者：
王鑫濤（河南省交通規劃設計研究院股份有限公司）
中國交通訊息化
摘要：
河南省作為交通運輸部開展新一代國家和智慧公路交通控制網和智慧公路的第一批試點，正在開展全省範圍內的幹線公路智慧提升。鄭州市幹線公路基礎設施和資訊化建設成果，在幹線公路智慧公路建設中也應起到帶頭和示範作用。本文介紹了鄭州市普通國省道幹線智慧公路的建設目標、建設內容和總體設計，提出了建設方案，以期為幹線公路管養工作和公眾出行服務帶來提升。
近年來，鄭州市對全市範圍內的國省幹線、快速通道進行了大規模的改擴建和新建，路網密度和格局都發生了巨大的變化，路網體系更加完善。強化了鄭州在河南省乃至國家公路網的樞紐地位，形成了“兩環多放射”的公路網，完善了國省幹線公路網布局，加快推進了都市區G310、G234、G343、S232、S541等國省幹道的建設，形成了“七橫十四縱五放射”的幹線公路網路。為了提高鄭州市普通國省道幹線公路資訊化水平，為全省路網普通幹線公路執行監測專案實施提供有益的借鑑，擬在鄭州市開展普通國省道幹線公路智慧公路建設，透過外場監測設施和服務設施、分級執行監測體系及管理系統建設，全面實現建設範圍內普通國省道幹線公路的路網資產、承載物件、管理資源等要素數字化和立體化，有效提升設施、養護、路政、工程、安全應急管理水平及設施的執行監測能力，實時掌握交通設施的執行情況，為公眾出行提供優質的交通訊息服務。
一 建設目標及總體定位
（一）建設目標
基於公路基礎設施數字化，將物聯網、空間感知、移動網際網路、大資料、雲計算等資訊科技有效應用於鄭州市幹線公路的養護管理和運營服務中，以“重點感知、高效互聯、深度融合、多維服務、協同管理、科學決策”為總體思路，構建各類資料模型，建設契合鄭州市公路管理局需求的智慧公路綜合管理平臺，實現“智”於管理、“慧”及民生的目標。
（二）總體定位
鄭州市智慧公路總體定位可以用“1、2、4、6、8”來涵括。
“1”是指一個鄭州市普通國省道幹線公路資訊化系統平臺。
“2”是指兩個中心，即鄭州市公路資訊化服務中心和鄭州市大資料中心。
“4”是指4個支撐平臺：影片整合平臺、視覺化地圖平臺、大資料處理平臺、資料交換共享平臺。
“6”是指6個綜合應用系統：設施管理系統、養護管理系統、應急管理系統、路產管理系統、執行監測釋出系統、公眾服務系統。
“8”是指8項示範試點應用：嘗試基於電子政務雲的行業資料中心建設、探索多部門資源互動共享的大資料綜合應用、試點打造公路基礎設施全資產數字化管理、創新基於移動端的路養巡查應用系統、打造多維公眾出行資訊服務模式、構建多源資料異構的橋樑健康安全實時監測預警系統、建立基於幹線公路影片結構化分析多應用示範、開展霧區行車提醒系統示範應用。
二 建設內容
鄭州市普通國省道幹線公路智慧公路建設示範專案主要建設內容包括相關示範路段外場監測設施和服務設施建設、分級執行監測體系建設、鄭州公路綜合管理中心繫統建設。
（一）外場監測設施服務設施建設
根據國省幹線公路執行監測需求，在示範道路沿線建設影片監控裝置、路面氣象環境檢測裝置、沉降路段檢測裝置、邊坡檢測裝置、橋樑檢測裝置、車載監控裝置，實現設施執行、環境、氣象及養護作業車輛等的智慧監測。
在停車區提供交通訊息、旅遊資訊、氣象資訊、服務設施資訊的查詢，建設Wi-Fi裝置和人流檢測裝置，實現停車區的免費Wi-Fi上網服務和人流量實時檢測。
（二）分級執行監測體系建設
建立鄭州市公路事業發展中心日常監管和下屬單位日常執行監測的分級執行監測體系，建設或完善市級公路事業發展中心及7個下屬服務分中心。
根據市級公路事業發展中心及7個下屬服務分中心的執行監測實際狀況並結合本工程實際需求，為其配備影片儲存及轉發服務裝置、影片事件分析裝置、釋出服務裝置、運維裝置，中心及分中心之外的外場檢測裝置和服務裝置、前端裝置、車載裝置等軟硬體設施。
（三）鄭州公路綜合管理中心繫統建設
在鄭州公路綜合資訊平臺基礎上，新建公路設施管理系統、養護管理系統、應急管理系統、路產管理系統、執行監測系統和公眾服務系統，滿足公路業務管理的需要，滿足公路執行監測的需要，滿足公眾服務的需要。
根據鄭州公路綜合管理中心繫統功能、效能、網路、安全等方面的建設需求，配備鄭州公路綜合資訊平臺及其業務應用系統建設所需要的軟硬體設施。
三 總體設計
（一）設計原則
1、集約化建設原則。按照集約化建設要求，充分利用鄭州市電子政務外網、鄭州市電子政務共享基礎設施進行建設。與市內相關單位的資訊均透過市級共享交換平臺進行共享，並預留介面與省公路行業相關業務系統如干線公路路網執行監測資訊系統等進行資料共享交換。
2、需求導向原則。以公路管理實際需求為導向，進行相關業務系統、業務流程、外場裝置的設計和佈設。
3、先進性原則。綜合考慮國內外交通監測發展趨勢，採用先進的技術和裝置，保證示範的先進性。
