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随着科技的发展，人们对外出的便捷性、安全性和环保性有了更高的需求。传统交通具有道路拥堵、救援缓慢、管理混乱、污染严重等问题，为解决这一世界难题，20世纪90年代初，诞生了智能交通系统（Intelligent Transport System，简称ITS），即实时、准确、高效的综合运输和管理系统。随着物联网、云计算、大数据、移动互联等高新IT技术发展，到2010年，逐步升级为智慧交通系统理念。
一、国内智慧高速发展现状
遂资高速公司认真贯彻落实四川省委重要会议精神，按照四川省人民政府办公厅《关于加快推进全市平安智慧高速公路建设的指导意见》（川办发[2019]22号）及四川省交通运输厅《关于加快推进全市平安智慧高速公路建设工作方案》（交川函[2019]310号）的工作要求，积极响应国家发展战略和省委省政府号召，紧密结合四川高速公路建设管理实际，紧跟技术发展潮流，努力提升自身管理水平，積极探索和实践一条符合遂资高速公路实际需要的可持续发展道路。
二、遂资平安智慧高速解决方案
结合四川省委省政府、省交通运输厅的工作安排和部署，结合遂资高速公路实际，拟定了遂资高速公路平安智慧建设总体设计思路：充分利用已有的EOM平台、ECR平台、遂资云等系统，采用5G通信、云计算、物联网等高新技术，进行多维数据汇聚、清洗、融合，碰撞出多重应用，服务于高速公路营运管理和公众多样化出行需要。
（一）平安智慧高速设计思路
依托遂资公司已有的软硬件资源，形成高速智慧交通综合监管平台，纵向建立“路段中心—收费站（服务区、停车区）—基层设施”的分级信息汇集处理平台，由监控分中心负责高速公路上各方信息资源的归类、应用、调度;横向建立交通运输与公安、文旅、应急、通信、气象、医院等部门的省级和区域级互联互通机制。各收费站、服务区分别负责对外发布各自领域的信息，按职责开展高速公路管理工作。
（二）平台主要实现功能
（1）提高公众出行服务能力，借助公众号、诱导屏、可变情报板、广播、热线、地图等方式为司乘人员提供伴随式信息服务。
（2）提升监测预警能力，对宏观交通流状态、事故、气象等进行实时监测预警。
（3）增强风险评估能力，对风险行为、风险车辆、风险路段进行实时评估，并联动公众服务进行及时提醒。
（三）平台总体架构
平台充分按照云计算的框架并结合遂资高速公司已建成的信息化系统进行设计，采用了“五层三体系”架构，横向五层为感知采集层、基础设施层（IAAS层）、平台支撑层（PAAS层）、数据服务层（DAAS层）、业务应用层（SAAS层），纵向支撑三体系为安全管控、标准规范、运维服务体系。
（1）感知采集层
感知采集层为平台的主要数据来源，这些数据主要来源于三个维度：一是基于智能视频分析技术与物联传感技术获得的动态数据，如道路事件、流量、车辆属性、气象等;二是基于互联网系统、地图系统等获取的数据，如位置、车载等;三是基于其他机电类的业务系统对接而来，如道路设施数据、收费数据、电力能耗数据等。目前，大部分的基础数据都可以从已有的项目中获取。
（2）基础设施层（IAAS层）
基础设施层主要包含2部分，其一是基础物理设施，包含构建平台所需的通用计算资源、GPU计算资源、存储资源、网络资源等物理设施;二是云管平台，利用虚拟化技术、云化技术，将计算、存储、网络、安全资源变成资源池来创建标准化的虚拟数据中心，并由云管理平台提供资源池管理接口，对虚拟化后的资源池进行统一调度，面向服务层提供可直接使用的物理服务器资源。
（3）平台支撑层（PAAS层）
