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京德智慧高速信息化系统工程

作者:石磊(河北雄安京德高速公路有限公司)

摘要:智慧高速是一项涵盖智能终端、智能决策、智能管控、风险预警等内容的系统工程。智慧高速建设目前仍处于起步阶段,一些痛点问题包括人工巡检慢、数据孤岛、无法统一调配、故障响应慢等,仍是当前建设的热点问题。本文针对京德智慧高速信息化系统工程的建设过程,重点分析了系统平台的设计架构和功能模块。利用启迪云控平台,着力解决智慧高速的痛点问题,巩固和扩大高速公路信息化的建设成果。

近年来,随着政策的不断出台,智慧高速的重要性逐渐被人们认识到。智慧高速是将IoT、云计算、大数据、AI等技术应用于高速公路形成一种融合交通系统工程,核心是将交通物理模式转换为数字模式,基于数据构建协同管控与出行服务平台,利用数字化感知、网络化连接、智能化平台提高交通管理的能力、效率和品质。

背景

北京-德州高速公路(京德高速)由北京新机场高速公路和任丘至德州高速公路组成,是北京大兴国际机场高速网的重要组成部分,全长87.256Km。作为雄安新区“四纵三横”区域高速公路网中的纵四线,京德高速的重要性不言而喻。为响应国家政策,京德高速以试点形式建成了包含风险分析系统、应急指挥系统、云控服务系统和坐席管理系统的启迪云控平台,优化管理流程、提高通行效率、提升出行体验、辅助行车安全,打造“智慧高速示范路”。
启迪云控平台是一套标准性、综合性的信息化平台,全面覆盖智慧高速业务领域,弥补了传统高速公路信息化能力不足的缺陷,实现了人、车、任务的关联和协调,能够将信息整合,统一进行分析调度,合理分配资源,满足了智慧高速运营管理的诉求。该平台具有数据信息自动汇集、消息实时推送、多元信息服务、AI智能分析等优势,对促进高速公路基础设施建设数字化转型,提升运营管理和服务的精细化、信息化、智能化水平具有重要意义。

平台结构设计

启迪云控平台的总体架构如图所示。平台由车路云通信网关、车路云服务网关、智能网联数据总线、智能网联数据实时计算系统、智能网联大数据分析建模系统和智能网联大数据存储系统六大模块组成。

车辆、路侧边缘云、第三方车辆管理平台、第三方公共信息服务平台、车辆生产企业等数据信息与车路云通信网关和车路云服务网关进行交互。车路云通信网关包括车辆总线数据、视频图像数据、点云数据和车辆消息数据接收系统。其中车辆总线数据接收系统的主要目的是生成一套标准的可采集数据格式,适配各种类型车辆的数据采集和控制模块,并输出标准的云控车辆总线数据格式,具体方法是在云端定义可获取的数据全集,每个数据都拥有其唯一的标识ID(DUID)和特定的数据分类子集,因此当车辆与云端通信时,平台通过唯一的DUID就能知道需要采集的数据和标准格式,极大地提升了平台的标准性和普适性。车路云服务网关用于提供对外访问的接口,能够实现实时消息上报、消息主动推送、按需请求、消息订阅等功能。实时消息上报包括车辆基本信息、部件工作事件、运行事件、车辆违法行为、道路变更、车道边界信息变更、路面条件异常、障碍物感知、行人感知、天气信息等内容;消息推服务会将采集到的数据在云端进行汇集分析,并主动向车辆推送,使其能实时了解交通状况;按需请求主要包括动态车道规划、交通管制信息、实时交通流量、信号灯实时状态、气象状况等请求服务;考虑车路云服务对安全可靠性的要求,车路云服务网关还增加了服务注册中心、服务认证中心、服务路由等模块,用心跳连接监测和Token验证的方式保证服务的安全。
这些信息会通过智能网联数据总线进入智能网联数据实时计算系统和智能网联大数据分析建模系统进行汇集、计算和分析,并将计算结果返回至终端和平台侧,所有的数据信息会存储在智能网联大数据存储系统,主要可以分成动态数据、静态数据和事件类数据三个类型。
智能网联数据总线的基本功能是车辆总线数据接收,作用是实现平台各个子系统之间的消息传递功能,作为分布式系统的中心点,降低各个子系统之间的耦合度,使之专注于自身的业务能力,可以进行单独的部署和开发。
智能网联数据实时计算系统提供了一种接收与处理分离的数据处理模型,利用云雾边多端协同,能够以毫秒级的速度进行数据处理并响应需求,快速反馈;不仅提供了车辆行驶过程中所需要的各种环境信息,包括红绿灯、交通管制、天气,车辆位置、速度、方向、车灯状态、雨刮器状态等数据,还提供了车辆之间的互通能力和协同决策能力,站在全局交通情况的角度上,对车辆进行指挥诱导,有效加强了公共服务能力。智能网联大数据分析建模系统是由数据查询、数据分析、任务调度、用户管理四个模块组成的一个B/S架构的大数据分析平台,基于海量数据获取,进行数据分析、挖掘数据潜在价值并不断更新完善模型,以此提高数据分析工作的可靠性和便捷性。该系统可以在浏览器端的Web控制台上与集群的数据仓库进行交互,也可以按照有向无环图(DAG)的模式运行并进行任务调度。

