飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控技術(shù)及應(yīng)用

戴振宇

（上海城建城市運(yùn)營（集團(tuán)）有限公司，上海 200023）

0 引言

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通出行需求急劇增長，早期修建的高速公路已難以適應(yīng)當(dāng)前大流量、大物流及大交織的交通需求，尤其是連接城市出入口的高速路段，交通擁堵嚴(yán)重，亟須對現(xiàn)有高速公路進(jìn)行拓寬以提升道路通行能力，滿足高速增長的貨物運(yùn)輸及居民出行需求[1]。截至2020 年底，我國公路養(yǎng)護(hù)里程已達(dá)514.4 萬公里，占公路總里程的99%[2]。當(dāng)前，我國高速公路改擴(kuò)建已經(jīng)成為態(tài)化。主干高速公路改擴(kuò)建期間處于“邊運(yùn)營邊施工”的狀態(tài)，部分車道通行條件受限，往往“通而不暢”，擴(kuò)建期間的運(yùn)營管控重在減少交通擁堵和安全事故[3]。尤其是飽和交通量條件下開展高速公路改擴(kuò)建施工，既要考慮安全運(yùn)營，又要兼顧施工進(jìn)度[4]，不僅使交通運(yùn)行管理面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也對基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營提出了更高要求。目前，高速公路改擴(kuò)建運(yùn)營管理中常用的管控手段是交通管制、車道封閉等，并輔以設(shè)置交通警示標(biāo)志、專人值守引導(dǎo)等人工手段，或直接采用斷流式施工方式[5]。但這些方式在交通主干線上或飽和交通量下難以使用，且往往對異常狀況的發(fā)現(xiàn)滯后，應(yīng)急處置效率較低。由于傳統(tǒng)運(yùn)營管控技術(shù)難以滿足飽和交通量下精細(xì)化的運(yùn)營管理需求，亟需運(yùn)用新的技術(shù)手段提升改擴(kuò)建過程中的運(yùn)營管控能力。近年來，交通新基建加速布局。2021 年，交通運(yùn)輸部印發(fā)《數(shù)字交通“十四五”發(fā)展規(guī)劃》，提出“十四五”期間重點(diǎn)加快交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化，推動公路感知網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，完善道路交通監(jiān)控設(shè)備，構(gòu)建集監(jiān)測、調(diào)度、管控、應(yīng)急、服務(wù)一體的數(shù)字化綜合管控平臺，加強(qiáng)既有交通基礎(chǔ)設(shè)施提質(zhì)升級，提高設(shè)施利用效率和服務(wù)水平。交通基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化等新一代信息技術(shù)給飽和交通量等復(fù)雜交通場景下高速公路改擴(kuò)建一體化運(yùn)營中易擁堵、交通事故頻發(fā)及應(yīng)急處置困難等問題的解決帶來了新的方法和技術(shù)路徑。

國內(nèi)的專家學(xué)者開展了很多高速公路改擴(kuò)建過程中數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用方面的研究，如：趙仲華[6]研發(fā)了高速公路建養(yǎng)一體化管理信息系統(tǒng)，以可用性為目標(biāo)對高速公路的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行全面分析，為高速公路建設(shè)與運(yùn)營管理決策提供工具支持；張磊[7]提出了建管養(yǎng)一體化數(shù)字高速的理念，為開展高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營奠定了基礎(chǔ)；隨著國內(nèi)高速公路交通需求的不斷增長，郭宏亮等[8]針對高度城市化地區(qū)，以飽和交通量下的高速公路為研究對象，構(gòu)建具有區(qū)域特征的高速公路交通流量需求預(yù)測模型，進(jìn)而提出了飽和流量下的高速公路改擴(kuò)建交通運(yùn)行管理策略；隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，信息化等先進(jìn)技術(shù)逐漸被應(yīng)用到高速公路改擴(kuò)建工程交通運(yùn)行管理中，伍朝輝等[9-11]提出利用BIM技術(shù)集成在役道路設(shè)施檢測數(shù)據(jù)，應(yīng)用于大中修、改擴(kuò)建等養(yǎng)護(hù)工程中，可實(shí)現(xiàn)交通保通仿真分析、施工組織模擬分析等。