平台支撑层主要包含3部分，其一是基础支撑，包含数据库、数据索引、数据查询、数据导入/导出、内存计算、实时计算等基础支撑组件，为数据清洗、治理、融合提供基础底座;二是算法支撑，包含由事件检测算法、异常行为分析算法、车辆结构化算法、人脸人体结构化分析算法、位置解析算法以及风险分析算法等形成的算法仓，配合基础设施资源，对物联感知的原始数据进行二次分析，提取更丰富的数据资源;三是应用支撑，为DAAS、SAAS层提供数据库服务、AI支撑服务、监测服务等。
（4）数据服务层（DAAS层）
数据服务层是平台的核心，主要提供1套数据治理工具，1套大数据资源池以及1套数据接口服务。其中数据治理工具包含数据源头治理、数据清洗校验、数据治理评估等工具;大数据资源池则是将清洗治理后的数据进行组织，按照服务的业务应用不同，分为基础库、专题库、主题库、标签库等;数据接口服务，则为业务应用层提供数据订阅、数据模型、数据统计及综合查询等。
（四）系统业务流向
整个系统的业务闭环流程简单概括如下：
Step1：前端感知终端如雷达仪、激光检测器、智能视频摄像机、气象检测器、雨量探测仪、热成像检测器等设备实现高速公路相关的各类动静态信息采集。基于前端感知终端提供的数据，后端系统可对各类数据进行综合研判，动态监测和及时预警，进而实现对高速公路交通总体态势的整体把控。
Step2：一旦产生预警告警信息或者突发事件，系统转为应急指挥调度的业务流程，通过应急预案处置流程和调度指挥，实现对应急资源的紧急调配和人员物资的合理安排，并通过信息共享发布系统实现应急突发事件信息的共享发布。
Step3：日常状态下各类设施设备状态监测数据以及应急状态下的事件处置过程信息，将基于大数据分析技术，实现对高速交通数据价值的深度挖掘和辅助决策。
Step4：基于高速交通多维数据的大数据辅助决策，可以实现对前端点位布设位置、数量和日常监测预警内容、采集频率的进一步优化调整，从而实现整个业务流程的闭环。 三、平安智慧高速项目基础
平安智慧交通建设是一项长期工程，通过以下6项平安智慧高速公路项目建设，信息化、智能化的优势在公司管理和日常运维中已初步体现，为打造平安智慧的遂资高速公路迈出了关键的一步。
遂资高速公司在信息化、智能化的建设过程中，先后研发了“运维管理信息化系统（EOM平台）”、“应急指挥及抢险救助保障系统二期（ECR平台）”、“遂资云云盘系统”等多个项目，涵盖了公司内部管理、高速公路日常运维管理等全方面业务流程，为开启平安智慧高速奠定了坚实基础。
（一）遂资高速公司运维管理信息化系统（EOM平台）：EOM平台是根据遂资高速公司的核心业务流程，结合GIS等技术，以收费管理、养护管理、路巡管理为核心，开发了营运管理、养护管理、路巡管理、综合稽查考核、招投标管理、合同管理、成本管理、行政管理、安全管理以及管理信息综合显示等10个子系统。EOM平台覆盖了遂资高速公司全业务流程，实现了办公无纸化，打破部门间数据壁垒，实现管理数据的高度共享，是遂资高速公司信息化、智能化建设的重要组成部分。EOM平台采用联合研发，共同建设，遂资高速公司拥有该项目50%产权，目前相邻高速公路路公司正就采购路巡管理系统开展谈判，开创了信息化建设从投资到收益的新思路。
（二）遂资高速公司应急指挥及抢险救助保障系统二期（ECR平台）：项目包含硬件升级改造和软件研发，并基于“物联网”技术，集成了情报板、高清摄像头、静态计重器等硬件的控制管理功能，研发出ECR平台。ECR平台将全路段网络升级为万兆交换机+双环网组网方式，取代原有华为传输方式，为后续的全路段监控项目提供稳定、快速的网络环境;升级改造了定位、一键报警、高清摄像、智能监测等功能，减少操作员工作量，提高安全紧急事件的反应速度，为各级管理者提供辅助决策依据，提升用户的安全保障。ECR平台在研发之初就充分考虑与EOM平台进行整合关联，ECR的收费数据、情报板信息等可以反馈给EOM系统，达到数据共享并使关联数据更加准确，极大的提高了工作效率。
