延崇高速是連通北京冬奧會延慶賽區和張家口賽區的公路主通道。作為交通運輸部智慧公路試點項目,延崇高速進行了一系列服務于冬奧會等的智慧公路關鍵技術研發應用,取得階段性成果,剩余建設任務將于9月底完成,隨后將進入調試試運行階段,年底前正式投入運營。日前,筆者實地探訪,提前感受了延崇高速的“智慧”。
推動車路協同
服務保障賽時快速通行和應急處置
9月2日下午,延崇高速赤城服務區??康囊惠v技術車輛引起不少司乘人員關注:十來條顏色各異的電線從車頂延伸到車內,車內陳設著各種電子設備,三四名技術人員正在進行測試,“下發事件:模擬延崇高速路段不利氣象情況?!薄笆盏剑〗邮照?,圖標顯示正常……”
這是延崇高速智慧二標的路運一體化車路協同系統建設項目正在進行功能調試。該項目今年8月底已經完成硬件安裝任務。
“這個項目最關鍵的就是針對高速公路危險場景缺乏實時安全預警能力的問題,采用基于車路協同的實時通信預警技術,實現在危險場景下通過路側單元設備對車輛進行安全預警,輔助車輛行駛安全的功能?!毖映绺咚僦腔鄱隧椖拷浝硗跗G斌介紹說。
順著王艷斌手指的方向,筆者看到,對向車道旁的一個桿子戴上了一頂“小白帽”?!斑@是測速雷達,旁邊的桿子上還安裝有一個設備,就是RSU(路側單元)?!蓖跗G斌解釋,這兩個設備分別像系統里的“哨兵”和“廣播員”,測速雷達負責實時觀測路上情況,并將情況數據反饋給平臺,數據經過邊緣計算和平臺的“大腦”處理后會傳遞給RSU,由RSU向車輛及時“廣播”。而通行車輛想要接收到相關數據,實現車路協同,還需安裝一個“小秘書”――OBU(車載單元),這個像路由器一樣的小盒子接收數據后,會通過車載顯示終端及時提醒駕駛員:前方哪個標段發生擁堵、哪個服務區關閉……
目前,延崇高速主線已經實現了測速雷達、RSU全覆蓋。
“除此之外,針對高速公路發生異常事件時處置策略時效性差、末端觸達能力不足的問題,系統還采用基于云邊一體化的事件協同管理技術,實現了異常事件下云邊信息共享、事件協同處置,大大提高了數據傳輸、處理的能力?!蓖跗G斌表示。
“冬奧會賽時對于道路的快速通行和應急處置有著更高要求。這樣的‘智慧’加成,將在冬奧會賽時為通行車輛和人員提供交通安全、通行效率等方面的更好體驗。”延崇籌建處信息中心負責人吳建波說,除路運一體化車路協同系統外,目前智慧三標的北斗高精度定位綜合應用、智慧四標的綜合運行智能監測與預警系統建設也正在抓緊推進中。
屆時,北斗高精度定位綜合應用將實現北斗衛星導航系統信號在延崇高速示范路段(含隧道)的全覆蓋,通過利用北斗信號對目標車輛實現高精度定位,構建起基于北斗信號的高速公路應急救援一體化管理系統,建成后能在冬奧會賽時實現車輛人員的迅速定位與救援力量的動態調度。
綜合運行智能監測與預警系統則將對延崇高速沿線6座重點橋梁、3座特長隧道等基礎設施實現安全與健康狀態的智能感知、分析及預警功能,利用感知系統積累的海量監測數據,建立基礎設施退化預測模型,既為基礎設施預防性養護提供技術支撐,也為冬奧會賽時及后續服役期的安全提供保障。
打造“智慧大腦”
9月2日,在位于懷來縣的智慧一標項目部,隨著項目經理高軍的操作,一個像動畫片一樣的畫面就切換到了屏幕上:一輛輛“卡通”小車輕快地行駛在公路上,四周的場景隨著路線變化而轉變,隨意點中其中一輛車,就能全程不間斷地監控它的行駛情況和異常行為,讓管理者一目了然。
“看,這里出現了紅色標識,就意味著道路出現了擁堵,需要進行監控和調度?!备哕姼嬖V筆者,這是最近剛剛完成的基于BIM(建筑信息模型)和GIS(地理信息系統模型)的四維仿真系統,可以將延崇高速上的實時路況更加準確、生動地呈現出來,并實時進行事件預警,為管理者提供決策依據。
8月底,延崇高速智慧公路的“智慧大腦”――智慧一標打造的基于大數據的路網綜合管理系統也已經具備相關功能。該系統是延崇高速智慧交通建設的核心,路運一體化車路協同系統、北斗高精度定位綜合應用等建設完成后,數據也會統一匯入其中。該系統將通過采集路段交通數據、互聯網數據,基于大數據技術對所采集的數據進行分析、歸納和梳理學習,形成面向公眾、管理者和冬奧會的具備迭代升級能力的自學習智能化應用系統。
在系統提供的綜合管理服務中,針對冬奧會的各項交通保障是重點之一。“如何通過數字化綜合管理與服務有效保障山區高速公路的安全與暢通,確保冬奧會賽時乃至未來路網的順利運行,是我們建設系統過程中面臨的最大挑戰?!备哕姳硎?,除了打造四維仿真系統外,路網綜合管理系統還將實現精準氣象分析預警、移動式隧道監測等功能。
“當前,延崇高速K115000處,氣溫17攝氏度,路面溫度21.3攝氏度,能見度21636.9米……”在智慧一標項目部,隨著高軍演示進入路網綜合管理系統的氣象監測界面,可以看到,該系統已經可以實時監控延崇高速主路段的氣象情況。
“精準的氣象分析預警對于冬奧會賽時的交通保障必不可少。”高軍介紹說,冬奧會賽時,延崇高速由于其特殊的地理位置,冰雪天氣增多的概率較大,有可能出現能見度低、路面覆冰覆雪等情況,影響行車安全。而通過路面狀況
檢測儀對路面溫度的實際測量,結合互聯網采集的區域氣象預報信息,可實現路段級的路面預報,實現對覆冰覆雪路段的準確預警。
在此基礎上,系統將通過數據挖掘和深度學習,摸索除冰除雪所需要的人力、機械、材料等數量,通過大數據制定準確的除冰除雪保暢方案,為相關單位及時采取行動提供科學依據,保障張家口賽區和延慶賽區之間約一小時轉場。
吳建波表示,隨著諸多數據的接入,路網綜合管理系統的各項功能都將逐步具備,并將在后續的調試過程中與冬奧會需求進一步深度結合,打造一條充滿“智慧”的高速公路