高速公路机电业务培训资料

高速公路机电系统业务培训资料2024年Contents目录2.建设目标3.2指挥调度3.4出行服务1.背景3.1监测预警3.建设方案4.总结3.3分析决策3.5运维养护背景1从高速公路机电到高速公路智慧高速公路1.0：高速公路机电产品研制、标准化、产品化；高速公路2.0：高速公路信息化，包括高速公路通信网/主线监控/隧道监控/联网监控/ETC/MTC/路径识别/联网监控；高速公路3.0：高速公路数字化，包括自由流收费；应用云、AI、大数据构筑数字平台；视频云联网、大数据收费稽查、车路协同试点、两客一危；高速公路4.0：高速公路智慧化，包括人、车、路、环境融合协同；高效、安全的智能交通控制；全天候、全道路的自动驾驶。踏进智慧高速的三个演进阶段路网感知：自由流收费（车载ETC、车牌识别、车迹还原）、视频联网接入（视频质量提升、毫米波雷达、气象感知）；路网认知：车辆感知（车流统计、车速感知、轨迹搜索），交通态势（事件感知、拥堵感知、天气感知），车路协同；智慧路网：路网全要素数字化、智能监测、路权分配、应急指挥、辅助驾驶、车队编组、自动驾驶。智慧高速的建设形态是三浪叠加：2.0、3.0、4.0并存，以3.0为主，4.0为示范。利用现有高速公路进行逐步递进的智慧化提升改造。现状与挑战全面感知能力不足，事件被动发现，处置工作滞后；数据整合融合及挖掘水平亟待加强、高速公路各业务板块智能协同能力还需加强；通行效率不高，行车秩序规范性差，气象条件影响程度高，事故多发；公众出行服务智能化水平较低；指挥调度体系、事故施救和处置、各方联动效率有待于进一步提升。建设目标2交通的发展目标全面感知精准化可测、可视、可控、可服务、可预测任何时间、任何地点、任何设备上及时获取所需要的数据和信息深度融合支撑平台化信息数据之间的融合业务和系统的融合资源和业务的融合应用和需求的融合人、技术和业务的融合主动服务驱动交互化通过数据的实时科学分析和建模做出预测和预判通过多元化的服务渠道主动传递分析支撑决策科学化以大数据分析为基础以科学量化方式为交通管理与决策提供依据安全目标1.降低高速公路事故发生数量、事故发生率；2.降低高速公路事故严重程度；3.提高隧道运行安全风险识别、预警、管控能力；4.提高跨路网指挥调度协同能力；经济目标1.提高货运运输按时送达可靠性；2.提升全网运输资源调度协调性，降低物流成本；3.促进区域对外开放和人员交流。节能目标1.减少能源和材料消耗；2.减少拥堵相关的碳排放；3.降低高速公路机电运维成本；出行目标1.提高高速公路信息服务质量、服务水平；2.提高公众出行的获得感、幸福感；3.减少高速公路事件处理时间；4.提高恶劣气象影响下高速公路交通运行稳定性和路网可靠性。建设方案3系统总体构成图基础设施建设

将传统高速公路的道路、桥隧、服务区、收费站以及附属机电设施的建设，与车路协同设备、精密传感器、巡逻机器人、智能观测站等多维度交通运行智能感知基础设施体系，以及5G基站、光纤、自组网络设备、高精度导航定位等多网融合的通信网络传输体系融合统一建设，把传统土建、机电系统建设与新基建整合为有机统一体。通过感知基础设施与多网融合通信设施，实现高速公路海量数据超低时延、超高可靠、超大带宽的实时采集和传输，全面、准确、实时掌握每段路、每辆车、每个结构物的状况，构建智慧高速公路运营管理与服务的基础。传统机电系统与新基建的有效整合基础设施的数字化，建立“一张图”1、车辆运行状态感知：利用运行车辆车载终端与路侧设备V2I通信传输及路侧摄像机/雷达采集各类车辆运行状态数据，如车辆身份信息、位置信息、速度信息、异常行为等；2、交通环境状态感知：利用遥感路面状态检测器、道路气象站、气象传感器感知路面积水、积雪、结冰厚度等路面状况和检测路段内的温度、湿度、风速降雨、降雪、雾霾等气象状况；3、道路健康状态感知：利用裂缝、振动、温度、位移、应变等传感器，构建道路及桥隧健康状态感知子系统，实现对道路、桥隧全段的健康状态的感知。提升改造过程中应充分利用现有设备进行合理化的增量增配，完成原有系统和新建系统的一致化融合，系统地完成高速公路全息数字感知系统地构建。大脑中枢建设