國外關(guān)于高速公路數(shù)字化運(yùn)營技術(shù)方面的研究開展得較早，美國、日本、歐盟等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)均建有較為完善的高速公路運(yùn)營管理系統(tǒng)，對高速公路改擴(kuò)建運(yùn)營管理的研究主要集中在分析改擴(kuò)建期間交通事故特征、優(yōu)化交通組織圍封方案、減少交通事故風(fēng)險等方面[12]。如Shladover[13]利用短程通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)高速公路路況感知，基于感知數(shù)據(jù)提供相應(yīng)的管理與服務(wù)，提升車輛在高速公路行駛的安全性；Soriano等[14]發(fā)起了一項(xiàng)名為“EasyWay”的智慧交通項(xiàng)目，目的是引導(dǎo)歐洲國家部署統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的智慧交通系統(tǒng)與服務(wù)；Moehrle等[15]提出了一種基于案例與情景的突發(fā)事件應(yīng)急處置方法，在決策時間很短、存在許多選項(xiàng)或事件未被完全預(yù)料到時，基于類似歷史事件和場景的數(shù)據(jù)分析，確定合適的管理方案，提升突發(fā)事件應(yīng)急處置的科學(xué)性。

綜上所述，國內(nèi)外研究人員從多個方面開展了高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控的研究與實(shí)踐，但仍存在以下3 個方面的不足：①缺少對飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)架構(gòu)的梳理；②改擴(kuò)建期間突發(fā)事件頻發(fā)且多樣，原有感知外場設(shè)備功能受限，通用識別算法不適用，事故識別率有待提升；③飽和交通量下突發(fā)事件的處置時間長，嚴(yán)重影響道路通行效率，缺少支持事故快速處置的智能化工具與技術(shù)。為解決以上問題，本文將在分析運(yùn)營管控目標(biāo)與需求的基礎(chǔ)上，圍繞飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控技術(shù)開展研究，采用面向過程的結(jié)構(gòu)化分析方法，構(gòu)建適用于飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控的系統(tǒng)架構(gòu)，并基于系統(tǒng)架構(gòu)，給出各個模塊的業(yè)務(wù)流程圖，以期填補(bǔ)當(dāng)前復(fù)雜交通場景下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)技術(shù)的空白。最后將以G15（嘉瀏段）高速公路改擴(kuò)建工程為例，通過實(shí)踐對該系統(tǒng)架構(gòu)及管控效果進(jìn)行驗(yàn)證。

1 飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控目標(biāo)與需求分析

高速公路改擴(kuò)建運(yùn)營服務(wù)的核心是“以人為本”，解決飽和交通量等環(huán)境條件約束下的道路通行能力問題，并提供快速、高效、準(zhǔn)時、舒適的出行服務(wù)。因此，高速公路改擴(kuò)建運(yùn)營服務(wù)的目標(biāo)是保障交通暢通和道路通行安全。為了達(dá)到該目標(biāo)，需要解決流量飽和、事故頻發(fā)及施工養(yǎng)護(hù)作業(yè)受限三者間相互影響所帶來的問題。可以運(yùn)用數(shù)字化技術(shù)與手段，精準(zhǔn)聚焦飽和流量下高速公路改擴(kuò)建期間的運(yùn)營管控需求：一是最大程度減小改擴(kuò)建施工對通行效率的影響，確保交通流穩(wěn)定；二是對改擴(kuò)建期間交通運(yùn)行狀況的監(jiān)控和交通事件的精準(zhǔn)識別，提前發(fā)布預(yù)警信息引導(dǎo)車輛安全有序通過，對事故及時響應(yīng)與處置，提升道路通行效率。為實(shí)現(xiàn)以上功能，需增強(qiáng)對管控路段的交通運(yùn)行感知能力，提高交通流監(jiān)控與突發(fā)事件識別的水平，完善交通事故應(yīng)急預(yù)案和路況信息動態(tài)發(fā)布措施，降低改擴(kuò)建期間交通組織圍封和突發(fā)性交通事件對道路通行效率的影響，保障交通暢通與安全。

飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控目標(biāo)與需求見表1。

表1 高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控目標(biāo)與需求

2 高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)構(gòu)建

2.1 構(gòu)建方法

高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)的構(gòu)建需要兼顧穩(wěn)定性與開放性，以適應(yīng)新基建時代不同階段基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化升級的要求及不斷演進(jìn)的技術(shù)形態(tài)[16]。從整體結(jié)構(gòu)看，高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)本質(zhì)上是由經(jīng)典智能交通系統(tǒng)中各子系統(tǒng)自下而上的采集、傳輸、處理及應(yīng)用等構(gòu)成，各子系統(tǒng)相互融合實(shí)現(xiàn)最優(yōu)管控效果。因此，高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)的構(gòu)建可借鑒智能交通系統(tǒng)體系中面向過程的結(jié)構(gòu)化分析方法。面向過程的結(jié)構(gòu)化分析方法主要是以系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)為中心，依循各子系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)傳輸與轉(zhuǎn)換的關(guān)系，自上而下對系統(tǒng)功能進(jìn)行拆解和設(shè)計，直至構(gòu)建成可滿足實(shí)際需求的物理模型[16]。面向過程的結(jié)構(gòu)化分析方法符合人的思維、行為習(xí)慣，易于實(shí)現(xiàn)，因此本研究采用面向過程的結(jié)構(gòu)化分析方法進(jìn)行高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)的構(gòu)建。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

要實(shí)現(xiàn)飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控，需要構(gòu)建高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)架構(gòu)，提升飽和交通量下交通運(yùn)行數(shù)字化管控與服務(wù)水平。高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控技術(shù)主要通過實(shí)時獲取改擴(kuò)建施工路段的交通運(yùn)行狀況與快速精準(zhǔn)識別交通事件等相關(guān)參數(shù)數(shù)據(jù)，借助路側(cè)信息發(fā)布設(shè)施來實(shí)現(xiàn)速度、匝道及路徑誘導(dǎo)等交通控制策略。因此，采用面向過程的結(jié)構(gòu)化分析方法自上而下構(gòu)建飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)架構(gòu)。如圖1所示，系統(tǒng)架構(gòu)主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與傳輸及信息發(fā)布3個層次。

由圖1 可知，數(shù)據(jù)采集基于路側(cè)感知設(shè)備和外部系統(tǒng)采集車流、事件及氣象等數(shù)據(jù)，提高高速公路改擴(kuò)建期間的交通運(yùn)行狀況的感知控制能力。相比傳統(tǒng)的人工視頻監(jiān)測和巡檢，數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測交通運(yùn)行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)并主動報警異常事件，輔助提升突發(fā)事件的應(yīng)急響應(yīng)能力。數(shù)據(jù)處理層主要對實(shí)時的交通運(yùn)行狀況數(shù)據(jù)進(jìn)行融合、分析并建模，實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)行態(tài)勢預(yù)測、交通事件精準(zhǔn)識別及快速應(yīng)急處置等，為管理決策提供支撐。傳統(tǒng)的事后依靠人工和經(jīng)驗(yàn)識別并處置存在作業(yè)效率低的問題，而通過大數(shù)據(jù)智能分析，可實(shí)現(xiàn)事前預(yù)防、科學(xué)快速決策。信息發(fā)布層主要通過改擴(kuò)建期間高速公路沿線感知通信控制網(wǎng)，發(fā)布速度協(xié)調(diào)、擁堵預(yù)警及合流控制等管控措施信息，確保交通運(yùn)行高效、安全。與傳統(tǒng)的投入大量人力、物力的被動疏導(dǎo)管控方式相比，既提高了管理效率，又減少了施工作業(yè)人員的安全風(fēng)險。

3 子系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程構(gòu)建與功能分析

基于已構(gòu)建的高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)架構(gòu)，采用面向過程的結(jié)構(gòu)化分析方法，繼續(xù)對交通運(yùn)行服務(wù)控制、交通事件識別與應(yīng)急處置保障、動態(tài)信息發(fā)布等各子系統(tǒng)的數(shù)字化技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑及功能進(jìn)行分析。

