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赛文研究院联合阿里云发布《2020智慧高速市场观察报告》

2020-08-27

来源 : 赛文交通网

作者 : 冰山一角

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以前,在高速公路领域的智能交通,基本都是指的高速公路机电三大系统,监控系统、收费系统、通信系统,已经做了很多智能化的工作,例如:ETC,自主发卡,自动车牌识别等等。

此外,视频自动识别交通事件、基于BIM的建设养护管理、自由流收费、手机智能导航APP等新技术也在不断丰富完善,为高速建设、管理、养护、服务、收费的全面智慧化提供技术基础。

近年来,各地方已陆续开展了“智慧高速公路”的试点建设,侧重的建设内容也不尽相同。

2012年,浙江省率先探索“智慧高速公路”技术应用……

2017年,江西省首条“智慧高速公路”建成试运营……

2018年,广西首个高速公路物联网智慧警示系统在合那高速公路装备……

2019年,甘肃省开展自动驾驶车路协同测试及试验运营、自动驾驶及智慧交通商业化模式试验……

2020年,浙江省交通运输厅发布了《智慧高速公路建设指南(暂行)》……

何为智慧高速?

如今,我国高速公路正朝数字化、网络化、智能化、智慧化等方向发展,逐步形成了“智慧高速公路”的科技理念,“智慧高速公路”的建设已经成为我国交通发展的首要任务。

“智慧高速公路”的建设引入了互联网思维和技术,对传统高速公路机电系统和管理服务进行重构再造,利用物联网、云计算、大数据、人工智能等先进信息技术,与高速公路管理、运营服务等传统理念进行深度融合。

云计算、大数据等技术提供了必要的计算资源、网络资源、存储资源,提高了数据的分析能力,物联网借助微传感和控制技术,将人、车、路、环境联合成一个实时网络,使智慧高速建设有了技术支撑。

多项交通部针对智慧高速的政策指导文件,明确要在基础设施数字化、路运一体化车路协同、北斗高精度定位综合应用、基于大数据的路网综合管理、互联网+路网综合服务、新一代国家交通控制等多个方向全面深入发展,使智慧高速建设有了政策保障和方向指导。

智慧高速公路的发展获得前所未有的良好环境,在实践中不断发展、不断完善的,随着技术进步和认识提升, 智慧高速公路的内涵也会更加丰富,即持续利用新理念、新技术、新机制、新模式, 实现管理和服务更加智慧的高速公路。

结合以上的理解,应当结合智慧高速的发展趋势,提升方向包括:

1、基础设施数字化;

2、交通工具智能化;

3、交通出行幸福化;

4、交通管理智慧化;

5、交通运输一体化。

智慧高速的整体框架 

智慧高速应当是以云控平台为核心中枢,实现构建以数据驱动的云-边-端高速公路协同管控与创新体系,探索新基建背景下智慧高速建设、收费和运营模式,不断夯实云控平台的数据底盘和技术底座的基础上,能针对新的业务场景需求快速实现应用创新,同时支撑智慧高速向车路协同和自动驾驶的平滑过渡。

具体框架上,智慧高速将采集高速基础数据、行业业务数据、外场监测检测数据,同时构建面向主题及综合分析需求的数据资源体系,构建交通管理、资产管理、信息服务、应急管理、综合监测的基础业务应用,以及车路协同、智慧隧道、智慧服务区、准全天候通行的创新特色应用,各系统之间协同工作,形成面向交通不同层级和不同应用的控制决策,对高速公路本地、通道以及网络不同层级交通运行系统实施精准控制,能有效提高智慧高速通行效率和安全保障。

此外,建设高精度定位和地图,未来可以支持车路协同更多应用场景,自动驾驶车辆安全稳定运行和切换,以及人工驾驶车辆车道级的管控和服务。

云控平台 

传统高速运营管理系统,基本每个系统都是孤立数据体系和业务系统,存在重复建设,标准不统一,数据孤岛等情况,数据资产没有充分利用,无法很好支撑智慧高速创新应用的快速落地。

