智慧公路綜合管理系統數字孿生實現智慧交通可視化

　　一、概述
1.建設背景
 國務院頒布《交通強國建設綱要》、《國家綜合立體交通網規劃綱要》《“十四五”現代綜合交通運輸體系發展規劃》，交通運輸部頒布《交通運輸標準化“十四五”發展規劃》《數字交通“十四五”發展規劃》、《交通運輸領域新型基礎設施建設行動方案(2021—2025年)》等文件指出：

　　（1）“十四五”期間提升公路智能化管理水平。
       推動公路感知網絡與公路基礎設施建設養護工程同步規劃、同步實施，提升公路基礎設施全要素、全周期數字化水平。增強在役基礎設施檢測監測、評估預警能力。開展對跨江跨海跨峽谷等長大橋梁結構健康的實時監測，提升特長隧道、隧道群結構災害、機電故障、交通事故及周邊環境風險等監測預警和應急處置技術應用水平。建設監測、調度、管控、應急、服務一體的智慧路網平臺，深化大數據應用，實現視頻監控集成管理、事件自動識別、智能監測與預警、分車道管控、實時交通誘導和路網協同調度等功能。
（2）提升公路智慧化服務水平。
       推廣交通突發事件信息的精準推送和伴隨式出行服務，在團霧、冰凍多發區域研究推進車道級霧天行車誘導、消冰除雪等應用，支持重點路段全天候通行。推進高速公路電子不停車收費(ETC)系統應用，推進與公路運行監測等數據融合，全面提升公路信息服務水平。準確定位車輛位置，提供“一鍵式”智能應急救援服務。提升服務區智能化水平，完善智能感知設施，為充換電設施建設提供便利，建設服務區綜合信息平臺，實現大數據在運營管理、安全應急、信息服務等應用。逐步豐富車路協同應用場景。
（3）推進綜合交通大數據中心體系建設。
　　打造綜合交通運輸“數據大腦”。建強綜合交通運輸信息平臺，增強綜合交通運輸運行動態掌控和突發事件應急指揮能力。 
2.必要性分析
　　交通運輸信息化規劃指出，要推動跨部門數據融合和資源共享開放，加快提升交通運輸運行監測與應急處置能力，完善各省路網運行監測體系，強化與路政、養護、應急、交通量調查等相關系統銜接，與公安、氣象、國土資源等部門之間的信息共享，提升道路運輸安全協同防控能力，綜合運用各類信息資源，加強綜合運輸服務能力和運行動態監測分析，重點推進信息采集和監測設施與交通運輸基礎設施工程同步規劃、同步建設和改造，保障交通運輸安全。
　　依據交通運輸部門相關規劃，應緊緊圍繞“營造安全可靠集成環境、構建智能感知監測網絡、提升行業數據應用效能、實現行業管理在線協同、推進綜合交通協調運行、提供綜合優質信息服務”六個方面開展工程建設，重點打造交通運輸基礎設施、客貨運載裝備、交通運輸運行狀態的信息監測、采集和處理的智能感知監測網絡，智慧交通云平臺、智慧交通數據中心平臺，行業管理在線協同應用、綜合決策分析和應急處置應用、交通出行和物流信息服務應用等的行業信息化工程。
　（1）提升行業監管水平
　　交通信息化行業的先行者們的實踐表明，加強交通基礎設施建設，構建行業基礎數據庫，實行重點路段運行狀況的動態監測等可以有效提升行業監管水平。相比之下，傳統方式下的交通管理呈現出延時長、效率低、監管被動、調度困難等不足之處，因此，有必要實施交通管理的即時、高效、主動、協調建設，通過建立健全的交通信息采集、存儲、分析、應用，以支撐行業管理決策，提升公路監管水平。　　（2） 提升公眾服務水平
　　道路建設和維護的最終受益者是廣大的交通參與者，道路建設也是公眾服務的內容之一。通過公眾信息采集平臺搭建，建立群眾滿意的現代化交通系統;通過建設信息發布媒介設施，主動將人流量、道路通阻、氣候情況、應急處置策略等信息分享至旅客，提高出行公眾對道路運營機構服務的滿意度，提升道路運營機構的公眾服務水平。
　　（3）提升交通應急處置水平
　　應急處置水平是公路服務水平的一個重要體現點，提升應急處置水平也是信息化旅游建設的一個重要目標。通過建設智能事件檢測、多途徑事件實時上報、快速事件定位和應急處置共享一體化系統，實現事故和緊急情況的智能感知，通過不斷積累案例，逐漸完善應急預案體系，再通過信息發布媒介，在應急時刻將應急處置方案推送至旅客和其他交通參與者，提醒公眾配合協調應急指揮和交通組織，群策群力提高應急處理效率。
　　（4） 完善路網管理監測體系
　　路網管理體系包含道路運行監測、應急處置、出行服務、管理體制機制等內容。在現有路網運行管理政策制度和應急預案等的基礎上，通過建設路網運行信息化基礎設施，用互聯網和專網將道路前端與監測管理平臺進行互聯互通，建立交通運輸行業信息交換共享機制，充分利用行業要素數據，指導行業建設規劃，逐步完善路網管理體系。
　　二、億維銳創智慧公路綜合管理系統總體思路
　　1. 億維銳創智慧公路綜合管理系統 總體框架
　　以交通運輸部出臺的智慧交通相關政策為導向，立足公路管理體制和業務需求，以實現“智慧監測、智慧管理、智慧決策、智慧服務”為目標，按照“目標導向、模塊推進、示范引領、市場驅動”的原則，以多維感知能力的公路交通基礎設施、互聯網+智能交通、物聯網智能自動化等技術為驅動，以方便公眾出行、提高運輸效率、增進交通安全、加強環境保護為切入點，集成傳統監測設備、智能物聯網終端，結合互聯網+大數據等多種數字化采集手段，統籌融合多元異構數據資源，實現全新價值數據挖掘;整合業務應用，實現交通掌控精細化;構建智慧交通體系的“大腦”，實現決策的全面監管，提供多元化個性化的服務。