3.1 交通運(yùn)行服務(wù)控制業(yè)務(wù)流程及系統(tǒng)功能

精細(xì)化的交通運(yùn)行服務(wù)控制系統(tǒng)的功能主要是通過全息感知、高精度定位及通信等技術(shù)實(shí)現(xiàn)。精準(zhǔn)掌握交通實(shí)時運(yùn)行情況，通過人工智能算法實(shí)現(xiàn)對交通流態(tài)勢的預(yù)判、事件持續(xù)時間和影響范圍的評估，通過動態(tài)信息發(fā)布系統(tǒng)，生成交通流管控方案，并由交管部門認(rèn)定，實(shí)現(xiàn)車道和車速的實(shí)時管控，避免飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間發(fā)生交通事故，緩解交通擁堵，提高道路通行效率及運(yùn)行安全。通過以上分析可知，交通運(yùn)行服務(wù)管控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程是基于路側(cè)實(shí)時數(shù)據(jù)和計劃數(shù)據(jù)的采集，通過數(shù)據(jù)處理分析進(jìn)而生成交通運(yùn)行控制策略。交通運(yùn)行服務(wù)控制系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程如圖2所示。

該系統(tǒng)主要具備以下功能：

（1）交通流量監(jiān)測與預(yù)測分析。通過數(shù)據(jù)信息處理和整合，精準(zhǔn)掌握飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間的實(shí)時交通運(yùn)行情況與交通運(yùn)行態(tài)勢，分析高速公路改擴(kuò)建期間道路剩余通行能力，實(shí)現(xiàn)運(yùn)行態(tài)勢分析與預(yù)判、交通事件影響分析及管控效果評估等功能，進(jìn)而采取速度協(xié)調(diào)、排隊(duì)預(yù)告等控制策略，為管理決策提供支撐，緩解交通擁堵，提升道路通行能力。

（2）交通運(yùn)行狀態(tài)特征分析。綜合交通流、天氣等數(shù)據(jù)，分析不同時間維度、不同空間維度的高速公路改擴(kuò)建期間交通流特征與服務(wù)能力，優(yōu)化改擴(kuò)建施工計劃，減少對交通運(yùn)行的影響。

3.2 交通事件識別與應(yīng)急處置保障業(yè)務(wù)流程及系統(tǒng)功能

構(gòu)建高速公路交通應(yīng)急管理體系，對于突發(fā)事件的科學(xué)管理與緊急救援具有重要的作用。該體系主要包括安全預(yù)警、應(yīng)急管理及緊急救援3方面內(nèi)容?；诼穫?cè)全息感知、邊緣計算、時空數(shù)據(jù)分析等關(guān)鍵技術(shù)，構(gòu)建交通運(yùn)行風(fēng)險預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)對飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間交通安全隱患的分析、預(yù)測和預(yù)警。運(yùn)用高速公路事件智能識別技術(shù)輔助傳統(tǒng)人工識別，提高交通突發(fā)事件的識別效率，通過制定、匯總不同級別交通事件形成交通突發(fā)事件應(yīng)急處置策略數(shù)據(jù)庫，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)化的交通應(yīng)急處置保障流程體系。通過以上分析可知，交通事件識別與應(yīng)急處置保障系統(tǒng)分為突發(fā)事件快速識別體系、外部數(shù)據(jù)輸入及應(yīng)急處置保障體系3 部分（如圖3 所示），從而實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件的感知自動識別、預(yù)案生成與管理、資源調(diào)度與優(yōu)化配置。

交通事件識別與應(yīng)急處置保障功能主要將事件識別系統(tǒng)與應(yīng)急策略數(shù)據(jù)庫搭載到同一數(shù)字化運(yùn)管平臺上，通過系統(tǒng)平臺發(fā)出事件識別預(yù)警，提供解決策略，調(diào)用配套資源，以縮短發(fā)現(xiàn)事件時的反應(yīng)時間，減少對運(yùn)營人員主觀經(jīng)驗(yàn)的依賴，提高應(yīng)急救援效率，同時也規(guī)范各類事件的應(yīng)急救援流程，提高救援工作的穩(wěn)定性。