将传统的依靠人工处理信息决策，转向依托云计算、大数据、物联网、边缘计算等新技术的支持下构建的自动控制、智能管理的智慧高速公路指挥管理中枢，包括高速公路大数据平台、信息模型平台、信息共享交换平台、基础算法平台等，通过统一数据标准、多维数据接入、数据治理，以及机器深度学习、多算法融合等，构成高速公路的智能交通大脑，实现高速公路全事件的实时、智能反馈，减少人工操作和误判，提高高速公路的精细化管理和服务水平。如何建设：1.分公司物理资源改建IaaS平台，各分公司与集团构建混合云体系；2.传统的软件平台架构不再适用，应调整为互联网架构；3.建设业务协同平台，使其具备赋能具体业务场景的统一入口，夯实多业务场景联动的基础。管理应用系统建设

在新技术的支持下，针对高速公路的路网监测、应急管理、养护管理、收费管理等主要管理功能需求，实现数据、信息的整合与共享，形成面向不同对象的统一智慧云控管理应用系统。如建设路网运行智能监测系统、自由流收费系统、应急安全指挥系统、全生命周期智能养护系统等，以实现交警、路政、运营机构等多维协同、可视指挥和高效决策管理，达到提高道路安全通畅率、降低维护成本、提高发展效益等方面的作用。智慧养护引用高精地图、北斗、无人机、机器人等技术手段，强化对边坡、桥梁、隧道等重点设施的巡查和监管，构筑监测巡检、诊断分析、养护管理、辅助决策等智慧养护体系，优化完善机电综合业务管理、养护工程管理、移动巡查管理的平台功能，推动养护全生命周期的闭环管理，强化动态化的现场巡查，及时发现基础设施健康隐患，开展基于大数据的智慧养护成效分析。智慧运行基于智能视频分析、微波、激光、北斗等新一代感知手段，同时加强与互联网企业合作，完善高速路网运行感知与传输体系，为高速公路的监测形成足够多的“眼睛”，加强视频分析和运行态势分析研判，实现事件快速识别发现和辅助决策能力，强化路网监测预警与应急处置，最终为高速公路4.0提供足够的路侧技术协同与支持。智慧收费进一步巩固全国取消省界收费站项目的建设成果，夯实在线式“收费-清分-结算”能力，打造基于多源异构数据的“稽核-追缴-征信”高速“天网”收费稽查体系，为公众提供公平、准确的收费环境；拓宽ETC用户服务边界，推动“ETC进城”，研发基于大数据精准服务的ETC增值运营，探索高速公路大数据商业开发。智慧服务融合区域范围内的服务区资源，依托服务区运营资本引进和社会化合作，推动智慧服务区、交旅融合的建设，探索“吃住行游购娱”一体化服务新模式，推动定制服务线上化，建设服务区“综合信息港”，整合高速公路路况、停车、餐饮、购物、周边旅游等路域经济服务信息，为出行公众提供便捷、温馨的服务区综合信息服务。公众服务系统建设

