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四川高速公路服务区信息化建设提升实践

充分挖掘数据价值,提升数据应用

编者按:5月14日,在赛文交通网主办的“2024年高速公路智慧服务区建设实践”线上研讨会中,四川智能交通系统管理有限责任公司监测管理部负责人黄丹阳作了《四川高速公路服务区信息化建设提升实践》主题报告。

该报告围绕部省相关要求,介绍了四川省高速公路服务区信息化建设的背景、现状和下一步工作规划,并分享了在行业监管层面如何通过信息化手段为服务区管理安全增效赋能的相关工作经验。

建设背景

2023年8月,四川省交通运输厅高速公路管理局印发《四川省高速公路服务区信息化建设“四个一”工程实施方案》,明确提出服务区信息化要做到信息一网感知、数据一库汇集、安全一体监管、出行一站服务,实现服务区运营状态监测、紧急事件报警,提升高速公路服务区安全管理和为民服务的智能化、精准化和专业化的水平。

2023年9月,交通运输部路网监测与应急处置中心印发《关于开展高速公路联网收费系统优化升级试点工作的函》。根据部中心的试点规划,四川省成功申报了服务区ETC智能化应用专项试点,结合试点工作的相关要求和四川省的实际省情,针对四川省服务区信息化建设工作开展了总体技术路线设计和建设工作的全网统一规划。

目前,四川省高速公路通车里程达9803公里,双侧服务区共计156 对(含停车区57 对),单侧服务区(含停车区127 个),总计439 个。

标准层面,四川省在2021年发布了地方标准,明确在服务区应设置车辆监测系统,具备视频监测、车辆识别、车位管理等功能,但由于地方标准发布时间相对较晚,且各路段改造工程建设时序不一致,因此能够实现车流量监测的服务区截至去年年底在全省仅占23%。

平台及基础设施层面,四川省服务区信息化软硬件系统主要由路公司自行建设,各投资集团目前暂未建设统一的服务区管理平台。高速公路省中心运行监测平台目前仅汇聚了服务区的静态数据和部分视频监控图像。充电基础设施方面,目前全省新能源运营商共23家,充电桩共计两千余个。视频图像汇聚方面,现已接入全网服务区视频监控图像三千余路。

监管层面,由于四川省各路段服务区的管理模式各有不同,部分路公司对服务区以营运管理为主开发了独立的服务区管理系统,行业缺乏相应的技术手段进行统一监管导致存在以下问题。

首先,由于前端监测设备不完善,导致无法完整掌握驶入及驶出服务区的车流量和车辆的具体情况;其次,缺乏异常车辆的有效监控手段,无法分析异常停留车辆和重点管控车辆,个别服务区曾出现安全风险事件;第三,由于无法提供服务区经营管理的相关数据统计分析,导致无法针对司乘特征为服务区经营决策提供多元化的数据支撑。

基于上述现状和问题,省中心对下一步工作进行了信息化建设统筹谋划。一是加强视频及数据汇聚能力,对服务区现有各项数据进行统一汇聚, 包括服务区现有视频及新增视频汇聚、出入口RSU天线、卡口检测的过车数据、各类服务区运行监测数据,包括充电桩运营数据、停车位监测数据。

二是加强统一监管能力,对于不同用户面对不同的监管需求,实现差异化监管功能。对于行业管理单位,满足对服务区的统一监管;对于道路安全部门,实现对道路安全的业务支持;对于省级数据中心,实现数据汇聚及共享,为提高公众出行满意度提供数据支撑。

三是增强行业服务能力,充分发挥数据的价值,提供一定范围的应用及数据查询,为路段服务区的经营决策提供数据支撑。

四是实现全网数据汇聚,对技术标准规范提出统一要求,对接口进行标准化,为后续数据的接入和融合打下坚实的基础。结合实际情况,拟定了《四川省高速公路服务区ETC天线数据上传技术规范》、《四川省高速公路服务区车牌图像识别设备接口技术规范》、《四川省高速公路服务区智算单元接口技术规范》等相关标准规范文件。

在行业的统筹安排下,我们遵循目标导向、标准统一、智慧提升三个建设原则。一是充分体现“安全为本、服务提升”的建设理念,依托信息化技术,完善行业监管体系。二是以国家和行业相关标准规范要求为基础,补充符合四川省省情的服务区信息化相关数据接口标准。三是充分整合现有资源,深度挖掘数据价值,拓展信息化应用场景,提升数据应用价值,实现管理、服务功能的智慧化转变。