（三）遂资云（数据中心）：利用云端对数据提供安全性和服务质量的有效控制，对公司内部的非结构化数据如各种电子资料、文档数据等进行统一的整合、精细化管理，并对不同部门和岗位设置查阅权限，减少用户数据资产的暴露风险，并方便不同部门、人员之间的协调办公以及外部人员的交流协作，增强了沟通灵活性，进一步提升了工作效率。
（四）深化收费公路制度改革取消高速速公路省界收费站收费系统信息化升级改造项目：深化收费公路制度改革，提高综合交通运输网络效率，降低物流成本，取消高速公路省界收费站，实现省界间不停车快捷收费。根据四川省政府、省交通运输厅、高管局有关工作要求，推进中央与地方两级营运管理等系统升级改造，按照遂资高速公司工作安排和部署，遂资高速公司对全线9个收费站进行了硬件及软件标准化建设改造。项目升级改造24套ETC门架、24条ETC混合车道、23条ETC专用车道。在全国高速公路组网中，切换平稳，收费系统运行正常，圆满完成取消高速速公路省界收费站收费系统信息化升级改造工作。
（五）打造BIM建模试验路段项目：随着BIM建模技术的发展，对10公里路段进行了BIM数据采集，并进行三维建模，后续将与无人机高清视频、图片、红外热成像等信息实现无缝连接。
（六）收费治超升级项目：将收费广场治超系统优化至收费车道，并实现收费数据和治超数据互联互通，实现了客、货车均能自动判别和无人值守的功能，大大的提高了工作效能，减少了人力资源成本支出，属首家在四川高速路网实现该功能的路段公司，该项目获得了国家专利，并得到了省交通厅和路网公司的高度评价。
四、平安智慧高速系统解决方案
（1）全程高清视频监控子系统
目前遂资高速公路视频系统全线升级为高清摄像机，间隔为5km，离全线监控还有一定距离。接下来我们建设的目标是实现全路段监控，将摄像机间隔减少到500米—200米。届时在项目中会采用5G通信和分布式存储等技术解决视频数据的传输、存储压力大的问题。
（2）智慧服务区子系统
服务区大数据分析应用系统定位于高速公路服务区的“智慧大脑”，以数据为核心，从数据感知、多源异构数据的汇聚、数据的治理、多维数据的融合关联到多元多类型数据分析模型库的构建，为服务区提供三大能力：服务区安全运行监测能力、服务区经营管理决策指导能力、公众出行服务能力。
（3）智慧养护子系统
高速公路大规模建设逐渐处于收尾期，道路养护运维工作将成为高速公路管理者未来最大的难题。为了解决这个痛点问题，国内厂商推出了AI开放平台，只需基础素材，利用平台的模型训练工具，便可自动检测识别道路上的裂纹、路障等，同时采集到的素材（来自无人机数据应用）持续进入训练平台，不断优化，提升算法模型的准确率。
（4）智慧高速大数据分析决策子系统
采用两级架构，路段层面构建智慧交通综合监管分平台，指挥中心构建智慧交通综合监管总平台。各分平台对下实现路段各子系统数据的汇聚整合及将总平臺下达的联动指令、时钟信息同步指令传递到各子系统;对上将汇聚整合后的数据按照标准的协议推送到总平台，并接收总平台下达的指令。
五、平安智慧交通建设的难点
（一）投入成本高，平安智慧交通是一个体系，涉及到软件、工程等众多项目，建设周期长，需长期投入大量人力物力，成本控制是关键，需将有限的经费，投入到重点项目的建设中;
（二）需确保正式投运效果，避免出现烂尾项目;特别是监控联合调度、一路三方协调以及多业务大数据分析;
（三）平安智慧高速大平台的后期运维阶段，需进一步完善机电维护制度，持续全方位培养机电维护人员业务能力;
（四）建设平安智慧大平台需结合后期发展需要，可升级、可改造并具有良好的兼容性。
