• 感知公路 智能出行
    2013-10-10 17:52:17   来源:tranbbs.com    评论:0 点击:


    交通运输部科学研究院党委书记王晓曼


        以“感知中国”为核心的物联网技术正在成为信息产业的又一个发展热点,它所涵盖范围更将直接影响到包括智能公路交通在内的社会生产和生活的方方面面。这对以“感知公路,智能出行”为视角的《基于物联网的公路网运行状态检测与效率提升技术》重大科技专项(以下简称:专项)而言,顺天应时。


       20116月起,以交通运输部科学研究院为牵头单位,在集合系统内外各路优势力量之下,以重庆路网为依托,“紧紧围绕广泛感知、状态分析、协同管控、信息服务四方面开展了技术攻关,目的是建立路网智能交通管理体系、实现路网运营效率和服务水平的提升。”

       近日,记者采访了交通运输部科学研究院党委书记、专项技术总体组副组长王晓曼,也表示,“能否实现专项预期目标的关键,在于能否凝聚有效研究力量和实现新技术应用与原有信息资源的有效融合”。


       “专项按‘引进来、走出去、重利用’的方针组织研发团队开展科研工作”,“并且,统一标准,协同新、旧系统,以现行信息化数据标准和行业规范为基础,制定满足示范工程系统集成需求的数据库设计规范与集成接口标准规范,推动示范工程的规范化实施。”


        高速公路上的千里眼、顺风耳

    就像人类需要感知周边的一切变化一样,纵横交错在中国版图上的高速公路,也需要感知川流而过的车辆、不期而至的风霜雨雪,以及“公路自身健康状况”等各种变化。


       【记者】:物联网让管理部门获取了对路网的广泛感知,也让奔跑在路上的车辆实现了“智慧行走”。在物联网技术炙手可热的今天,专项在技术研发上有哪些不同于以往的作为?这些感知技术突破又对物联网技术在交通领域的应用起到了哪些作用?


       【王晓曼】:实现路网的广泛感知,就必须在技术上自主研发,而且要兼顾经济实用、高效节能。为此,专项主要从车流量监测、气象条件监测、边坡桥梁监测、快速故障诊断等几个方面入手,进行技术与设备的研发。


       首先,我们知道,伴随着高速公路里程增长及机动车数量的激增,交通拥堵情况日益严重,不论是路网应急管理或是公众出行,都迫切需要了解路网拥堵状况,而完成系统所需的监测数量就意味着巨大的资金投入。为此,专项研发了自有知识产权的车检设备,能够实时采集车速并分析判断拥堵程度、车辆排队长度等信息,也可用于便携式交通量采集。设备施工时间短、功耗低,车流量误差小于5%


       第二,恶劣天气已成为影响公路交通安全的重要因素,尤其是山区路段环境多变,做好气象监测和预警服务是保证公路交通安全的重要举措。为此,专项开展了能见度气象感知和路面状况感知设备的技术攻关。实时监测所在路段的能见度、风速风向等信息,并识别路面积水、结冰、积雪等情况。

    此外,专项还研发了针对易凝冰路段的自动喷洒除冰系统,该系统对路面温度和湿度等物理量进行实时监控,在路面将要结冰之前发布预警,并可用网络或智能手机等方式远程控制融雪剂的喷洒,最大限度的减少凝冰带来的不利影响。


       第三,桥隧等设施众多的山区,日常养护工作量很大,特别是多雨季节更容易发生设施的病变和损毁,导致交通中断和人员伤亡。对此,专项开发了桥梁、边坡等设施的状态监测与健康评估系统,可实时获取边坡位移等状况数据,实时分析健康状况,及时向监控中心发出如限速、维护等预警信息和处理建议。


       【记者】:然而,数量众多的路网传感设备必然带来后期运营及维护的困难。专项对此是否做了突破性的研究?


       【王晓曼】:针对设备故障诊断困难和长期维护的需求,专项课题组围绕设备故障节点追溯、设备在线校准和故障诊断开展技术攻关,研发了设备监测诊断系统和便携式诊断设备,可对车速、交通量、能见度、积水、结冰等10类以上传感器进行在线诊断,全面掌握分析设备运行状态并及时给出设备数据异常、供电单元故障、传输单元故障等10类以上故障的判断和维修建议。


       【记者】:一个现实情况是,我国交通行业物联网领域很多还是采用进口产品,价格高昂、难以大规模应用的同时,也因设备堆砌造成一些不必要的浪费。专项中关于自主研发的部分,能否有所突破,使行业真正获得研发技术?


       【王晓曼】:事实上,专项研发了多项具有自有知识产权的设备及技术。除了车检设备之外,在气象监测和边坡桥梁监测等方面研发的设备和系统完全可以替代国外技术设备。


       一度,我国气象监测领域广泛应用进口产品,虽然设备性能好,但价格较高,难以在高速公路大规模应用。专项开展的基于大气散射的激光能见气象监测设备和基于光谱分析与热电薄膜结合的路面冰、水状况感知设备的技术攻关,经检测机构认证,设备技术性能已达到国际同类产品的水平,并且结冰的感知性能超过国际同类产品,设备已取得了国家发明专利,但价格仅为国际产品的一半。


       而专项中完成的桥梁、边坡等设施的监测系统,也初步解决了市场需求与系统成本之间的矛盾。通过最大程度的降低成本,为大规模推广应用开辟了一条切实可行的道路。

    智能管理下突发事件的快速响应


    当高速公路上发生事故,路网管理人员常常不能及时发现及掌控事态发展趋势,或者无法判断采取的处理方式是否有效,亦或者不知道如何处理事故才能更加快速有效。于此形成对比的是,目前行业内对路网状态分析与应急管控辅助策略的研究,还大多只是初步实现了对状态拥挤情况的展示及突发事件报警,并依赖管理人员的经验进行管控。


       【记者】:对于目前存在的不能及时发现高速公路上的突发事件并掌握事态发展趋势的现状,专项是否做了相应的研究?


