宿遷市普通國(guó)省道智慧公路數(shù)據(jù)接入要求研究

伍鐵強(qiáng) 張 明 丁閃閃 丁公輝

（1.宿遷市公路事業(yè)發(fā)展中心，江蘇 宿遷 223800；2.華設(shè)設(shè)計(jì)集團(tuán)股份有限公司，江蘇 南京 210000）

江蘇省是國(guó)家交通控制網(wǎng)和智慧公路建設(shè)的九大示范省份之一，也是首批交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)試點(diǎn)省份，具備良好的公路信息化建設(shè)基礎(chǔ)和發(fā)展優(yōu)勢(shì)。相關(guān)部門(mén)高度重視智慧公路的建設(shè)工作，2020年以來(lái)相繼印發(fā)了《交通強(qiáng)國(guó)江蘇方案》《江蘇省智能交通建設(shè)實(shí)施方案》《江蘇省交通運(yùn)輸新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行動(dòng)方案》等重要文件，明確提出推進(jìn)智慧公路建設(shè)。宿遷是華東地區(qū)重要城市，正在開(kāi)展以325省道為代表的智慧公路試點(diǎn)建設(shè)，且被明確列入《江蘇省“十四五”智慧交通發(fā)展規(guī)劃》智慧公路建設(shè)工程清單。宿遷市公路管理部門(mén)應(yīng)進(jìn)一步發(fā)揮智慧公路對(duì)各類(lèi)應(yīng)用資源和數(shù)據(jù)資源整合及應(yīng)用的效能，圍繞可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)打造市級(jí)層面統(tǒng)一的智慧公路綜管平臺(tái)，打通數(shù)據(jù)壁壘，形成基于建管養(yǎng)運(yùn)全業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)接入、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)展示和功能應(yīng)用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，支撐行業(yè)精細(xì)化管理和輔助決策[1]。數(shù)據(jù)是智慧公路綜管平臺(tái)運(yùn)行和分析的基礎(chǔ)，數(shù)據(jù)接入規(guī)范至關(guān)重要。在智慧公路系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中，為了提升智慧化水平，使用了大量新設(shè)備，海量復(fù)雜數(shù)據(jù)加大了綜管平臺(tái)管理和應(yīng)用難度[2-3]。因此，需要開(kāi)展對(duì)智慧公路數(shù)據(jù)需求、接入數(shù)據(jù)類(lèi)型、接入方式、傳輸格式和接入頻率規(guī)范的研究，解決綜管平臺(tái)海量數(shù)據(jù)接入方式不一致、傳輸數(shù)據(jù)格式不規(guī)范、數(shù)據(jù)更新不及時(shí)等問(wèn)題。

1 公路數(shù)據(jù)接入研究現(xiàn)狀

數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化是系統(tǒng)集成的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。交通運(yùn)輸部從2006年開(kāi)始開(kāi)展交通信息資源目錄體系前期研究工作，2022年1月13日正式發(fā)布了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)資源交換與共享》，在交通運(yùn)輸數(shù)據(jù)資源共享交換的總體架構(gòu)、通用技術(shù)和數(shù)據(jù)格式與接口等方面提出統(tǒng)一要求，有利于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)行業(yè)數(shù)據(jù)資源高效共享與開(kāi)發(fā)利用，對(duì)完善交通運(yùn)輸行業(yè)數(shù)據(jù)資源共享交換體系具有重要意義。廣西壯族自治區(qū)交通運(yùn)輸廳首先于2019年發(fā)布了《公路基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化指南》，規(guī)定了公路基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語(yǔ)、定義、符號(hào)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)規(guī)定，用于指導(dǎo)廣西境內(nèi)公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的采集、管理、共享與維護(hù)；2020年發(fā)布《公路養(yǎng)護(hù)管理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化指南》，規(guī)定了高速、一級(jí)和二級(jí)公路養(yǎng)護(hù)管理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，用于指導(dǎo)廣西境內(nèi)公路日常養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)的管理工作[4]。甘肅省交通運(yùn)輸廳于2020年研究制定了高速公路建管養(yǎng)一體化數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了在建管養(yǎng)一體化數(shù)據(jù)框架下，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分類(lèi)編碼、數(shù)據(jù)接入和存儲(chǔ)，為甘肅省高速公路建管養(yǎng)一體化集成化平臺(tái)建設(shè)奠定了基礎(chǔ)[5]。普通國(guó)省道在公路網(wǎng)中占據(jù)主干地位，隨著智慧公路建設(shè)全路網(wǎng)快速推進(jìn)，普通國(guó)省道智慧公路尚未形成統(tǒng)一的建設(shè)指導(dǎo)體系，大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用于普通國(guó)省道公路還處于探索階段，缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)是制約大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的重要問(wèn)題。國(guó)內(nèi)部分省市在積極推動(dòng)公路建管養(yǎng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化，但智慧公路系統(tǒng)的大部分?jǐn)?shù)據(jù)源于公路行業(yè)外，需要考慮接入數(shù)據(jù)的全面性[6]。

