杭千高速公司数字交通感知应用平台

　　一、总体介绍

　　1.项目背景

　　杭新景(杭千)高速公路自2006年建成通车，经过十几年的运营，交通压力日益增长，近年全线日平均交通量已突破5万辆。尤其疫情过后交通量快速增长，面临日常交通保畅压力大，节假日常发交通拥堵特情多等难题。为顺应数字化改革、落实创新发展理念，杭千高速公司积极开展数字交通研究和探索。聚焦高速公路管理痛点难点，选择车流量大、事故多、线型复杂的杭富段中埠枢纽-场口互通(新向)约8km、建德段安仁枢纽-乾潭互通(新向)约8km进行试点，建设数字交通感知智能体系统。

　　2.应用场景

　　(1)高速综合监测

　　高速综合监测平台是对业务系统数据资源进行综合展示监测。包含实时交通流指标监测、实时数字孪生、交通事件监测和分析、实时道路视频监控四个部分。

　　实时交通流指标监测指标包括路网实时交通流量数据、平均速度，在途车辆信息等内容;交通流数字孪生以路网高精地图为载体，对实时交通信息(以不同颜色代表实时交通运行状态，显示高速公路的实时交通状况)、车辆行驶轨迹信息进行全息展示;交通事件监测实时事件，展示事件信息、事件现场图片和视频等内容，统计各类事件数及占比信息，常发事件分析;实时道路视频监控，可自主选择需要监控展示的点位，也可预置巡检策略，比如重点路段，事件优先等。

　　(2)通用应用

　　通用应用包括交通态势应用、事件管理应用、信息发布系统、数据共享平台和系统管理等应用。通过对历史和实时的结构化数据的再加工，结合业务需求，提供交通态势和事件的综合分析，如交通流态势分析、事件态势分析等，并形成统计分析报表，为管理者决策提供依据。所有数据可通过数据共享平台，提供给相关管理方，形成数据的最大化利用。当发生紧急交通状况时，可以通过通用应用平台发布预警和诱导信息，及时对驾驶员进行提醒。

　　(3)专题应用

　　基于通用应用，结合实际的业务流程，将各类业务流整合，形成业务闭环。针对事件，提供从预警、审核、溯源、发布、全息档案生成的全流程智能业务。针对拥堵，提供实时可视化拥堵预警，并根据实时交通流信息，进行拥堵的短时预测和态势推演，提前预防可能发生的拥堵事件。针对重点车辆监测，智能判断重点车辆的车型、车牌数据，实现重点车辆的精准识别和轨迹跟踪，并根据车辆全量的数字化轨迹提供多种统计分析，为管理者提供决策依据。

　　3、核心优势

　　项目围绕“安全通畅”总体目标，建设全要素感知、全路段融合、全业务智能、全周期迭代的交通智能系统，即对全路段运行状态实现全要素感知，基于全要素感知数据进行融合分析计算，生成标准化数据，通过智能高效的一体化平台和数字化场景应用，实现高效管理运营，重塑公众出行体验，并且对系统能力进行持续迭代升级。

　　全要素感知：采用摄像机、毫米波雷达实现道路交通全要素感知，采用边缘计算设备对摄像机和雷达的数据进行雷视拟合、高精定位，实现路况的全要素数据采集。

　　全路段融合：将全路段感知数据接入到数据处理中心，进行清洗、过滤和标准化处理后，结合车辆运动模型、多场景轨迹预测算法和多特征融合匹配算法等对多设备的感知数据进行融合分析，实现车辆在全路段上的轨迹融合和轨迹追踪，并基于融合后的轨迹信息进行进一步的事件分析。

　　全业务智能：通过全路段数据的采集、处理、融合、计算，为上层业务系统提供数据基础，赋能业务流程智能化升级，使高速公路管理模式由人工管理转向智能管理、被动管理转向主动管理，通过交通运行状态监测、事件快发现快联动、事件辅助分析、交通拥堵预警和重点车辆监测等多场景应用，支撑高效运营。