功能模块

系统平台共包括4个主要子功能系统,分别是风险分析系统、应急指挥系统、云控服务系统和坐席管理系统。
(一)风险分析系统
风险分析系统围绕安全,从京德高速的运行风险、交通态势、实时风险、风险应对等方面进行安全管控,重点关注运行监控、态势分析、风险预测和风险应对4个模块。
运行监控模块用于监控宏观数据,平台展示的数据信息包括关键交通动态数据、高精度地图数据展示和设备数据汇总。具体表现为:道路统计信息、道路分段状态、收费站数据、道路拥堵指数、道路事件发生Top5(日)、智慧停车统计、全局道路并对不同的区域进行重点展示、设备点位联动展示、雷达实时数据列表展示、实时监控、设备展示、设备实时覆盖率、设备在线率(月)、本月设备在线时间统计、无人机巡航、各路段设备明细,路段、设备、工作状态、供应商。
态势分析模块用于分析京德高速的交通情况,主要考虑流量和车辆两个维度。平台展示的信息为交通流实时数据、交通实时状态的地图概览和车辆基础属性数据。具体表现为:各路段通行量、道路分时统计、收费站分时流量、近七天通行昼夜率、全线通行状态、运行指数趋势预测、平均速度、交通态势示意、历史交通态势示意回溯、实时感知车辆渲染、实时监控、分车型统计、分车型趋势、车辆溯源、假日车流量统计、重点车辆路段分布、重点车辆地区分布。
风险预测模块是基于京德高速实时运行情况和交通状态对风险进行实时分析和预警。主要包括道路实时风险、气象风险、相邻车道速度差风险统计、区间平均速度差风险统计、实时交通风险指数评估、拥堵风险预测、实时风险、瓶颈定位、今日交通事件、事件统计趋势、次生事故统计、事件高发路段、近30天事件高发时间。
风险应对模块是基于感知到的信息,经过系统汇集和分析计算,对重点路段和重点事件进行判断决策和处理,主要包括主动控制服务、实施情报板信息和应急资源储备。
(二)应急指挥系统
应急指挥系统包括应急实时现场展示、应急调度管理、应急评估管理和应急知识库4个功能模块。
应急实时现场展示表现为平台的应急事件相关信息展示,包含事件基础信息、事件周边监控画面和应急事件处理相关第三方的实时监控。
应急调度管理模块具体包括以下功能。
(1)事件信息管理列表:查看现有所有应急事件;
(2)应急事件新增:应急事件基本信息页面,对应急事件基本信息进行输入,完成新增;
(3)应急事件上报:对单一事件进行上报,上报对象为内置对象,如交警、上级指挥单位;
(4)应急事件处理详情:查看已有应急事件相关信息;
(5)应急任务管理:对当前账号下的任务进行管理设施管理;
(6)应急任务新增:针对已有事件补充相关信息和任务处理;
(7)应急任务完成处理:对正在进行的任务进行完结处理(完成、取消);
(8)应急评估管理包括评估报告管理列表:查看和搜索应急事件报告列表;评估报告新增;根据事件编号对事件基础信息和相关影响进行导入;灾害损失统计管理。应急知识库包含管理条例、应急预案、事故案例库,能够对相应的文件进行上传、查看等操作。
(三)云控服务系统
云控服务包含12个功能模块,分别为在线跟踪、融合感知、测试准入、设施管理、策略控制、数据管理、历史数据查询、沙河环境、OTA管理、统计分析、系统管理和道路养护模块。
在线跟踪模块能够可视化地展示车辆、事件、RSU和情报板的位置及信息;融合感知模块主要展示典型车辆、典型路侧点、路侧监控画面以及实时在线车辆;测试准入模块通过车辆基本信息管理、OBU车载设备管理、TBOX终端管理和证书管理实现安全可靠的新车入网。