2 智慧公路數(shù)據(jù)框架研究

本研究擬依托S325宿遷段開(kāi)展運(yùn)營(yíng)期智慧公路典型場(chǎng)景研究，通過(guò)典型場(chǎng)景研究梳理宿遷市普通國(guó)省道智慧公路數(shù)據(jù)框架，為數(shù)據(jù)接入要求研究提供現(xiàn)實(shí)依據(jù)。

依托S325宿遷段實(shí)際情況，選取10 km典型路段（迎賓大道—楊舍路段）開(kāi)展典型場(chǎng)景研究，結(jié)合《江蘇省普通國(guó)省道智慧公路建設(shè)技術(shù)指南》（JSITS/T 0002—2020），從智能感知、智能管控、智能服務(wù)方面共梳理了19個(gè)典型場(chǎng)景。

S325宿遷智慧公路框架如圖1所示。

圖1 S325宿遷段智慧公路框架

以宿遷市普通國(guó)省道智慧公路場(chǎng)景產(chǎn)生的數(shù)據(jù)資源為基礎(chǔ)，依據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)一編碼要求，圍繞數(shù)據(jù)的類(lèi)型、內(nèi)容兩個(gè)層面構(gòu)建宿遷市智慧公路數(shù)據(jù)框架，包括智能感知數(shù)據(jù)、智能管控?cái)?shù)據(jù)、智能服務(wù)數(shù)據(jù)[7-8]、綜管平臺(tái)。

智能感知數(shù)據(jù)主要指通過(guò)布設(shè)感知設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，包括公路主體及沿線設(shè)施感知數(shù)據(jù)、公路運(yùn)行狀態(tài)感知數(shù)據(jù)、公路路域環(huán)境感知數(shù)據(jù)等數(shù)據(jù)資源。智能管控?cái)?shù)據(jù)主要包括科學(xué)化養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)和全路網(wǎng)管理數(shù)據(jù)?？茖W(xué)化養(yǎng)護(hù)基于公路、橋梁、設(shè)施臺(tái)賬信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類(lèi)養(yǎng)護(hù)工程實(shí)施情況、經(jīng)費(fèi)使用情況、日常巡查記錄、橋梁養(yǎng)護(hù)和路況信息的數(shù)字化分析和管理，包括道路路段（路面）及其主要附屬構(gòu)造物、公路沿線主要設(shè)施（避險(xiǎn)車(chē)道、出入口、互通立交、交通量調(diào)查站、超限監(jiān)測(cè)站、服務(wù)區(qū)、公路標(biāo)志、可變情報(bào)板、治超站、監(jiān)控設(shè)施、交通標(biāo)志（限速標(biāo)志、超高標(biāo)志）、交通安全防護(hù)設(shè)施、廣告牌的可測(cè)量數(shù)據(jù)。全路網(wǎng)管理實(shí)時(shí)顯示路況、擁堵?tīng)顟B(tài)、交通事件等，可包括公路運(yùn)行數(shù)據(jù)、路網(wǎng)流量/速度特征數(shù)據(jù)、交通指數(shù)數(shù)據(jù)、道路時(shí)間特征數(shù)據(jù)、道路空間特征數(shù)據(jù)、路網(wǎng)事件等數(shù)據(jù)。智能服務(wù)數(shù)據(jù)主要包括出行安全服務(wù)數(shù)據(jù)、通行效率服務(wù)數(shù)據(jù)、車(chē)路協(xié)同應(yīng)用數(shù)據(jù)、在途信息服務(wù)數(shù)據(jù)等。