随着高速公路快速发展,前端感知设备越来越多,接入数据量级越来越大,系统智慧化水平要求越来越高,需要有成熟的云计算和大数据能力作为底层技术保障,主要技术需求有云资源虚拟化管理需求、大数据平台支撑需求和数据中台应用需求,具体业务需求有交通安全保障需求、管理效率提升需求、服务水平加强需求。

基于机电系统发展需求的理解,阿里在高速公路领域依托云计算、大数据、人工智能、物联网等新数字基建技术,并引入阿里的互联网思维,构建以数据中台为核心的高速公路协同管控与创新服务体系,实现高速公路的管理科学化、运行高效化和服务品质化。

在这个过程中,阿里不断迭代和丰富云控平台的内涵,形成了人-车-路-云协同的云控平台3.0。

目前阿里云控平台3.0已可以提供5大智能引擎,分别是视觉智能引擎、融合感知引擎、决策分析引擎、服务触达引擎以及控制执行引擎。

通过这五大引擎能力,有效的在高速交通态势、事件处置闭环、公众信息服务诱导、在线收费稽查、车路协同等高速应用场景实现智慧云控。

收费系统上云 

在撤销省界站的大背景下,传统清分结算业务系统负荷急剧增大,需要处理的交易数据增量约为原有交易数的10倍,需要对原有传统方案进行改造,将收费系统推动上云,存在以下挑战:满足同时处理大量离线与在线数据的清分业务需求、安全的数据传输需求(公安部三级等保)、安全的数据存储需求。

建立IaaS平台、PaaS平台、安全防护平台、管理运维平台后,将具备以下优势:

1、先进的技术落地,用云计算的可弹性伸缩扩展特性,应对交易笔数的激增;用多副本备份技术与加密的数据传输技术,实现了云上云下数据库的副本实时同步;

2、安全的系统架构,为了实现数据安全传输、数据稳定存储、应用的安全访问,运用了数据库的加密传输技术、云存储的一主两备份技术、应用缓存技术、访问权限统一控制、堡垒机统一控制等技术手段与策略,从数据传输、存储与业务应用安全的三个层面,保证了清分结算系统的整体安全、稳固、可用;

3、合理的功能设计,为保证业务可靠性、连续性,如何与原有系统打通、利旧,平滑实现新旧替换,不冗余,不缺失,合理利用了一站式数据迁移与同步组件产品与良好的分布式技术,并且在业务层做了良好的分库分表,保证了原有系统与云上的传输能高效、平稳地进行。

自由流AI稽核 

大数据AI稽查是通过大数据和AI等先进技术为传统的稽查收费赋能,解决自由流收费中的偷逃、遗漏、错收等异常行为,构建以数据为核心的高速公路协同管控与创新服务新模式。

高速自由流收费稽核解决方案是基于强大的云计算底座、业界领先的大数据和人工智能的能力,助力高速公路由传统模式向云端一体化模式转型,实现不停车自由通行、业务管理的实时审计、对大量车辆交通记录和应收费率的实时准确核算,让每辆车的每个行程每笔费用都不遗漏。

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该方案包含了感知层、决策层、业务层等三层业务架构。

具备以下优势:

1、利用人工智能和大数据技术对高速公路偷漏逃费行为进行稽核分析;

2、云边一体、全局协同。路段布设了边缘计算能力,同时在联网中心布设了中心技术节点,实时获取信息,进行相应的处理;

3、多源推理,轨迹还原。融合路段RSU数据、视频图像数据、互联网地图数据,还原车辆行驶轨迹;

4、以图搜图。融合车辆特征识别、车辆通行行为识别等多种技术,实现车辆身份的准确推理;

5、特征档案。建立基于路网车辆特征的档案库,一车一档案,一行一轨迹,自动、准确识别各类通行异常行为;

