息上傳時(shí)，路運(yùn)一體化路段平臺(tái)推送一次一鍵救援的消息提醒，消息內(nèi)容包括請(qǐng)求時(shí)間、請(qǐng)求位置(經(jīng)緯度和樁號(hào))、請(qǐng)求人手機(jī)號(hào)、現(xiàn)場(chǎng)圖片等。(3)救援跟蹤:監(jiān)控員可對(duì)救援信息通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)附近的視頻進(jìn)行確認(rèn)，并通過(guò)短信或小程序回復(fù)司乘人員，必要時(shí)可新建或者關(guān)聯(lián)已有交通事件模塊進(jìn)行事件處理。(4)救援歷史查詢:司乘人員可在接警救援定位小程序中查看本人在該路段發(fā)送過(guò)的所有救援記錄，包括救援請(qǐng)求時(shí)間、救援定位等信息;支持查看監(jiān)控中心對(duì)救援請(qǐng)求的回復(fù)。

4.2數(shù)字收費(fèi)站

數(shù)字收費(fèi)站框架如圖1所示。

4.2.1多源融合感知系統(tǒng)

數(shù)字收費(fèi)站的建設(shè)在收費(fèi)站原有設(shè)備的基礎(chǔ)上，部署檢測(cè)精度高、感知信息全面的路側(cè)智慧基站。智慧基站采用多源感知技術(shù)、AI邊緣計(jì)算技術(shù)、V2X/5G通信技術(shù)，集道路信息感知、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)計(jì)算、信息中繼傳輸功能于一體，采用先進(jìn)的傳感器實(shí)現(xiàn)交通信息精確感知，利用邊緣計(jì)算技術(shù)對(duì)感知信息進(jìn)行分析處理，通過(guò)光纖或4G/5G通信，以極低時(shí)延將信息傳輸給數(shù)字中臺(tái)，為收費(fèi)站綜合管控平臺(tái)提供高精度、低時(shí)延的數(shù)據(jù)支撐。智慧基站提供大范圍、多行為、多目標(biāo)的感知能力，基于激光雷達(dá)和視頻的融合技術(shù)實(shí)現(xiàn)道路全交通要素的識(shí)別，感知范圍廣，同時(shí)擁有交通流狀態(tài)、交通事件、交通參與者的感知能力。

4.2.2高效融合通信網(wǎng)絡(luò)

數(shù)字收費(fèi)站通信網(wǎng)絡(luò)是以原有網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備為基礎(chǔ)，通過(guò)部署V2X設(shè)備，增強(qiáng)收費(fèi)站內(nèi)網(wǎng)絡(luò)的通信質(zhì)量和通信效率，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)交通信息的實(shí)時(shí)傳輸。收費(fèi)站內(nèi)每隔450m左右部署一套V2X路側(cè)終端(RSU)，采用V2X通信技術(shù)，通過(guò)與平臺(tái)端、基礎(chǔ)設(shè)施的交互，實(shí)現(xiàn)交通信息的及時(shí)提示及車輛的精準(zhǔn)誘導(dǎo)。V2X具有覆蓋范圍遠(yuǎn)、通信時(shí)延低、穩(wěn)定可靠、適應(yīng)高速移動(dòng)環(huán)境的特點(diǎn)。借助V2X路側(cè)通信終端，可以提供主動(dòng)安全、道路通行效率、動(dòng)態(tài)信息誘導(dǎo)等方面的豐富應(yīng)用，保障駕駛的安全性，提高道路通行效率。V2X路側(cè)終端由主控單元(MCU)、GNSS模組、硬件安全模組HSM、PC5接口模組、Uu接口模組等組成。4.2.3高精度地圖采集、制圖及建模系統(tǒng)利用高精度地圖實(shí)現(xiàn)空間基準(zhǔn)，通過(guò)GNSS的授時(shí)實(shí)現(xiàn)時(shí)間線的標(biāo)定，形成一個(gè)時(shí)空基準(zhǔn)空間，實(shí)現(xiàn)與現(xiàn)實(shí)收費(fèi)站時(shí)空坐標(biāo)相一致的時(shí)空基準(zhǔn)，為收費(fèi)站數(shù)字化重構(gòu)提供基礎(chǔ)支撐。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高精度地圖采集、高精度地圖制圖和真實(shí)場(chǎng)景三維建模功能。

4.2.4可視化展示系統(tǒng)

可視化展示系統(tǒng)主要包括整體鳥(niǎo)瞰視角展示、局部道路視角、車輛數(shù)字孿生、多模態(tài)視頻監(jiān)控車輛身份識(shí)別等功能于一體，以可視化方式展示從自由流ETC門(mén)架到現(xiàn)場(chǎng)管控區(qū)(收費(fèi)島島頭)整個(gè)區(qū)域的交通情況、運(yùn)行數(shù)據(jù)、事件預(yù)警等信息，通過(guò)與視頻感知、交通感知等設(shè)備交互，實(shí)現(xiàn)收費(fèi)過(guò)程的可視化展示，對(duì)自由流收費(fèi)運(yùn)行情況、收費(fèi)過(guò)程進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控，確保收費(fèi)成功，提高收費(fèi)站的通行效率。

4.2.5ETC自由流系統(tǒng)

ETC自由流系統(tǒng)確保車輛通過(guò)收費(fèi)站，駕駛員不用為了交費(fèi)而專門(mén)停車或減速，系統(tǒng)主要包括主線自由流預(yù)交易、車輛圖像采集、激光車型匹配、身份綁定、三級(jí)分流提示、車道驗(yàn)證等功能，并可進(jìn)行工作人員調(diào)度。車輛在距離收費(fèi)站1000m處實(shí)現(xiàn)車輛的身份綁定，通過(guò)智慧基站及高精度地圖的采集實(shí)現(xiàn)車輛在平臺(tái)上精準(zhǔn)的數(shù)字孿生，基于智慧基站實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)感知及車輛預(yù)交易的情況實(shí)現(xiàn)車輛的精準(zhǔn)引導(dǎo)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)減少車輛通過(guò)收費(fèi)站的時(shí)間、減少車輛在收費(fèi)站發(fā)生的事故。

5結(jié)語(yǔ)

高速公路監(jiān)控中心智慧運(yùn)營(yíng)平臺(tái)需要交通行業(yè)和電子信息化行業(yè)跨學(xué)科聯(lián)動(dòng)、通力合作、持續(xù)投入，以實(shí)現(xiàn)將人的智慧轉(zhuǎn)化為高速公路監(jiān)控中心智慧交通運(yùn)營(yíng)平臺(tái)系統(tǒng)的智慧。

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作者:楊軒 單位:廣東省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院集團(tuán)股份有限公司