借助新技术为公众提供高品质出行服务，包括建设车路一体化信息服务系统、品质化智慧服务区、新能源智能充电桩、智能救援服务等。结合秒级化的事件传递、便捷化的特情服务和人性化的驾驶辅助，达到从被动感知到主动服务，为高速公路使用者提供安全、便捷、舒适的通行服务。面向公众提供可靠的先进交通服务是对现有高速公路进行智慧化提升改造的首要目标，在智慧道路基础设施和智慧高速公路云控平台的基础上，利用新技术、新手段，面向新用户，实现并提供多种先进、无缝覆盖的交通服务，包括货车自动驾驶编队行驶、多模式自由流收费、行车预警与控制、可靠交通信息服务、多模式精准道路感控、自动驾驶专用道管控等，此外可面向公安部门提供各类异常交通事件的快速处置服务等。监测预警3.1系统概述融合高速养护、服务区、收费站、交调、治超等业务管理数据，以及收费站、服务区、桥梁、隧道、摄像头、交调站、治超站等基础设施数据，提取关键指标，采用指挥大屏、监测屏幕、移动终端等方式，实现高速公路基础设施、路网运行、养护、服务区、通行状况、超限、气象、视频等一体化监测，全面掌握高速公路运行状况及交通变化态势。实现所有路段高速信息的整合，结合门户平台，为集团管理提供监测与预警手段。监控设备数据：视频、隧道CO/VI、洞口环境亮度、消防水池水位（压力等）、异常事件（火灾、事故监测等），通常用于监控视频、安全控制、指挥调度、运营管理；交调设备数据：交通量、车型、车速等，通常用于公路基础数据库建设、指挥调度。公路收费数据：出入站点、车型、车辆载荷等，通常用于收费管理、风险管理、运营优化；基础设施数据：桥梁、隧道、边坡等安全状态监测数据，护栏等附属设施性能监测数据；车辆状态数据：“两客一危”等重点营运车辆动态监控数据；移动互联数据：手机信令、导航车路信息交互等手段实现对个体车辆行为的监测功能；气象环境数据：能见度、湿度、温度、风、路面湿滑状态等气象环境信息；道路养护数据：道路施工养护作业的区段、时间、封道等信息；机电设施数据：各类机电设施设备分布、运行状态等信息；卡口执法数据：车辆超限、违章、违法等信息。监测与预警功能监测预警体系优势特点汇集数据、打破信息孤岛后，可以对监测数据进行展现，同时还可以对特殊情况进行及时的预警。包括：路网运行视频监测、交通流监测与预警、精细化气象监测与预警、交通事件监测与预警、重点基础设施监测与预警、重点营运车辆动态监测与预警、主线均衡预警、紧急停车带预警、隧道的运营检测与预警等等汇集数据、打破信息孤岛，建设集团监测数据共享体系利用异构信息快速融合模型、算法完成预警研判主题分析，构建高速公路监测数据融合的行业场景服务在省级路网监测云平台汇汇集数据、打破信息孤岛后，可以对监测数据进行展现，同时还可以对特殊情况进行及时的预警。可对多种不同情形、状态下通过数据分析进行预警。通过定制的场景和特殊的主题，针对省内高速公路提供如：综合分析主题、决策支持主题、节假日主题、交通OD主题、重点站口/互通通行监测主题等，全面反馈高速运营的整体情况，为实现区域性指挥调度提供数据依据与数据支撑。指挥调度3.2系统概述平战结合理念构建路网处置预案库，日常以普通事件联动设备控制为核心，战时以应急协同指挥为核心，实现应急资源调配、指令下达、处置状态跟踪。开展高速公路路网协调管理工作，跨省影响范围，通过沟通机制，通知邻省的交通主管部门对交通进行合理组织和疏导，从而提高公路网运行效率，避免或延缓突发事件的发生。利用现代物联网检测手段和大数据、云计算技术，对交通运行状况进行实时检测，及时发现道路交通险情和交通事故。通过隧道群大数据分析，采用交通诱导、交通控制、交通信息发布等技术手段对高速公路交通进行有效的管控和疏导，减少交通事故的发生。提高交通运行效率。应急指挥调度服务系统架构应急指挥调度处置流程处置预案平战结合理念构建路网处置预案库，日常以普通事件联动设备控制为核心，战时以应急协同指挥为核心，实现应急资源调配、指令下达、处置状态跟踪。应急预案库按交通事故、交通事件、气象灾害、隧道非常态划分，目前内置了23类处置预案。平战结合理念管理处置预案，构建路网事件应急处置护城河序号预案类型预案名称1交通事故类一般交通事故处置预案重特大（大流量）交通事故预案危化品事故处置预案2交通事件类交通火灾处置预案警卫和抢险任务处置预案交通管制处置预案路上障碍物处置预案大型活动处置预案车辆故障抛锚处置预案道路施工养护清障处置预案大流量拥堵分流处置预案异常行车处置预案借道通行处置预案车辆闯卡逃费处置预案3气象灾害暴雨处置预案大雾/雾霾处置预案大风处置预案冰雪灾害处置预案4隧道非常态类隧道火灾处置预案隧道浓雾处置预案隧道危化品处置预案隧道交通事故处置预案隧道污染物超标处置预案一张图预案联动高速数据底盘/底座/中台结合导航地图路况一张图处置事件预案丰富过程留痕预案分级预案联动设备融合标志诱导导航诱导雷达测速交通流预测监控设备门架设备车道设备沿线设施行业+互联网数据融合里程桩统一表达提升异常事件发现效率重点路段拥堵指数提升路段指挥控制权事件驱动一路多方联动处置事件分析研判应急指挥调度提升事件响应效率提升事件处置效率移动指挥移动监控多渠道沟通多方使用数据底盘：基础路网、路况、事件、视频等行业数据、互联网数据、精细化路况、路段拥堵长度、收费站排队长度、出入口拥堵长度、行程车速、交通事件、施工养护、断面流量等数据深度融合指挥调度功能亮点多源融合设备报警移动端结合提升用户体验加多沟通渠道事件预案管理指挥调度隧道监控分析决策3.3系统概述以高速公路运行动态数据指标为基础，按时间维度、空间维度、时间特征、日期特征自由组合，采用丰富的信息分析手段和表达方式，开展高速公路收费分析、交通量综合分析、运行环境分析、路网交通流分析和省界/省内OD分析等，全面掌控高速公路交通行业的运行规律及发展态势，为科学决策提供支撑。统计分析决策服务功能路网运行状态评估路网运行指标分析路网运行交通流情况对比分析路网环境信息统计分析高速公路出入口拥堵预测路网指标分析收费业务类指标分析（16种）考核业务类指标分析（16种）指调业务类指标分析（28种）路网主题分析营收主题OD主题道路资源主题养护主题出行主题通行量主题指调主题机电运维主题客户消费行为分析主题路网经营快报综合运行情况统计报告分路段/分站收费额情况统计报告路网态势研判交通流态势研判安全态势评估天气态势研判运营数据统计分析高速运营状况分析高速公路养排统计分析交通管制统计分析收费数据辅助分析业务协同关联分析专题决策支持交通流量预测专题节假日专题分析车流向专题分析出行专题分析优势特点基于收费大数据挖掘分析的交通控制创新特色，并在分析路段特征的基础上，开展运行效率、运营安全、管理效率等方面的数据支撑研究，提升匝道流量管控、收费站开闭管控、快速事件感知、道路施工等各种管控下的时空规律研判的准确性，为高速公路管控提供大数据支撑。基于收费大数据挖掘分析的交通控制创新融合多源数据分析结果，实现运营管控辅助决策，提供运营管理数据支撑通过收费、监控等多源数据的分析、挖掘，生成多维度业务统计分析报表，实现业务统计管理的自动化和预测分析的智能化，为决策者提供直观、丰富的辅助决策支持。从运营管理方面提供数据统计分析，对多维数据进行关联分析与挖掘，紧密结合指挥中心大屏显示系统进行可视化展示，深度整合营运管理业务资源，补充完善各类业务图层，实现营运管理信息的综合查询和展示，为高速公路运营管理工作提供数据支撑。主要功能包括路网运行状态评估、路网运行状况综合展示、路网动态仿真推演、运营数据统计分析、安全管理决策支持、专题决策支持、专题报表查询输出。出行服务3.4公众出行的痛点解决当前交通管理者与驾驶人间的信息不对称问题，建立公众信息云。信息不精准一般通过高德、百度、广播等获知高速信息，这些信息往往不够精准。公众需要权威发布。信息不及时出行者获得的信息不及时，往往滞后，从而导致拥堵加剧、二次事故发生等信息内容单一信息内容大多为路况信息，比较单一。没有全方位的信息发布，例如管制、施工、事故、视频等等。