3.3 動態(tài)信息發(fā)布業(yè)務(wù)流程及系統(tǒng)功能

動態(tài)信息發(fā)布系統(tǒng)的主要功能是基于交通運(yùn)行服務(wù)控制和交通事件識別與應(yīng)急處置保障技術(shù)，通過高速公路改擴(kuò)建期間沿線布設(shè)的可變信息標(biāo)志和移動終端等方式實(shí)現(xiàn)：一是通過路側(cè)的A 板或F 板實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)行速度協(xié)調(diào)、擁堵預(yù)告及合流預(yù)警控制等管控功能；二是通過事件信息管理系統(tǒng)和互聯(lián)網(wǎng)等渠道發(fā)布預(yù)警信息，提升飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間信息發(fā)布的覆蓋面和及時性，滿足出行者大眾化、普適性的服務(wù)需求，為公眾提供出行前、出行中及出行后等不同階段的信息服務(wù)，提高道路通行效率，確保交通運(yùn)行安全。該系統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程如圖4所示。

4 G15（嘉瀏段）高速公路改擴(kuò)建工程案例

G15（嘉瀏段）高速公路是上海市與外省市交通的重要通道，全長12.57km，設(shè)計車速為100km/h，隨著長三角一體化發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施，其交通量持續(xù)增長。為了適應(yīng)不斷增長的交通需求，提高道路服務(wù)水平，對該段高速公路實(shí)施“六拓八”改擴(kuò)建。通過對G15（嘉瀏段）高速日常運(yùn)營、改擴(kuò)建現(xiàn)場及相關(guān)資料的調(diào)研可知，改擴(kuò)建期間日均交通流量為10萬輛次，車道通行條件受限，飽和流量下易造成交通擁堵、斷流及安全事故。交通突發(fā)事件頻發(fā)、事件識別效率低、飽和流量下突發(fā)事件處置效率低是該路段改擴(kuò)建期間運(yùn)營管控所面臨的突出問題。將前文提出的高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控技術(shù)方案應(yīng)用于G15（嘉瀏段），以“雙升雙降”（提升通行效率、提升應(yīng)急施救效率，降低事故率、降低養(yǎng)護(hù)占道影響）為目標(biāo)，構(gòu)建了由路側(cè)端信息感知采集、數(shù)據(jù)傳輸與處理、信息發(fā)布管理等系統(tǒng)組成的高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管理體系。該體系主要包括交通運(yùn)營管控（車道和車速的實(shí)時管控）、交通數(shù)據(jù)分析（交通流狀態(tài)的實(shí)時分析）及施工日志板塊（改擴(kuò)建路段施工進(jìn)度）。G15（嘉瀏段）改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)界面如圖5所示。

通過在改擴(kuò)建路段布署監(jiān)控感知設(shè)施、無線通信網(wǎng)絡(luò)、高精定位系統(tǒng)及定制高精地圖系統(tǒng)等，提升G15（嘉瀏段）改擴(kuò)建期間交通運(yùn)行狀況的感知與管控能力。按照“路端感知監(jiān)控→數(shù)據(jù)處理分析→管控策略實(shí)施發(fā)布”的邏輯框架，構(gòu)建系統(tǒng)平臺，實(shí)現(xiàn)了對飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間交通運(yùn)行的實(shí)時管控、突發(fā)事件的快速識別與及時響應(yīng)處置功能。G15（嘉瀏段）高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了以下3個方面的創(chuàng)新服務(wù)。

（1）精細(xì)化的交通運(yùn)行控制服務(wù)?；谌⒏兄獢?shù)據(jù)的采集、路側(cè)邊緣計算分析與系統(tǒng)平臺協(xié)同管控，精準(zhǔn)掌握G15（嘉瀏段）高速改擴(kuò)建路段的實(shí)時交通運(yùn)行情況與交通運(yùn)行態(tài)勢，通過動態(tài)信息發(fā)布系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了車速平滑協(xié)調(diào)和交通運(yùn)行風(fēng)險預(yù)警功能，解決了飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間易發(fā)生交通擁堵的問題，提高了改擴(kuò)建期間道路通行流量、平均通行速度及交通運(yùn)行安全。