　　全周期迭代：本项目建设以不影响现有业务系统正常运行为前提，进行新系统的建设以及与现有系统的对接。项目建成后，采取与现有系统并行的模式。在项目运营期间，将不断迭代系统功能、拓展新的业务场景、升级系统体验，持续创新，提升管理运营能力与成效。

　　二、主要做法

　　本项目在杭新景(杭千)高速公路杭富段和建德段统一设计建设智能感知设备、数据处理中心和业务处理中心，实现交通运行状态监测、事件快发现快联动、事件辅助分析、交通拥堵预警、重点车辆监测等业务应用场景。其中智能感知设备采用视频和雷达结合的技术手段，实现交通状态快速感知，交通事件秒级发现。

　　在主线段每隔约400米设置一套视频和雷达设备，实时感知单点的道路交通数据，在杭千公司信息中心增设数据处理中心和业务处理中心，将全路段实时感知数据进行融合、计算、分析，形成全路段交通运行状态数据底座，并通过通用应用平台、专题应用平台，为上层数字化场景应用提供支撑，赋能日常管理运营。

　　项目总体架构图如下图所示：

　　
图 项目总体架构图

　　项目通过建设数字交通感知及应用系统，包括前端的摄像机、毫米波雷达、边缘计算设备，中心机房的数据处理中心和云端的业务处理中心等，实现从数据采集、数据预处理，到全路段全息交通数据融合、计算、分析，再到数据应用的全过程。精准的数据采集感知和融合处理是构建数据资源的关键，基于各类交通场景和规则建设丰富的应用系统是实现数据价值的途径。通过应用系统的建设，本项目将达到交通要素全面感知、车辆轨迹精准拟合、交通事件快速发现、道路拥堵提前预测、重点车辆实时追踪等目标，提升运营管理手段和效率。

　　三、应用成效

　　1、创新发展高速公路智慧化

　　系统采用计算视觉、雷达探测、边缘计算、人工智能、移动、大数据、移动互联等新一代的信息技术，以数字手段提高对高速公路的智慧化管理。其中雷视拟合感知、全域数据融合、目标轨迹跟踪、全息事件检测等关键技术取得了重大突破，实现高速公路真正意义上的数字孪生，具有前沿引领性，符合建设创新型国家的发展战略，是落实创新发展理念的最佳实践，为高速公路高水平高质量建设发展积累宝贵的经验。

　　2、助力高速公路运营数字化

　　数字交通是浙江省数字化改革方案的12主要应用场景之一。系统建设立足于“安全畅通高效”，聚焦公路运营管理难点，以公路基础设施的数字化、网联化、智能化，提升对高速公路的感知能力和管控能力，实现高速公路的多要素感知、跨路段融合、快业务联动、全周期迭代，构建交通态势数字孪生监测、重点车辆全息跟踪、交通事件链式智控等数字化应用场景，实现交通事件及时发现、多维事件信息存证、重点车辆车道级轨迹跟踪、交通流量监测研判等公路运营管理数字化应用。以智能化、工具化的应用，提升公路交通事故发现和处置能力，保障公路安全有序、高效畅通地运行。

　　3、提升高速公路运行服务能力

　　杭千数字交通感知及应用系统项目综合运用 5G、智能传感、人工智能、边缘计算等技术，形成实时、全域、全息的数字交通管控系统，既可服务普通车辆、重点车辆、营运车辆、特种车辆，为车辆提供安全、畅通、智能的驾驶通行环境，如亚运专车通行保障、危化品实时监测;也可服务于智能车辆，通过车路云协同，为相关部门和车辆生产企业提供智能、安全、可靠的智能网联车运行测试道路环境，为杭千的杭州段列入杭州市智能网联车测试路段打下了基础。

　　本项目项目结合点位融合算法、目标追踪算法、事件识别算法和映射模型形成数字孪生底座，实现对试验路段交通事件自动检测事件发现时间8.6S以内、检准率≥98%，同时试点区域被借鉴推广至杭州市萧山机场高速公路智慧化改造、沪杭甬高速公路杭州市区段改建工程智慧化改造，环城北路-天目山路提升改造工程等城市主干道路数字化提升等项目实践。平台展示智能感知及创新应用能力于2024年2月受到央视新闻直播关注，同年8月获得软著1项，发表论文2篇。