北京大兴国际机场高速公路数字化智慧管控平台

　　一、项目总体情况

　　(一)项目建设背景

　　在国家“交通强国”战略与《交通运输部关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设的意见》指引下，到2035年我国将全面完成公路数字化转型，构建实体公路与数字孪生公路“双体系”并行的新格局。北京市《智慧高速公路建设指南(试行)》中也明确要求依托数字孪生、虚拟仿真、高精度电子地图与建筑信息模型的深度融合，实现路网态势在三维场景中的精准映射、动态推演及“可视、可测、可控、可服务”的闭环管理。

　　北京大兴国际机场高速公路作为“新国门第一路”，其数字化、智慧化水平直接关系机场集疏运效率与公众出行体验。当前运营中暴露出三方面突出短板：一是既有视频监控仍以二维宫格模式分散呈现，画面与沿线实景缺乏空间耦合，导致整体态势感知弱、调阅效率低、巡检负荷大;二是已建收费、养护、应急等业务系统烟囱式布局，数据孤岛现象严重，难以形成跨域协同价值;三是重大活动保障依赖人工盯防，无法实现对路网运行状态的微观、精准、实时调控。

　　因此，亟需以视频孪生为技术底座，整合视频、定位、气象、收费等多源数据资产，构建覆盖“感知-建模-仿真-决策-控制”全链条的大兴机场高速智慧管控平台，形成实体与孪生体实时交互、业务与数据深度融合的精细化运营新模式，在降低管理成本、释放人力效能的同时，全面提升新国门第一路的智慧化服务与安全韧性水平。

　　(二)项目主要功能简介

　　为提升大兴机场高速的数字化管理，紧密围绕运行、路产、服务区、安全、办公室等管理部门日常管理痛点和实际业务需求，综合运用地理信息、数字孪生、人工智能、视频融合等先进技术，整合高速路段、服务区、收费站等场景各业务系统数据，搭建了涵盖驾驶舱、运行管理、路产管理、服务区管理、应急管理、能源管理和园区管理的1+6+N智慧化管理体系，全面提升大兴机场高速数智化管理水平。

　　1.“1”个高速运营驾驶舱

　　依托三维GIS、视频孪生与大数据技术，整合视频、收费、车流、气象、泵站等全量数据，构建27公里大兴机场高速实景数字孪生，实现物理-数字双向映射。系统按运行、路产、服务区、应急、能源、园区六类业务定制可视化主题，关键指标一屏总览、一键下钻，破除信息孤岛。管理者可在“一张图”实时掌握全要素状态，精准调度资源，科学决策，显著提升运营效率与风险防控能力。

　　2.“6”个功能模块

　　(1)运行管理模块

　　主要针对高速日常运营管理业务提供运行态势监控、交通流量管理、视频巡检、三维路况、交通事件管理、交通事件热力图、人员定位管理、治超管理、日常工作报表等功能，帮助用户便捷掌控高速运行态势，开展安全保障工作。

　　(2)路产管理

　　主要针对高速路产作业管理业务提供路产态势监控、作业车辆管理、清扫保洁管理、道路养护监控、赔补偿事件管理等功能，帮助管理人员能够科学监督路产养护作业任务，保障高速“畅、洁、绿、美、安”的出行环境。

　　(3)服务区管理

　　主要为服务区停车管理服务业务提供车辆进出监控、车位占用识别、车辆引导提示、人员监督管理、停车数据分析等功能，通过虚实融合一张图帮助管理人员精准监督停车是否规范，提供服务区安全保障和停车服务。

　　(4)应急管理

　　主要针对高速日常安全隐患治理及重要节假日、重大活动保障期间的应急保障提供智慧化管理手段，包括预警信息管理、风险管理、隐患管理、应急储备、指挥调度、防汛一张图、除雪一张图等功能，实现关键管理要素的直观表达和快速调度，提升应急响应效率，强化指挥调度能力，全面保障高速安全。

　　(5)能源管理

　　主要针对高速能耗监管和节能减排业务提供用电管理、燃油管理、节能管理、智能照明管理等功能，全面监控高速运营过程中的关键能耗数据，为节能减排提供科学决策依据。

　　(6)园区管理

　　主要针对办公园区的车辆、人员监督以及日常用餐消费等情况的全面监控管理。同时系统提供手机端应用，与高速M3系统集成，方便管理人员随时随地轻松掌控高速运行态势，及时发现并关注到重点业务内容，提高办事效率。

　　3.“N”个功能模块

　　(1)视频孪生实时实景态势研判

　　基于视频孪生引擎，对27 km高速全线摄像机进行三维实景映射，实现“所见即所得”的秒级空间检索与云台控制;五环立交、收费站、服务区等重点区域采用多路全景拼接融合技术，自动联动球机细节追视，突破传统离散视角局限。系统以空间-视频一体可视化显著提升路网态势感知与应急响应效率，为智慧高速运营提供可复制、可推广的标杆级解决方案。