3 數(shù)據(jù)接入分類(lèi)研究

智慧公路數(shù)據(jù)接入是數(shù)據(jù)資源共享、業(yè)務(wù)協(xié)同和平臺(tái)開(kāi)發(fā)的前置關(guān)鍵依賴，對(duì)智慧公路接入數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)是將智慧公路具有不同屬性的接入數(shù)據(jù)有效區(qū)分，便于數(shù)據(jù)更好地接入智慧公路綜管平臺(tái)。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)接入時(shí)，應(yīng)遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、可擴(kuò)展性、兼容性和綜合實(shí)用性的原則，采用線分類(lèi)方法，以宿遷S325智慧公路典型場(chǎng)景數(shù)據(jù)需求、智慧公路綜管平臺(tái)功能需求和宿遷公路中心在用信息化系統(tǒng)應(yīng)用情況為基礎(chǔ)，劃分智慧公路數(shù)據(jù)接入應(yīng)包括前端設(shè)備數(shù)據(jù)接入、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入以及其他行業(yè)單位數(shù)據(jù)接入。

前端接入數(shù)據(jù)主要源于智慧公路外場(chǎng)設(shè)施設(shè)備。宿遷公路中心主要依賴省廳業(yè)務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)上報(bào)建設(shè)、養(yǎng)護(hù)、路網(wǎng)等信息，市級(jí)層面智慧公路綜管平臺(tái)需要通過(guò)接口形式向省廳業(yè)務(wù)系統(tǒng)申請(qǐng)接入數(shù)據(jù)。其他行業(yè)單位接入主要是公路行業(yè)外數(shù)據(jù)接入，包括道路貨運(yùn)管理數(shù)據(jù)接入、航道基礎(chǔ)管理數(shù)據(jù)接入、內(nèi)河船舶運(yùn)行數(shù)據(jù)接入、公安交管數(shù)據(jù)接入、實(shí)時(shí)天氣氣象數(shù)據(jù)接入、周邊地理信息、車(chē)企共享數(shù)據(jù)接入、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)接入等。

4 數(shù)據(jù)接入要求研究

4.1 宿遷市智慧公路數(shù)據(jù)接入

按照智慧公路數(shù)據(jù)接入分類(lèi)情況，宿遷市智慧公路數(shù)據(jù)接入有3種關(guān)系，包括前端感知設(shè)備數(shù)據(jù)接入、業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)接入和其他行業(yè)單位接入。

智慧公路數(shù)據(jù)接入架構(gòu)如圖2所示。

圖2 智慧公路數(shù)據(jù)接入架構(gòu)

4.2 數(shù)據(jù)接入方式研究

參照國(guó)家、交通運(yùn)輸部和江蘇省交通運(yùn)輸廳各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合智慧公路業(yè)務(wù)實(shí)踐，設(shè)計(jì)符合智慧公路數(shù)據(jù)接入規(guī)范。針對(duì)不同的數(shù)據(jù)格式，主要建立接口實(shí)現(xiàn)不同類(lèi)型數(shù)據(jù)接入。主要的接入方式包括文件傳輸、Web Service、HTTP方式和視頻流傳輸。文件傳輸方式是利用文件傳輸協(xié)議，實(shí)現(xiàn)Internet上遠(yuǎn)程主機(jī)與各類(lèi)客戶機(jī)或客戶應(yīng)用程序之間的雙向文件傳輸。一般文件資源推薦此種方式。

Web Service方式是通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的Web協(xié)議提供服務(wù)，一般對(duì)于數(shù)據(jù)量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)接入推薦此種方式，接入時(shí)調(diào)用相應(yīng)Web Service接口。HTTP方式是建立在TCP協(xié)議基礎(chǔ)上的一種網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議，一般對(duì)于數(shù)據(jù)量小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)接入推薦此種方式。視頻流傳輸方式是將視頻數(shù)據(jù)采用RTMP、RTSP等傳輸協(xié)議視作一個(gè)穩(wěn)定的和連續(xù)的流，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行處理。一般視頻數(shù)據(jù)接入推薦此種方式。在智慧公路綜管平臺(tái)建設(shè)時(shí)需支持多種方式數(shù)據(jù)接入，根據(jù)不同數(shù)據(jù)類(lèi)型選擇最優(yōu)接入方式，保證綜管平臺(tái)數(shù)據(jù)接入的質(zhì)量。

