智慧高速公路的總體架構(gòu)

萬(wàn)萬(wàn)，張盈

（重慶高速公路集團(tuán)有限公司，重慶400067）

1 引言

通過近30 年的發(fā)展，我國(guó)高速公路里程約1.43×105km，高速公路信息系統(tǒng)已發(fā)展到如今集電子、通信、自動(dòng)控制、視頻技術(shù)為一體的收費(fèi)、監(jiān)控、通信、隧道機(jī)電四大機(jī)電聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，智能交通系統(tǒng)初步建成[1]。自20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，尤其是最近幾年，我國(guó)的信息化建設(shè)取得了重大的成就，云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)飛速發(fā)展，并在交通運(yùn)輸行業(yè)管理和服務(wù)方面逐步應(yīng)用，為智慧交通建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

2 現(xiàn)狀

我國(guó)智能交通的研究與發(fā)展歷經(jīng)10 多年，在關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了多項(xiàng)創(chuàng)新成果。目前，計(jì)量支付、路段和隧道信息化、視頻監(jiān)控等子系統(tǒng)已在高速公路項(xiàng)目建設(shè)管理中廣泛應(yīng)用，為高速公路的智慧交通系統(tǒng)建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)智慧交通建設(shè)取得了一定的成果，但真正意義上的智慧交通并未完全、徹底實(shí)現(xiàn)，關(guān)于智慧交通建設(shè)完善的、標(biāo)準(zhǔn)化的管理制度和體系尚未形成，高速智慧交通建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化管理制度及體系需要在建設(shè)過程中逐步摸索。

3 智慧高速公路建設(shè)總體思路

3.1 指導(dǎo)思想

以智慧交通理念為引領(lǐng)，以物聯(lián)網(wǎng)、云平臺(tái)、大數(shù)據(jù)分析、區(qū)塊鏈等新一代信息技術(shù)為支撐，構(gòu)建高速公路智慧交通系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)為智慧決策提供依據(jù)、為智慧管理提供手段、為智慧服務(wù)提供支撐，有效提升高速公路的管理和服務(wù)水平，全面促進(jìn)高速管理部門的科學(xué)、健康和可持續(xù)發(fā)展[2]。

3.2 基本原則

3.2.1 統(tǒng)籌規(guī)劃，分步實(shí)施

統(tǒng)籌規(guī)劃高速公路智慧交通系統(tǒng)，構(gòu)建高效、動(dòng)態(tài)、彈性的“靈動(dòng)型”高速公路智慧交通架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)信息和應(yīng)用集成；明確建設(shè)目標(biāo)和建設(shè)內(nèi)容，分步實(shí)施，按需擴(kuò)展。

3.2.2 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，業(yè)務(wù)協(xié)同

建設(shè)業(yè)務(wù)流程、技術(shù)、信息資源高度融合的標(biāo)準(zhǔn)體系，以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范協(xié)同管理、智慧應(yīng)用，使“智慧高速”具有良好的可持續(xù)性、復(fù)制性和拓展性，并與其他相關(guān)信息平臺(tái)互聯(lián)互通。

3.2.3 信息共享，安全可靠

打破信息孤島和資源分割，實(shí)現(xiàn)高速公路建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)、辦公與服務(wù)的信息共享；提出分級(jí)安全策略，構(gòu)建安全保障體系，確保信息安全可靠。

4 智慧高速公路總體架構(gòu)

4.1 總體架構(gòu)

高速公路智慧交通總體架構(gòu)由智能交通系統(tǒng)、外部單位系統(tǒng)、基礎(chǔ)支撐平臺(tái)和應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)、五大系統(tǒng)、技術(shù)與業(yè)務(wù)標(biāo)準(zhǔn)體系和安全保障體系等部分組成[3]，如圖1 所示。

圖1 智慧交通總體架構(gòu)

4.1.1 按物理結(jié)構(gòu)劃分

從物理結(jié)構(gòu)上看，采用分布式架構(gòu)，由高速云平臺(tái)，各路段數(shù)據(jù)中心共同組成智慧交通平臺(tái)。高速云平臺(tái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)智慧交通平臺(tái)的硬件和軟件平臺(tái)的集成，是門戶，完成數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通、數(shù)據(jù)挖掘分析等。路段數(shù)據(jù)中心完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)集成和存儲(chǔ)，構(gòu)成資源池。在數(shù)據(jù)交換上，整個(gè)智慧交通平臺(tái)需要統(tǒng)一數(shù)據(jù)接口和規(guī)范，各數(shù)據(jù)中心與高速云平臺(tái)之間的數(shù)據(jù)交換可以采用“推”或“取”的方式。