　　(2)交通事件智能分析预警及决策支持

　　依托智能识别算法与视频孪生引擎，对高速全域摄像机进行三维映射，自动检测事故、行人、拥堵、逆行等异常事件，实时弹窗-声光报警并定位，全景融合还原现场态势，显著提升高速运营的多方面价值。通过联动事件上报模块记录处置过程和结果，形成交通事件热力图，为后续分析和改进提供数据支持，持续优化管理策略。

　　(3)防汛应急一张图精准调度管理

　　系统融合水位、气象、泵站等多源实时数据，以视频孪生为核心构建防汛应急“一张图”。三维场景动态标注雨量、水位，颜色分级预警并精确定位易涝点;远程联动泵站与摄像头，实时掌控设备状态。超限即触发分级预警，三维可视化呈现水流动向、设施分布及实时视频，实现监测-预警-处置闭环，全面提升防汛决策效率。

　　(4)除雪保障一张图精准调度管理

　　系统融合视频孪生、北斗定位、融雪剂物联网及全路视频监控，实时汇聚雪情、车辆、人员、物资等多源数据，构建“除雪保障一张图”。三维实景呈现人车分布、车队轨迹、应急资源等，支持移动端精准控制、语音对讲、一键调度;周边摄像头随动联动，异常自动告警。实现降雪感知、作业指挥、物资调配的全流程可视化、数字化、闭环管理，显著提升除雪效率与道路通行安全。

　　二、主要做法

　　本项目以“设备-系统-外部”三层全域数据为底座，贯通500余路视频、北斗车载、IoT传感及24类业务与气象、地图路况等多源渠道，构建PB级实时数据池;数据在三维孪生场景中实现毫秒级映射，驱动实时监测、精准预警、一键调度、节能管控和跨域共治，充分释放数据要素价值，成为可复制的高速智慧化升级范式。

　　(一)感知层设备

　　1.视频监控：500余路高清/球机/全景摄像机，覆盖27 km主线、互通立交、收费站、服务区、泵站、园区出入口。

　　2.北斗/GPS终端：所有路巡车辆、清扫车、除雪车、清障车、及便携式手持终端。

　　3.物联网传感：路面温湿度、风速风向、雨量计、水位计、融雪剂撒布机、泵PLC、路灯单灯控制器、服务区地磁/视频车位检测器、能源计量表计。

　　4.语音对讲：车载台、手持台、固定台，实时回传现场语音并带定位。

　　(二)业务系统对接

　　1.收费系统：车道交易流水、ETC门架、车牌识别、车型轴数。

　　2.交通流检测系统：微波、雷达、地磁、视频检测器输出的流量、速度、占有率。

　　3.气象与环境监测：气象局API、能见度传感器、水位传感器。

　　4.能源管理系统：电力监控系统、运行辅助系统。

　　5.园区本地系统：门禁、停车场、用餐管理。

　　(三)外部协同数据

　　1.互联网地图：高德实时路况、拥堵指数、ETA。

　　数据经ETL+API双通道每日汇聚动态数据200万条以上，形成PB级数据资源池，实现跨企业、跨部门、跨系统的统一时空编码和元数据管理。

　　(四)数据维度

　　1.空间维度：厘米级三维地理实体(道路、桥梁、隧道、收费站、服务区、泵站、路灯、标志标线)。

　　2.时间维度：毫秒级视频帧、秒级传感采样、分钟级业务流水、日/周/月级报表。

　　3.业务维度：运行监测、路产养护、应急指挥、服务区经营、能源管理、园区管理六大主题、40余类实体、2000余项指标。

　　三、取得成效

　　本案例紧密围绕交通行业数字化管理提升，应用新一代信息采集、智慧分析与处理系统等，推进实施数字化管养系统、运行监测预警平台、应急指挥调度系统等建设，推动开展业务流程和运行机制优化重构，以数字手段推动交通基础设施管理服务水平明显改进，更通过多元技术融合创新，有效提高了安全风险识别预警、快速响应和联动处置能力，全面提升公共服务和行业治理水平。

　　经济效益方面，平台投入使用后15分钟内完成27km全路段交通事件巡查，相较传统人工巡检模式，效率提升数倍;数据查询时间节省80%，大幅降低监控人员工作负荷，减少无效人力投入;依托识别算法自动识别交通事件，使事件处置时间大幅缩短，降低因拥堵、事故等延误造成的间接经济损失，同时通过精准资源调度优化配置，助力智慧运营降本增效，提升整体管理效能。

　　社会效益方面，基于三维实景的应急指挥调度能力显著提升，多元业务系统集成整合，实现管理要素一张图掌控，全局态势感知能力增强，为高速公路日常管理尤其是交通堵塞与事故、极端天气、重要活动保障等期间安全运营管理提供强力支撑。切实为每一位通行大兴机场高速的乘客或游客提供“安全、通畅、绿色、高效”的通行环境。

　　系统具备长期演进与跨场景复制能力，已入选中国信通院《2024年数字孪生技术应用潜力案例》、《2024全国企业数字中国建设优秀应用案例》和第四届“鼎新杯”数字化转型应用征集典型案例，可在交通行业快速推广复用。