4.3 數(shù)據(jù)傳輸格式研究

普通國(guó)省道智慧公路數(shù)據(jù)接入考慮的第二個(gè)問(wèn)題是傳輸格式，一般采用CSV、XML、JSON或二進(jìn)制進(jìn)行傳輸。CSV主要以純文本形式存儲(chǔ)表格數(shù)據(jù)（數(shù)字和文本），通常都是純文本文件；XML逐漸成為萬(wàn)維網(wǎng)重要的信息發(fā)布標(biāo)準(zhǔn)和表示技術(shù)；JSON也是一種數(shù)據(jù)交換的格式，屬于輕量級(jí)類(lèi)型。

4.4 數(shù)據(jù)接入頻率要求

智慧公路數(shù)據(jù)應(yīng)根據(jù)行業(yè)管理需求和數(shù)據(jù)變化情況進(jìn)行及時(shí)、持續(xù)的更新維護(hù)，包括周期性接入、實(shí)時(shí)性接入和按需要接入。

4.4.1 周期性接入

周期性接入的數(shù)據(jù)通常是每天、每周、每月固定產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)產(chǎn)生的頻率定期接入一次數(shù)據(jù)，接入的數(shù)據(jù)在時(shí)間上具有連續(xù)性、完整性且不重復(fù)。對(duì)實(shí)時(shí)產(chǎn)生但實(shí)時(shí)性要求低的數(shù)據(jù)推薦該種方式接入，例如橋梁健康監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，包括橋梁的溫度、應(yīng)變、車(chē)輛檢測(cè)、氣象、壓力及伸縮縫等，變化不明顯，不需要實(shí)行24 h自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。

4.4.2 實(shí)時(shí)性接入

實(shí)時(shí)性接入的數(shù)據(jù)通常由數(shù)據(jù)產(chǎn)出而觸發(fā)接入動(dòng)作，感知設(shè)備獲取到事件、狀態(tài)等數(shù)據(jù)，第三方系統(tǒng)產(chǎn)生相關(guān)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)時(shí)，立即將實(shí)時(shí)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)接入系統(tǒng)，此種數(shù)據(jù)接入方式具有較好的實(shí)時(shí)性。智慧公路數(shù)據(jù)中對(duì)于實(shí)時(shí)產(chǎn)生且實(shí)時(shí)性要求高的數(shù)據(jù)推薦實(shí)時(shí)性接入，例如交通事件數(shù)據(jù)能夠反映路網(wǎng)的實(shí)時(shí)運(yùn)行情況，需要數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸。

4.4.3 按需要接入

按需要接入的數(shù)據(jù)通常是系統(tǒng)功能和業(yè)務(wù)需要某些數(shù)據(jù)時(shí)，由程序自動(dòng)或人工手動(dòng)觸發(fā)的數(shù)據(jù)接入動(dòng)作，具有較強(qiáng)的業(yè)務(wù)針對(duì)性，不會(huì)接入無(wú)用或冗余的數(shù)據(jù)。例如公路安全宣傳信息、應(yīng)急信息提醒等服務(wù)信息，需要人工審核后在特定場(chǎng)景下獲取該類(lèi)信息并向公眾發(fā)布，此類(lèi)數(shù)據(jù)是按照管理需求進(jìn)行接入。

5 結(jié)語(yǔ)

普通國(guó)省道公路正逐步走向智能化方向演進(jìn)，普通國(guó)省道智慧公路通過(guò)建設(shè)智慧公路綜合管理平臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享、數(shù)據(jù)融合和挖掘，提升普通國(guó)省道公路安全性、出行服務(wù)能力和管理水平。針對(duì)普通國(guó)省道智慧公路數(shù)據(jù)接入不統(tǒng)一、不規(guī)范等問(wèn)題，本文通過(guò)研究宿遷市普通國(guó)省道智慧公路數(shù)據(jù)框架，分析智慧公路系統(tǒng)數(shù)據(jù)接入分類(lèi)、接入方式、傳輸格式和接入頻率，明確普通國(guó)省道智慧公路數(shù)據(jù)接入要求，提高智慧公路綜管平臺(tái)數(shù)據(jù)利用率，為宿遷市普通國(guó)省道智慧公路綜管平臺(tái)建設(shè)奠定基礎(chǔ)，對(duì)提升普通國(guó)省道公路精細(xì)化運(yùn)營(yíng)能力具有重要作用。