       【王晓曼】:专项对突发事件的发现主要围绕管理软件分析和出行人员交互两个方面开展,首先,通过对交通监测实时数据以及历史数据等海量资源的分析和挖掘,进行基于车流检测数据和收费数据的交通运行情况分析,实时发现车流不正常状态,并给出交通、气象状态的分级预警。其次,专项结合手机和GPS设备实现了对突发事件点的精确定位。出行人员在发现交通事故后拨打报警电话,系统将在短短几秒的时间可以精确无误地计算出他在高速公路上的位置,及时到现场实施救助。第三,对长期的路网运行历史数据进行全面分析,找出事故多发的地点和时间黑点,并在类似情况下为管理人员提供指导和预判。


       【记者】:要实现智能管理能力的大幅提升,迫切需要一套可视可控,并且能够及时预警、快速响应的动态分析预警系统,以便于快速组织应急管控。针对目前行业内在路网状态分析和应急管控辅助策略方面研缺乏研究的现状,专项是否做出积极响应?


       【王晓曼】:目前行业内大多只是初步实现了对状态拥挤情况的展示及突发事件报警,有针对性的路网分析与应急管控辅助策略的研究确实不多。考虑到这样的现状,专项以路网实时运行状况信息为基础,以微观交通仿真模型为基础,实时分析路网交通实时运行状态并预测在5分钟、10分钟和15分钟后的发展趋势,对持续时间较长的突发事件,围绕事件影响范围、排队车辆数及排队消散时间等进行评估,并根据事件等级和评估结果,给出交通应急协调联动与疏导方案,真正做到了路网的当前状况一目了然、发展趋势洞察先机、处置措施心中有数,实现对高速公路安全的主动管理,提升路网突发事件应急和科学管理水平。


    新媒体时代下的信息服务

       毫无疑问,每一个行驶在高速公路上的司乘人员,都希望安全顺利到达目的地,那么及时的发布公众需要的信息,使每个出行人都能及时的了解路况,实现走安全路、走顺畅路、走放心路的一个非常重要的前提。纵观目前国内高速公路信息发布,其载体依然是情报板、广播、电视、网络等传统形式。


       【记者】:随着电子设备的普遍应用,日渐普及的手机及其他数字设备等新型技术越来越多的服务于高速公路。专项的研究内容是否涉猎这些新媒体手段?

    王晓曼】: 在丰富信息发布方式方面,专项研制研发了适用于低能见度状况的高亮度光纤可变情报板、具有车载设备、车路短程通信功能的路侧设备和车载终端设备等专用信息发布设备,研开发了基于触摸屏的服务区综合信息查询系统和、手机信息发布查询系统等用户应用终端。其中高亮度光纤情报板根据环境光的变化自适应调节发光亮度,适用于大雾多发路段。路侧通讯设备最大通信覆盖半径可达600m。而服务区综合信息查询和用户手机信息发布查询的终端软件也是充分集合了公交、长途等常用交通方式信息基础上,重点实现了对高速路网阻断、拥堵、事故等信息的查询功能。

    记者】:这些新媒体资源与高速公路现有服务手段是如何融合的?

    王晓曼】:专项在创新发布方式基础上,充分利用现有的互联网、广播、电视、呼叫中心等信息发布渠道基础上,增加了基于服务区触摸屏、车载终端、手机的信息发布方式,构建交通信息全方位、一体化发布平台,向出行公众提供渠道丰富的路网阻断、拥堵、事故等实时交通信息服务,以方便用户在出行前和行驶中通过多种渠道获得路况信息,实现高速公路沿线信息发布的立体化、差异化、无缝覆盖,为建设服务型高速公路奠定了基础。


    路网智能管理E格局

       是否集成应用了各种先进技术就能实现路网智能化?只有技术支撑是不够的,最关键的是要建立起各部门的数据共享和协同运营管理机制,才能发挥各类先进设备和系统的最大功效。


       【记者】:经过近二年紧张、有序的研究,专项的前瞻性研究促进了持续的技术创新和突破。技术和设备的创新是否足以支撑起路网智能化的框架?那么还有哪些环节需要打通?


       【王晓曼】:只有技术支撑是不够的,最关键的是要建立起各部门的数据共享和协同运营管理机制,才能发挥各类先进设备和系统的最大功效。为此,作为依托工程的重庆交委领导亲自协调,调动了重庆市高速公路集团、执法总队、信息中心、公路局、交委科技处、养护处等基层处室配合,成立示范工程工作组,一方面,专项通过示范工程的实施,顺利实现了高速公路和普通干线公路数据的有效交换与共享,保证了数据资源的完整性,打通了公路网运营、执法等业务部门与管理部门的数据传输通道,为有效的应急指挥、调度和信息运行效率提供保证;另一方面,围绕新技术应用形成的部门调整方案和运行机制调整方案,建立了技术创新与体制机制创新有机结合的重庆路网运营管理机制,为专项成果的成功落地奠定了重要的基础。



    责任编辑:佚名

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