设施管理模块对路侧点、路侧摄像头、路侧雷达、RSU、RCU、证书、情报板、气象站、能见度检测仪、视频事件分析仪等设备进行集中管理,提高了设施管理的效率和便捷性;策略控制模块由事件配置、事件发布、事件管理、节点数据管理、道路数据管理、路网可视化管理、MAP数据管理和数据开关组成;数据管理模块包括典型车路和典型摄像头,能够对典型车辆、典型摄像头、路侧点、路口进行新增、删除、保存、开关等操作;历史数据查询模块能够对车辆的历史行车行为和路径进行搜索和查看;沙河环境模块能够对上传云端的BSM数据进行验证和解析;OTA管理模块负责对设备固件进行验证、新增、修改、查看、删除和对策略升级的执行、新建、修改和删除操作;统计分析模块用于设备生命周期和数据统计报表,能够对事件分布、车辆/事件时刻分布、车辆周分布、事件周分布、RSU影响车辆数据排名等进行统计;系统管理用于用户的新增、修改、启动/禁用、查看、权限授予、角色查看、权限维护等,同时还可以对模块进行新增和修改;道路养护模块主要用于巡检养护计划的新增、修改、删除、查看,下发计划和查看巡检养护记录,同时会在PAD端进行消息通知下发。
(四)坐席管理系统
坐席管理系统包括实时检测模块、事件管理、车辆管理、情报管理、知识库、数据中心、数据字典和系统设置8大功能模块。实时检测模块能够对实时路况,如高速公路平均速度、高速公路交通指数、维护路段数量、拥堵路段数量、高速公路实时事件、事件类型、解决方案、实时车辆信息统计等内容进行展示;事件管理模块用于查看事件列表、查询事件详情并对事件进行处理;车辆管理模块在对车牌号码、车辆编号、VIN、车型、车辆类型、车辆分组、管理厂商等车辆信息进行查询的同时还能给车辆分组,便于统一管理;情报板管理模块主要用于展现情报板数据,分为情报板信息查询和情报板实时信息;知识库可以对事件和应急预案进行定义,发生事故时能通过知识库快速定位到事件及应急预案,缩短事故应急决策响应时间;数据中心模块用于定义第三方的数据规则,包括路侧设备开关、风险系统数据开关、策略开关、阿里策略开关和展示天气数据信息;数据字典模块能够实现信息分组中的新增、删除、搜索、更改姓名等操作;系统设置模块主要表现为系统日志功能,能够实现登录日志、查询日志、操作日志、事件升降级日志等功能。

结束语

本文基于京德智慧高速信息化系统工程建设,分析了该系统建设中的启迪云控平台设计架构,并详细介绍了风险分析系统、应急指挥系统、云控服务系统和坐席管理系统四大子系统。该平台着力解决了智慧高速的痛点问题,提升了京德高速的整体智能化水平,助力京德高速成为一条安全、便捷、高效、快速且舒适的智慧高速公路。
参考文献
[1] 李旭辉.新一代多维信息融合智慧高速公路出行服务系统构建[J].公路,2021,66(01):244-247.
[2] 魏子奇.探讨智慧高速+互联网环境下信息化基础架构[J].建筑工程技术与设计,2021(21):2917.
[3] 张焕炯.智慧高速云平台构建及关键技术研究[C]// 第十一届中国智能交通年会.2016: 969-972.
[4] 金安.京雄高速河北段:高质量建设京雄间便捷高速通道[J].中华建设,2021(15):8.
[5] 高晓波,丛侃.智慧高速公路建设研究探析[J].公路,2021,66(7):209-213.

原文刊载于2022年第6期《中国交通信息化》)

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