（2）精準(zhǔn)化的交通突發(fā)事件識別及應(yīng)急處置保障服務(wù)。發(fā)生交通突發(fā)事件時，引入交通事件的智能識別技術(shù)輔助傳統(tǒng)人工手段，提高了突發(fā)事件發(fā)現(xiàn)的及時性和精確性。基于現(xiàn)場交通運(yùn)行演變態(tài)勢，實(shí)時判定事故影響程度與影響范圍，運(yùn)用支持事件快速處置的智能化工具與手段精準(zhǔn)化提供應(yīng)急處置服務(wù)，同時提供相關(guān)交通預(yù)告與誘導(dǎo)服務(wù)，形成標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)急保障體系，解決了飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間突發(fā)事件識別率及應(yīng)急處置效率低的問題，減小了突發(fā)事件對交通運(yùn)行的影響。

（3）改擴(kuò)建期間施工路段的安全預(yù)警服務(wù)。在G15（嘉瀏段）高速改擴(kuò)建施工路段、合流區(qū)、分流區(qū)及匝道等易發(fā)生交通事故的區(qū)域布署攝像頭、雷達(dá)等路側(cè)感知設(shè)備，基于路側(cè)邊緣計算分析與系統(tǒng)平臺協(xié)同管控，實(shí)現(xiàn)了飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間的交通安全隱患預(yù)測和預(yù)警，通過動態(tài)信息發(fā)布機(jī)制，提供即時道路交通狀態(tài)與預(yù)警信息服務(wù)，一定程度上解決了飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間突發(fā)事件頻發(fā)且多樣的問題，提高了交通運(yùn)行安全。

從G15（嘉瀏段）高速公路監(jiān)控中心中控室獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，對改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控期間的交通運(yùn)行狀況、突發(fā)事件識別及應(yīng)急處置情況進(jìn)行分析，結(jié)果表明：改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控期間的道路交通流量較為穩(wěn)定，未對周邊路網(wǎng)產(chǎn)生破壞性影響；與2019年改擴(kuò)建初期基于人工視頻監(jiān)控的運(yùn)營管控方式相比，交通突發(fā)事件的平均識別效率由87.6%提升至91.6%，總體提升了14%。突發(fā)事件的平均處置時長由30min 降低到了21.75min，處置效率提升了27.5%。應(yīng)急施救到位平均時間由13.8min 降低到10min，應(yīng)急到位效率提升了27.5%，行業(yè)規(guī)定的到位標(biāo)準(zhǔn)為15min?？梢钥闯?，改擴(kuò)建期間，G15（嘉瀏段）高速公路的通行效能、綜合應(yīng)急及安全保障能力等方面均有顯著提升。實(shí)踐證明，本文所構(gòu)建的高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)架構(gòu)合理，各子系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程及功能有效。

5 結(jié)語

針對目前高速公路改擴(kuò)建運(yùn)營管控中存在的事故識別率低、智能化處置手段不足等問題，本文對飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控技術(shù)進(jìn)行了研究。在分析飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控需求與目標(biāo)的基礎(chǔ)上，采用面向過程的結(jié)構(gòu)化分析方法，提出了高速公路改擴(kuò)建數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)架構(gòu)，重點(diǎn)介紹了交通運(yùn)行服務(wù)控制、交通事件識別與應(yīng)急處置、動態(tài)信息發(fā)布等系統(tǒng)功能，并以其在G15（嘉瀏段）高速公路改擴(kuò)建工程中的應(yīng)用為例，驗(yàn)證了該系統(tǒng)架構(gòu)的有效性。實(shí)踐表明：應(yīng)用基于本文提出的數(shù)字化運(yùn)營管控系統(tǒng)架構(gòu)及技術(shù)路徑所構(gòu)建的系統(tǒng)可提升飽和交通量下高速公路改擴(kuò)建期間的運(yùn)營管理水平，緩解交通擁堵，提升高速公路改擴(kuò)建期間的道路通行能力和服務(wù)水平。但本研究對路側(cè)感知設(shè)備的布置優(yōu)化、交通事件識別算法優(yōu)化等方面的研究還不夠深入，這將是下一步重點(diǎn)研究的方向。