二十一世纪是一个技术高速发展的时代，大数据、人工智能、新能源汽车、无人驾驶等科技蓬勃发展，也与高速公路的发展息息相关，我们应该紧跟时代的潮流，改变观念迎接信息化时代带来的挑战，不忘初心，砥砺前行，继续为提升高速公路营运管理水平和服务质量而不懈努力！
作者简介：袁成科（1982.4.16），男，汉，重庆，职务：工程师，本科，研究方向：通讯传输。
一、国内智慧高速发展现状
遂资高速公司认真贯彻落实四川省委重要会议精神，按照四川省人民政府办公厅《关于加快推进全市平安智慧高速公路建设的指导意见》（川办发[2019]22号）及四川省交通运输厅《关于加快推进全市平安智慧高速公路建设工作方案》（交川函[2019]310号）的工作要求，积极响应国家发展战略和省委省政府号召，紧密结合四川高速公路建设管理实际，紧跟技术发展潮流，努力提升自身管理水平，積极探索和实践一条符合遂资高速公路实际需要的可持续发展道路。
二、遂资平安智慧高速解决方案
结合四川省委省政府、省交通运输厅的工作安排和部署，结合遂资高速公路实际，拟定了遂资高速公路平安智慧建设总体设计思路：充分利用已有的EOM平台、ECR平台、遂资云等系统，采用5G通信、云计算、物联网等高新技术，进行多维数据汇聚、清洗、融合，碰撞出多重应用，服务于高速公路营运管理和公众多样化出行需要。
（一）平安智慧高速设计思路
依托遂资公司已有的软硬件资源，形成高速智慧交通综合监管平台，纵向建立“路段中心—收费站（服务区、停车区）—基层设施”的分级信息汇集处理平台，由监控分中心负责高速公路上各方信息资源的归类、应用、调度;横向建立交通运输与公安、文旅、应急、通信、气象、医院等部门的省级和区域级互联互通机制。各收费站、服务区分别负责对外发布各自领域的信息，按职责开展高速公路管理工作。
（二）平台主要实现功能
（1）提高公众出行服务能力，借助公众号、诱导屏、可变情报板、广播、热线、地图等方式为司乘人员提供伴随式信息服务。
（2）提升监测预警能力，对宏观交通流状态、事故、气象等进行实时监测预警。
（3）增强风险评估能力，对风险行为、风险车辆、风险路段进行实时评估，并联动公众服务进行及时提醒。
（三）平台总体架构
平台充分按照云计算的框架并结合遂资高速公司已建成的信息化系统进行设计，采用了“五层三体系”架构，横向五层为感知采集层、基础设施层（IAAS层）、平台支撑层（PAAS层）、数据服务层（DAAS层）、业务应用层（SAAS层），纵向支撑三体系为安全管控、标准规范、运维服务体系。
（1）感知采集层
感知采集层为平台的主要数据来源，这些数据主要来源于三个维度：一是基于智能视频分析技术与物联传感技术获得的动态数据，如道路事件、流量、车辆属性、气象等;二是基于互联网系统、地图系统等获取的数据，如位置、车载等;三是基于其他机电类的业务系统对接而来，如道路设施数据、收费数据、电力能耗数据等。目前，大部分的基础数据都可以从已有的项目中获取。
（2）基础设施层（IAAS层）
基础设施层主要包含2部分，其一是基础物理设施，包含构建平台所需的通用计算资源、GPU计算资源、存储资源、网络资源等物理设施;二是云管平台，利用虚拟化技术、云化技术，将计算、存储、网络、安全资源变成资源池来创建标准化的虚拟数据中心，并由云管理平台提供资源池管理接口，对虚拟化后的资源池进行统一调度，面向服务层提供可直接使用的物理服务器资源。
（3）平台支撑层（PAAS层）
平台支撑层主要包含3部分，其一是基础支撑，包含数据库、数据索引、数据查询、数据导入/导出、内存计算、实时计算等基础支撑组件，为数据清洗、治理、融合提供基础底座;二是算法支撑，包含由事件检测算法、异常行为分析算法、车辆结构化算法、人脸人体结构化分析算法、位置解析算法以及风险分析算法等形成的算法仓，配合基础设施资源，对物联感知的原始数据进行二次分析，提取更丰富的数据资源;三是应用支撑，为DAAS、SAAS层提供数据库服务、AI支撑服务、监测服务等。