4.1.2 按功能結(jié)構(gòu)劃分

從功能上看，高速智慧交通管理體系主要由智慧高速機(jī)電系統(tǒng)與接入體系、基于云計(jì)算的智慧交通管理平臺(tái)、基于大數(shù)據(jù)的智慧交通分析體系、基于云和智能終端的服務(wù)體系構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)高速的智慧建設(shè)、數(shù)據(jù)智慧采集、智慧管理及智慧服務(wù)。

從邏輯及邊界關(guān)系上看，高速公路智慧交通管理體系以應(yīng)用平臺(tái)為中心，將智能交通系統(tǒng)及相關(guān)單位的原始數(shù)據(jù)流和經(jīng)過處理后的成果數(shù)據(jù)，根據(jù)需求導(dǎo)向、標(biāo)準(zhǔn)化和特定管理權(quán)限，在各地高速公路監(jiān)控結(jié)算中心系統(tǒng)、省項(xiàng)目公司、高路咨詢公司等進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和協(xié)同管理，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)集成，以利于項(xiàng)目設(shè)計(jì)、招標(biāo)、實(shí)施及運(yùn)維管理等。

4.2 智能交通系統(tǒng)

4.2.1 概述

智能交通系統(tǒng)包括建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)、辦公4 方面的業(yè)務(wù)系統(tǒng)。業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括：（1）建設(shè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)：質(zhì)量、安全、造價(jià)、進(jìn)度、監(jiān)控和遠(yuǎn)程支持等；（2）運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)系統(tǒng)：收費(fèi)、監(jiān)控、通信、照明、通風(fēng)、環(huán)境監(jiān)控等；（3）養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)系統(tǒng)：日常養(yǎng)護(hù)與維修、專項(xiàng)養(yǎng)護(hù)與大修、災(zāi)害監(jiān)測(cè)等；（4）辦公業(yè)務(wù)系統(tǒng)：行政辦公、財(cái)務(wù)、文件、人事、檔案等。根據(jù)業(yè)務(wù)需求，各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)交換、應(yīng)用集成實(shí)現(xiàn)共享共用，同時(shí)可研究與開發(fā)新的業(yè)務(wù)子系統(tǒng)。

4.2.2 思路

高速公路交通信息化的核心是人、車、路、環(huán)境協(xié)同，交通信息化系統(tǒng)中獲取數(shù)據(jù)是重要的第一步。物聯(lián)技術(shù)可從海量的交通數(shù)據(jù)中獲取第一手的信息，讓交通服務(wù)更加具有效率，更加人性化，為大幅度提高交通運(yùn)輸管理和服務(wù)水平帶來(lái)了機(jī)遇，必將推動(dòng)高速交通信息化從注重特定業(yè)務(wù)開發(fā)，向共享信息資源平臺(tái)和特定業(yè)務(wù)需求開發(fā)并重轉(zhuǎn)變。

4.2.3 目標(biāo)

在高速機(jī)電系統(tǒng)規(guī)劃中，運(yùn)用物聯(lián)理念和技術(shù)，采用多種信息采集手段及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地采集交通數(shù)據(jù)，并依靠網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳送，為交通誘導(dǎo)和控制提供必要的檢測(cè)信號(hào)，為交通控制戰(zhàn)略提供科學(xué)的決策依據(jù)，也為高速公路安全運(yùn)行管理提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)為高速公路出行者提供便捷的服務(wù)信息，構(gòu)建起監(jiān)測(cè)、管理、服務(wù)和評(píng)價(jià)的四位一體有機(jī)整體。

5 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了以云平臺(tái)為依托，集成建設(shè)管理、運(yùn)營(yíng)管理、養(yǎng)護(hù)管理、辦公管理和公眾服務(wù)五大系統(tǒng)，利用集成工具軟件和應(yīng)用開發(fā)平臺(tái)，完成統(tǒng)一門戶、單點(diǎn)登錄、數(shù)據(jù)統(tǒng)一、數(shù)據(jù)接口和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化，支持智能手機(jī)、PDA、云桌面等智能終端應(yīng)用，目標(biāo)以實(shí)現(xiàn)高速公路流程標(biāo)準(zhǔn)化、管理專業(yè)化、服務(wù)便民化、運(yùn)維精細(xì)化為重點(diǎn)，有效提升高速公路的管理和服務(wù)水平，希望為全國(guó)智慧高速公路的全面推廣實(shí)施提供有力支撐。