建设思路

四川智能交通系统管理有限责任公司作为省级中心,会同行业主管部门发布了《四川省高速公路服务区信息化提升工作指南》,明确了全省各路段服务区信息化建设的时序,确定了系统建设要求和数据上传要求。

具体来说,一是强化数据接入。省中心需从各个服务区接入数据,数据上传点位也比较分散,且各服务区的实施主体也各不相同,因此需要统一服务区监管数据接入要求,保障监控视频、出入口车流量、经营管理系统中与监管相关数据上传至省中心,为后续服务区监管和不同业务场景分析需要提供数据服务支撑。

二是完善监管功能,建设省级服务区信息化平台,实现对出入服务区流量统计、重点车辆、长时间停靠车辆等识别和预警,以满足对全网服务区的统一监管。

三是数据赋能,提升信息服务。向路段公司开放数据查询,为服务区管理数字化转型赋能;向社会公众提供剩余停车位、充电桩运行情况等一站式信息服务,便利公众出行。

在经过充分的调研和规划后,明确了如下图所示的全省服务区信息化平台的整体架构。服务区信息化平台作为路网运行监测平台的一部分,主要从省级层面自下而上对全省服务区进行统筹监管,前端数据采集设备主要有服务区出入口的RSU天线和既有卡口,通过服务区智算单元汇聚处理后,一路数据传输至路段监控分中心,服务于企业经营管理;一路数据传输至省中心,服务于行业监管。

在省中心,可以将智算单元汇聚的数据与收费数据、车辆通行数据、两客一危数据、电子运单、充电桩等数据进行融合,根据业务需求进行多维度分析。

在2023年底的试点阶段,从前端设备和后台算法进行创新实践,获得了相对比较好的效果。主要是在服务区入、出口L型杆件上加装RSU天线及卡口设备,首次实现将天线数据直接接入,进行数据运用。对于已有卡口可进行利旧,智算单元支持安装在路侧或服务区机房,同时结合四川省的实际情况将RSU天线、卡口、智算单元等设备部署在监控网,在省中心完成相关数据的融合处理工作。

此外,对于天线传输协议进行定制化调整,在不读取相关收费字段的前提下,形成服务于服务区信息化建设的专用协议,这样的技术路线可有效避免数据的跨域传输和天线传输多余数据项所导致的数据冗余。

智能公司主研发的服务区智算单元设备采用全国产化芯片,支持路侧、机房等各类环境的安装和不同的接入方式。该设备也是本次服务区信息化建设的重点。

软件方面,智算单元可以实现设备自检,保障设备的稳定运行,自带数据存储,防止网络中断等引起的数据丢失,保障数据完整性,同时具备初步的数据处理功能,可以在边缘节点完成对数据的初步处理,减小了省中心的数据处理压力。

此外,智算单元涉及的多种数据采集协议,如天线传输、卡口传输等协议均相应在国标规定下制定,目前也已应用到实际的工作当中。

在数据运营和后台算法方面,以服务区为中心进行多源数据梳理融合,基于两客一危、RSU天线、卡口系统、视频摄像头等平台或设备,完成多源数据采集及融合工作,为实现服务区精细化管理提供数据保障。

同时,通过服务区各类数据融合分析,可以从各个维度描述服务区的运行状况。从在区车辆到全省服务区的整体概况,均可以进行全方位的在线监测。

在试点工作中,我们认为以下指标、算法和功能是需要特别注意的。一是出入区车辆的数据拟合,基于服务区出入场区域部署的RSU天线,卡口牌识设备生成的ETC监测、牌识数据进行绑定和去重,结合上下游门架车辆通行及牌识数据,准确生成每辆通行车辆进、出服务区流水记录。

二是服务区剩余车位数,基于出入区车辆流水记录,实时计算不同车型在场车辆数量。基于服务区车位基础信息,每分钟精准发布发布服务区大、小车停车位的剩余车位数量。

三是服务区超时停留车辆,从行业监管角度来看这是一项重点功能。通过对驶入服务区车辆进行计时,根据出入区车辆数据拟合,基于车辆驶入、驶出服务区的时间,计算车辆服务区停留时长,同时对超时及长时未驶出服务区车辆进行提示。此外,四川省部分服务区区内设有收费站,对于这类服务区的超时停留车辆需要通过收费数据进一步匹配,以分析计算其整体停留时长。

四是对重点关注车辆的告警,通过采集出、入区RSU天线和牌识设备车辆监测数据,比对重点关注车辆和“两客一危”车辆档案数据,对通行服务区的相关车辆进行提示。

实践成果

在平台建设方面,也取得了初步的成果。下图是四川省服务区信息化平台的总体概览,全省服务区的整体情况通过可视化的方式进行呈现。

中间区域展示的是全省服务区的分布情况,圆点代表服务区的所处位置,当日的车流量可通过颜色进行区分,其中绿色圆点的颜色越深代表车流量越大,服务区越繁忙。可以看到比较繁忙的服务区主要集中在成都周边及成渝的主通道上。