（4）数据服务层（DAAS层）
数据服务层是平台的核心，主要提供1套数据治理工具，1套大数据资源池以及1套数据接口服务。其中数据治理工具包含数据源头治理、数据清洗校验、数据治理评估等工具;大数据资源池则是将清洗治理后的数据进行组织，按照服务的业务应用不同，分为基础库、专题库、主题库、标签库等;数据接口服务，则为业务应用层提供数据订阅、数据模型、数据统计及综合查询等。
（四）系统业务流向
整个系统的业务闭环流程简单概括如下：
Step1：前端感知终端如雷达仪、激光检测器、智能视频摄像机、气象检测器、雨量探测仪、热成像检测器等设备实现高速公路相关的各类动静态信息采集。基于前端感知终端提供的数据，后端系统可对各类数据进行综合研判，动态监测和及时预警，进而实现对高速公路交通总体态势的整体把控。
Step2：一旦产生预警告警信息或者突发事件，系统转为应急指挥调度的业务流程，通过应急预案处置流程和调度指挥，实现对应急资源的紧急调配和人员物资的合理安排，并通过信息共享发布系统实现应急突发事件信息的共享发布。
Step3：日常状态下各类设施设备状态监测数据以及应急状态下的事件处置过程信息，将基于大数据分析技术，实现对高速交通数据价值的深度挖掘和辅助决策。
Step4：基于高速交通多维数据的大数据辅助决策，可以实现对前端点位布设位置、数量和日常监测预警内容、采集频率的进一步优化调整，从而实现整个业务流程的闭环。 三、平安智慧高速项目基础
平安智慧交通建设是一项长期工程，通过以下6项平安智慧高速公路项目建设，信息化、智能化的优势在公司管理和日常运维中已初步体现，为打造平安智慧的遂资高速公路迈出了关键的一步。
遂资高速公司在信息化、智能化的建设过程中，先后研发了“运维管理信息化系统（EOM平台）”、“应急指挥及抢险救助保障系统二期（ECR平台）”、“遂资云云盘系统”等多个项目，涵盖了公司内部管理、高速公路日常运维管理等全方面业务流程，为开启平安智慧高速奠定了坚实基础。
（一）遂资高速公司运维管理信息化系统（EOM平台）：EOM平台是根据遂资高速公司的核心业务流程，结合GIS等技术，以收费管理、养护管理、路巡管理为核心，开发了营运管理、养护管理、路巡管理、综合稽查考核、招投标管理、合同管理、成本管理、行政管理、安全管理以及管理信息综合显示等10个子系统。EOM平台覆盖了遂资高速公司全业务流程，实现了办公无纸化，打破部门间数据壁垒，实现管理数据的高度共享，是遂资高速公司信息化、智能化建设的重要组成部分。EOM平台采用联合研发，共同建设，遂资高速公司拥有该项目50%产权，目前相邻高速公路路公司正就采购路巡管理系统开展谈判，开创了信息化建设从投资到收益的新思路。
（二）遂资高速公司应急指挥及抢险救助保障系统二期（ECR平台）：项目包含硬件升级改造和软件研发，并基于“物联网”技术，集成了情报板、高清摄像头、静态计重器等硬件的控制管理功能，研发出ECR平台。ECR平台将全路段网络升级为万兆交换机+双环网组网方式，取代原有华为传输方式，为后续的全路段监控项目提供稳定、快速的网络环境;升级改造了定位、一键报警、高清摄像、智能监测等功能，减少操作员工作量，提高安全紧急事件的反应速度，为各级管理者提供辅助决策依据，提升用户的安全保障。ECR平台在研发之初就充分考虑与EOM平台进行整合关联，ECR的收费数据、情报板信息等可以反馈给EOM系统，达到数据共享并使关联数据更加准确，极大的提高了工作效率。
（三）遂资云（数据中心）：利用云端对数据提供安全性和服务质量的有效控制，对公司内部的非结构化数据如各种电子资料、文档数据等进行统一的整合、精细化管理，并对不同部门和岗位设置查阅权限，减少用户数据资产的暴露风险，并方便不同部门、人员之间的协调办公以及外部人员的交流协作，增强了沟通灵活性，进一步提升了工作效率。