没有预测信息公众想了解的施工占道、交通事故、交通管制等预测解除时间没有发布。发布渠道不足目前主要是情报板、尚高速APP等。需要集成地图导航（高德、百度）、微信公众号、微博、交通广播等多渠道发布方式。出行服务架构信息服务方式公众主要通过沿线可变信息发布屏、移动微服务、服务区智能查询终端、互联网站、交通广播电台、客服电话、手机短信等媒介获取出行信息服务。信息服务形式媒介提供内容形式广播式可变信息标志文字、图像服务出行网站文字、语音、图像、视频、电视台文字、语音、图像、视频、电台语音微博文字、语音、图像、视频广播式个性化手机短信文字微信公众号文字、语音、图像、视频、手机APP文字、语音、图像、视频、小程序文字、语音、图像、视频交通服务热线语音车载终端文字、语音、图像、视频信息服务内容基于可变速度控制、车道管理以及可变信息诱导等的高速公路主线交通流均衡控制模式为公众提供出行服务，通过对高速公路主线的交通进行调节、诱导和警告，达到保持高速公路行驶通畅、提高高速公路通行效率的目的。媒介提供内容形式作用交通信息类可变速度控制调节、诱导和警告车道管理分流信息雾天行车诱导交通资讯类路况信息出行规划制定路线改善体验拥堵状态突发事件交通事故、交通管制路段上云视频道路封路分流状态收费站开闭状态服务咨询类当前城市气象、限行信息服务保障出行规划

附近服务区加油站信息附近服务区充电桩信息附近服务区餐饮预订附近景点、购买服务;ETC充值车友互动保险咨询等衍生服务事故救援类抛锚一键救援服务事故处置事故一键救援服务事故快处快赔服务救援结算服务互动交互类现场路况的报料事故上报提升服务投诉建议打造信息服务走廊基于用户位置的伴随式主动信息服务优势特点针对在途出行者，利用高速公路出入口及主线可变情报板，融合应用广播、移动端APP、微信公众号等信息发布方式，开展全方位的交通信息诱导与伴随式、端到端信息服务；基于交通流、基础设施、气象状态等信息，依托监测与预警功能，实现路网交通主动防控，利用主线车道可变标志，构建车道级运行均衡控制系统，利用匝道交通信号控制系统，构建互通匝道运行控制系统。伴随式服务和主动控制，顺应公众出行习惯变化更精准、细致的伴随式主动服务体系将交通事件、养护计划、养护施工等因素前置到公众出行前的道路选择，方便公众合理安排时间选择道路出行；将交通事件、交通管制、服务区能否加油、车位是否充足等信息及时推送到公众，保障公众高速公路平安行车；提供第三方接入接口关心公众出行的“吃”“住”