6、一键稽查。准确高效。通过多源推理还原车辆行驶,形成证据链,高效协助通行费稽查补缴。

自由流在线计费 

通过搭建部级在线计费服务平台、省级在线计费服务平台,一方面,可以实现精准路径识别和费率在线计算的功能,在线还原门架计费过程,与车辆通行时的计费过程保持一致,提高出口收费的准确性;

另一方面,出口混合车道还可依托各级在线计费服务平台的有效支撑,建立出口车道-省中心-部中心的联动通讯机制和计费整合能力,提高出口车道获得车辆通行全程精准路径与计费结果的响应速度,实现出口特情高效处理,完成最终车辆的放行和收费处理工作。

在线计费平台主要依托现有收费系统天线感应的通行和教数据,牌识数据,云计算大数据架构实现在线计费的基本功能,必选组件主要由数据接入子系统、路径还原子系统、计费服务子系统及特情App构成。

在线计费平台方案由两部分组成:在线计费功能平台和在线计费交互平台,在线计费功能平台是从算法和数据角度解决精准计费的问题,但算法和数据不能解决百分之百的问题,特别是在路径点丢失严重,导致二义性路径的时候就需要在线计费交互平台通过可视化的方式把可能的路径展示给司机,通过收费员与司机的交互确认最终的精准路径,通过两种方式结合,保障完成部里面要求99.99%的业务目标。

未来的智慧高速公路 

智慧高速公路,需要加快推动大数据、移动互联网、人工智能、区块链、IOT等新技术与交通行业深度融合,对交通传统基建进行数字化、智能化改造和升级,实现人、车、路、环境信息互联互通。

未来的高速公路,将支持车路协同更多应用场景,自动驾驶车辆安全稳定运行和切换,以及人工驾驶车辆车道级的管控和服务,其中核心支撑能力包含云平台、数据中台、AI中台、AIOT中台四大块内容。

1、云平台:过去是按照单项业务目标去匹配算力,容易造成极大的资源浪费,发展趋势将基于云计算平台,统一部署运筹算力基础设施,提供计算、存储、网络、安全、数据库、大数据等服务能力,保证数据的高可用、高容灾。

2、AIOT中台:过去是面对各种标准不统一,系统封闭的设备,接入耗费巨大的定制开发工作量,发展趋势将基于AI+IOT技术,实现对多种类设备的自动接入和管控,从通讯规则、协议适配、控制策略、跨系统连锁等全过程进行调度、监控与执行。

3、数据中台:过去各系统独立部署,互不关联,数据都是孤岛,发展趋势将基于高精度地图底盘,多源静态和动态的交通数据的汇聚、管理和调度以数据资源池的形式构造,保证数据集中管理、深度融合,以及统一对外服务。

4、AI中台:过去数据只为单一业务系统服务,大量有用信息没有挖掘利用,发展趋势将基于AI智能算法,从视频画面中提取更丰富多维的人、车、路、环境的结构化信息,同时提供宏微观一体,以真实数据做自动标定的仿真引擎,嵌入到交通管理控制的各个业务环节中提供场景还原与预测能力。

 结语 

2020年,智慧交通正在迈入新阶段。

作为数字基建的重要组成部分,交通强国战略的主要发力点,中国智慧交通建设驶入快车道,加快推动大数据、互联网、人工智能、区块链、超级计算等新技术与交通行业深度融合,对交通运输传统基建进行数字化、智能化改造和升级。

智慧高速云控平台发展以及自由流稽核全面感知的技术,必将带领智慧高速向着基础设施数字化、交通工具智能化、交通出行幸福化、物流运输一体化、交通治理智慧化五个方面的推进,为“交通强国”助力。

以上内容摘自赛文研究院和阿里云联合发布的《2020智慧高速市场观察报告》,关注【赛文交通网】微信公众号后,后台回复“2020智慧高速”即可下载完整版。

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