　　億維股份智慧公路綜合管理系統涵蓋信息采集、大數據處理研判、情報信息交互、視頻聯網管理、路網檢測協調管理、公眾信息服務、統計查詢、數據備份和系統恢復、設備管理、系統安全，預留共享接口等模塊。
　　2.億維銳創智慧公路綜合管理系統設計原則
　　結合項目的各項實際條件和運營現狀，擬從全天候實時道路監控、路面狀況信息快速采集、路面狀態準確判定、道路結冰積雪預警及處置、自動化系統控制、可視化全局管理等方向出發，兼顧環保友好、維管便捷目標，實現分宜重要通行公路的先進、智能、安全、暢通建設。
　　信息化建設要適應新技術、新產品的發展趨勢，確保具有：
　　（1） 先進性原則
　　在設計階段，就應該選擇先進和成熟的技術作為整體系統的技術架構。在各個子系統的技術路線的選擇、到設備的選型，再到如建立開發技術體系的架構，都將充分考慮這一原則。
　　（2） 可靠性原則
　　系統設計采用相對性能穩定的設備和相對成熟的技術，突出可靠性，盡量減少系統的潛在風險，確保系統能夠長期穩定可靠地運行。尤其是原始數據采集端的采集設備和數據傳輸方式和設備，這將是本系統注重設計考慮的重點。
　　（3） 實用性原則
　　滿足新的管理機制的運行，依據具體需求，為管理人員和游客提供實用的多途徑、多終端、多方式的信息服務。增強實用性一個行之有效的方法就是增強軟件界面設計環節的人機互動和用戶體驗。
　　（4）安全性原則
　　考慮到公眾信息發布也是系統不可缺少的組成部分，在用戶認證安全，操作安全，數據庫安全， 網絡安全等方面必須符合國家、行業、部門的相關安全管理規定，同時，要通過運用安全技術、部署安全產品、建立安全制度來保證整個系統信息安全。
　　（5） 開放性原則
　　系統建設滿足今后的擴展與功能的擴充，也要滿足與相關部門將來數據共享時的預留數據接口，包括與其他行業、部門和第三方平臺的業務系統的數據接口。
　　3.億維銳創智慧公路綜合管理系統設計依據
　　（1）  國家相關標準和規范
　　《道路交通標志和標線》(GB5768-2009);
　　《公路交通安全設施設計規范》(JTD-D81-2006);
　　《機動車號牌自動識別系統》(GB/T28649);
　　《視頻安防監控系統工程設計規范》(GB 50395-2007);
　　《系統接地的型式及安全技術要求》(GB14050-93);
　　《冰雪天氣公路通行條件預警分級》(GB/T 31443-2015);
　　《全球定位系統(GPS)測量規范》(GB/T18314-2009);
　　《建筑物電子信息系統防雷技術規范》(GB 50343-2012);
　　《電動汽車充換電設施電能質量技術要求》GB/T29316-2012;
　　《動態公路車輛自動衡器》(GB/T 21296-2007);
　　《建筑邊坡工程技術規范》(GB 50330-2013);
　　《建筑與橋梁結構監測技術規范》(GB 50982-2014);
　　《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010);
　　（2） IT 信息化相關標準和規范
　　《計算機軟件文檔編制規范》(GB 8567-2006);
　　《信息技術開放系統互連網絡層安全協議》(GB/T17963);
　　《綜合布線系統工程設計規范》(GB/T50311-2007)。
　　（ 3 ） 交通行業相關標準和規范
　　《道路運輸車輛衛星定位系統車載終端技術要求》(JT/T794-2011);
　　《公路橋梁結構安全監測系統技術規程》(JT/T 1037-2016);
　　《動態公路車輛自動衡器檢定規程》(JJG907);
　　《公路水泥混凝土路面設計規范》(JTGD40-2011);
　　《全國公路網管理與應急處置平臺建設指導意見》(交公路發(2009)713 號);
　　《公路網運行監測與服務暫行技術要求》(交通運輸部 2012 年第 3 號公告)。
　　（ 4 ） 建筑行業相關標準和規范
　　《邊坡工程勘察規范》(YS5230-96);
　　《結構健康監測系統設計標準》(CECS 333:2012);
　　《城市橋梁養護技術規范》(CJJ99-2003);
　　《巖土工程監測規范》(YS5229-96);
　　《建筑變形測量規程》(JGJ/T8-97);
　　《橋梁設計圖紙、檢測報告》;
　　《民用工業建筑電氣設計規范》(JGJ/T 16-2008);
    　（ 5 ） 公安交警相關標準和規范
　　《道路交通安全違法行為視頻取證設備技術規范》(GA/T995);
　　《道路交通安全違法行為圖像取證技術規范》(GA/T832-2014);
　　《安全防范工程程序與要求》(GA/T75-94)。

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