左侧区域的数据分别从服务区的概述,智算单元的建设,包括重点监测内容进行展示,可以直观反映路段服务区信息化建设及数据对接的情况。右侧区域对全省停车位和充电设备建设进行了统计和分析,在部中心“随手查”工作的统筹下,目前省内高速公路服务区充电桩已实现全覆盖,大部分服务区也已完成充电桩数据上报部平台的工作。

在长时停车监测板块可以对长时停车的服务区进行高亮展示,提醒监控人员和服务区管理人员注意,地图上中间标黄的服务区代表可能存在长时停车的情况。

对于危化品车辆也进行全省维度的查看,地图上的三角形部分表示该服务区目前有停放危化品车辆。同时,还可以进一步结合长时停车的分析,现场管理人员可对服务区内停放的危化品车辆进行重点关注。

除对全省总体情况进行概览外,还可以点击单个服务区,进一步了解单个服务区的详细信息。系统目前支持查看某个服务区的相关基础数据,动态数据方面支持调看视频监控图像,获取当日车流量、危化品车辆信息等信息。

以天府服务区为例,天府服务区是成都到天府国际机场的必经服务区,在今年五一期间,天府机场跃居全国第二繁忙机场,天府服务区的区位重要性明显。我们对成都到天府机场一侧的服务区进行了三维实景建模试点,下图展示的场景是服务区的入口视角,可以看到服务区的标志标线、情报板等都是根据实景进行的建模。同时通过实时采集的天线、卡口、视频、两客一危等通行数据,可进一步实现数字世界和物理世界的一一对应。

在实景模块中,对于服务区的各个区域可进行图层的划分及展示。可以直观看到天府服务区的主楼、大小车及危化品停车区、加油站、充电桩等的物理布局,相关设施设备在实景模块中均可直观显示。

全省视频联网监控平台接入了天府服务区的视频图像,可快速查看服务区的实时监控画面,包括车辆进出服务区的视频等信息。三维实景还原的优势在于监控员可以快速调取关心点位的视频图像,相较传统的列表调看方式更加直观、高效,监控员可第一时间掌握现场情况。

下图两侧是对服务区当前运行情况的展示。左侧列表除基础数据外,主要是对车流量情况的展示,包括当日车流量,在场车辆数、车流量趋势等信息,对于车流情况同时还可以做到基于收费车型的颗粒度。

右侧列表主要展示服务区当前的停车位占用情况和实时车辆的关注列表。在实时车辆的关注列表中,可对危化品车辆、超时车辆、大中型货车进行重点关注。在该模块可以看到驶入车辆的详细信息,包括车牌号、车牌颜色、过车时间、停留时间等信息。

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针对新能源车辆,系统设计了针对车辆充电情况的监控,可展示充电桩的基础信息、充电桩在用情况等。如果充电桩处于在用状态,会出现充电桩运行的动态标识;如果充电桩目前是处于未用状态,那么该标识将显示为灰色。

下图视角是服务区入口匝道的视角,通过天线数据和卡口数据的拟合可实现对进入服务区车辆进出的实时展示,同时入口匝道的情报板也会同步更新停车位的剩余情况,以便在重大节假日时期提前对公众进行提示。

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行业监管是我们本次实践建设工作的重点,其中危化品车辆的监管需求相对而言比较突出。针对两客一危的车辆,我们结合危化品车辆的基础信息和电子运单信息,可以直观看到入区危化品车辆的详情情况,如车辆颜色、轴数、经营范围等;同样运单信息中会展示运输危险品的种类,运输路径等。如果出现运单信息或者通行信息不匹配的情况,系统也会对数据进行高亮展示和提示。

下图可以看到危化品车辆的具体信息,如车长、运输物品信息、所属公司、驾驶员联系方式等均可直观掌握,如果服务区内出现危化品车辆涉及的安全风险事件,相关信息也可以及时反馈给应急处置相关部门。

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下一步计划

未来,我们将在行业主管单位的统筹下,与各方共同推进全网服务区信息化建设的提质升级工作,充分挖掘数据价值,提升数据应用,实现对全省高速公路服务区的统一数字化管理,对服务(停车)区车流量、重点车辆、充电桩等设施进行在线监测;通过收集分析服务区各类数据,为监管、运营和服务决策提供数字化支撑。



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