4、經濟性原則。充分考慮專案特點，在滿足需要的同時，兼顧建設規模與投資相適應，裝置選型力求通用、替換性強、便於維護、系統性價比高。
5、可實施性原則。充分考慮道路沿線的供電、通訊等實際情況，合理選擇供電和通訊方案，確保工程的可實施性。
（二）系統構成
鄭州市普通國省道幹線公路資訊化系統平臺在業務方面主要由設施管理系統、養護管理系統、應急管理系統、路產管理系統、公眾服務系統、執行監測釋出系統組成。除業務系統外，還有支撐業務系統的GIS2D 3D地理資訊系統等，此外還需預留交叉部門介面系統及資訊上報介面系統。本專案資訊化系統平臺構成如下圖所示。
鄭州市普通國省道幹線公路資訊化平臺系統構成圖
四 建設方案
（一）應用系統
資訊化平臺應用系統由設施管理系統、養護管理系統、應急管理系統、路產管理系統、執行監測釋出系統、公眾服務系統組成。
1、設施管理系統。公路設施資訊化管理中，需要完成示範路段的公路設施的靜態資料採集和儲存組織，形成覆蓋國省幹線公路的國省幹線公路設施靜態資料庫（公路設施空間資料庫和屬性資料庫）；同時結合公路設施業務管理職能和業務管理資訊化系統發展要求，構建反映公路設施執行狀態的國省幹線公路動態資料庫，為進一步的公路設施動態管理打下基礎。該部分資料庫設計按照省廳統一標準和規定進行。
2、養護管理系統。公路設施養護執行管理功能是在鄭州市普通國省道幹線公路資訊化系統平臺的核心應用系統之一，包括養護管理部門的監管功能、養護排程指揮功能和企業養護管理、作業過程資訊化的各項功能。
3、應急管理系統。應急管理系統需要配置的資訊化設施分為下述幾部分：鄭州公路綜合資訊平臺中心設施，應急作業人員、作業車輛的資訊化終端設施，應急管理相關企業或部門的資訊化終端，以及中心設施與外部互聯的通訊網路。
4、路產管理系統。路產管理資訊化系統是一個建立在中心計算機系統架構基礎上的邏輯子系統，實現路政排程和執行管理；在公路路產管理資訊化發展中，需要實現路政作業人員的資訊化，配置相應的手持終端，也可以透過其桌面計算機終端實現各項路產管理工作；需要實現各項路產管理功能，包括路政審批檔案管理功能，路產檔案管理功能，公路沿線管線設施管理，路產管理資訊展示、查詢等。
5、執行監測釋出系統。執行監測釋出系統主要包括：執行監測資料接入、交通事件的自動檢測和報警、交通狀態處理、共享網際網路公司提供的區域路況資訊併發布、停車區Wi-Fi客流量預警及展示、交通執行資料展示及查詢統計、影片事件展示及查詢統計等。
6、公眾服務系統。公眾服務系統的主要包括：路邊可變資訊標誌釋出、停車區資訊查詢及釋出、微信小程式資訊查詢及釋出等。
（二）系統資料架構
1、系統資料總體架構
系統資料來源主要有外場感測資料、外場影片資料、公路基礎設施資料、公路養護資料、公路應急預案資料、公眾服務資料、GIS基礎資料、公路設施地理資訊資料等來源。現將本系統資料庫分為基礎資料庫、業務資料庫、專題資料庫進行表述。
2、資料儲存
本專案資料庫建設與省公路事業發展中心保持一致，除自身業務邏輯所需個性化資料庫外，其餘資料庫均按照省公路事業發展中心所提供結構和標準進行建設。在工程實施前，資料建設需與省公路事業發展中心進行緊密溝通。
根據鄭州市公路日常管理的特點及鄭州市電子政務共享基礎設施的現狀和管理要求，鄭州市公路資訊化資料採用分級的方式儲存。
（三）外場示範應用
外場示範應用包含智慧感知、智慧管控、智慧服務和基礎支撐。
1、智慧感知。智慧感知系統透過在外場佈設感知設施，採集並分析交通資料。包括設施狀態感知、車輛執行感知、交通引數感知、交通事件感知和氣象環境感知。
2、智慧管控。智慧管控系統包括路面養護、監測預警和動態車速管控。
3、智慧服務。智慧服務系統包括霧天行車誘導、智慧服務區和在途資訊服務。
4、基礎支撐。基礎支撐系統包括融合通訊、設施供電和基礎設施數字化。
（四）網路傳輸
專案資訊平臺利用鄭州市電子政務共享基礎設施進行建設。外場設施透過有線或者無線方式接入影片專網，影片專網與政務外網透過防火牆邏輯隔離，資料則由影片專網交換進入政務外網。此外，公路綜合資訊平臺中心部分所用的裝置均按照市政務雲平臺技術標準進行市政務雲平臺計算資源擴充套件建設，所有裝置資訊聯網接入、系統部署均依託於政務外網；影片資源需按照市影片專網技術標準進行建設，並與市影片共享平臺進行對接。所有接入政務外網的自建網路需與網際網路進行物理隔離。
五 結束語
透過鄭州市普通國省幹線公路智慧公路的建設，可推動要素物件數字化、業務管理精細化、執行監管智慧化、決策支援智慧化、各種服務優質化，對於推進綜合交通、智慧交通、綠色交通、平安交通、法治交通、服務交通（即“六個交通”）建設，全面加快鄭州市交通運輸科學發展的步伐具有積極作用。
（原文刊載於2021年第10期《中國交通訊息化》）