（四）深化收费公路制度改革取消高速速公路省界收费站收费系统信息化升级改造项目：深化收费公路制度改革，提高综合交通运输网络效率，降低物流成本，取消高速公路省界收费站，实现省界间不停车快捷收费。根据四川省政府、省交通运输厅、高管局有关工作要求，推进中央与地方两级营运管理等系统升级改造，按照遂资高速公司工作安排和部署，遂资高速公司对全线9个收费站进行了硬件及软件标准化建设改造。项目升级改造24套ETC门架、24条ETC混合车道、23条ETC专用车道。在全国高速公路组网中，切换平稳，收费系统运行正常，圆满完成取消高速速公路省界收费站收费系统信息化升级改造工作。
（五）打造BIM建模试验路段项目：随着BIM建模技术的发展，对10公里路段进行了BIM数据采集，并进行三维建模，后续将与无人机高清视频、图片、红外热成像等信息实现无缝连接。
（六）收费治超升级项目：将收费广场治超系统优化至收费车道，并实现收费数据和治超数据互联互通，实现了客、货车均能自动判别和无人值守的功能，大大的提高了工作效能，减少了人力资源成本支出，属首家在四川高速路网实现该功能的路段公司，该项目获得了国家专利，并得到了省交通厅和路网公司的高度评价。
四、平安智慧高速系统解决方案
（1）全程高清视频监控子系统
目前遂资高速公路视频系统全线升级为高清摄像机，间隔为5km，离全线监控还有一定距离。接下来我们建设的目标是实现全路段监控，将摄像机间隔减少到500米—200米。届时在项目中会采用5G通信和分布式存储等技术解决视频数据的传输、存储压力大的问题。
（2）智慧服务区子系统
服务区大数据分析应用系统定位于高速公路服务区的“智慧大脑”，以数据为核心，从数据感知、多源异构数据的汇聚、数据的治理、多维数据的融合关联到多元多类型数据分析模型库的构建，为服务区提供三大能力：服务区安全运行监测能力、服务区经营管理决策指导能力、公众出行服务能力。
（3）智慧养护子系统
高速公路大规模建设逐渐处于收尾期，道路养护运维工作将成为高速公路管理者未来最大的难题。为了解决这个痛点问题，国内厂商推出了AI开放平台，只需基础素材，利用平台的模型训练工具，便可自动检测识别道路上的裂纹、路障等，同时采集到的素材（来自无人机数据应用）持续进入训练平台，不断优化，提升算法模型的准确率。
（4）智慧高速大数据分析决策子系统
采用两级架构，路段层面构建智慧交通综合监管分平台，指挥中心构建智慧交通综合监管总平台。各分平台对下实现路段各子系统数据的汇聚整合及将总平臺下达的联动指令、时钟信息同步指令传递到各子系统;对上将汇聚整合后的数据按照标准的协议推送到总平台，并接收总平台下达的指令。
五、平安智慧交通建设的难点
（一）投入成本高，平安智慧交通是一个体系，涉及到软件、工程等众多项目，建设周期长，需长期投入大量人力物力，成本控制是关键，需将有限的经费，投入到重点项目的建设中;
（二）需确保正式投运效果，避免出现烂尾项目;特别是监控联合调度、一路三方协调以及多业务大数据分析;
（三）平安智慧高速大平台的后期运维阶段，需进一步完善机电维护制度，持续全方位培养机电维护人员业务能力;
（四）建设平安智慧大平台需结合后期发展需要，可升级、可改造并具有良好的兼容性。
二十一世纪是一个技术高速发展的时代，大数据、人工智能、新能源汽车、无人驾驶等科技蓬勃发展，也与高速公路的发展息息相关，我们应该紧跟时代的潮流，改变观念迎接信息化时代带来的挑战，不忘初心，砥砺前行，继续为提升高速公路营运管理水平和服务质量而不懈努力！
作者简介：袁成科（1982.4.16），男，汉，重庆，职务：工程师，本科，研究方向：通讯传输。