高速公路监测预警:从“人工巡检” 到 “AI 先知”
高速公路监测预警正释放出前所未有的市场活力
近年来,自然灾害、极端天气、车辆重载等因素导致高速公路路面、桥梁、隧道等结构损伤频发,交通事故率逐年攀升,引起社会各界对公路安全的高度关注。
与此同时,我国公路建设从“增量扩张”逐渐走向“存量养护”,传统养护模式面临着效率低下、成本高昂、应急滞后等痛点问题,构建智能化监测预警体系,加强高速公路全生命周期管理,推动养护数字化转型迫在眉睫。
在此背景下,政策层面,《关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见》《关于支持引导公路水路交通运输基础设施数字化转型升级的通知》等文件明确提出,支持高速公路基础设施数字化转型,提升公路防灾抗灾能力;技术层面,AI、大模型等技术快速发展,以及视频、毫米波雷达等产品的迭代升级,为监测预警体系建设注入创新动力。
依托政策东风与技术创新,高速公路监测预警正释放出前所未有的市场活力。
一、监测预警技术发展现状
在物联网、人工智能、5G通信、北斗等技术深度赋能下,高速公路监测预警体系正朝着智能化、集成化、精准化方向快速发展。
相较于传统监测传感器仅针对某单一数据采集感知,当前监测预警设备通过技术集成,整合雷达、视频、北斗定位、气象站等设备数据,并与AI深度融合应用,通过AI算法实现交通事件的快速感知和识别。集成化的设计思路,也让监测预警产品在轻量化上大幅提升,如部分道路监测仪器可以达到手机大小,在便捷化的同时大大降低了建设成本。
在新一代通信技术的加持下,预警信息的推送,除了通过道路沿途布设的显示屏、指示灯等基础设施进行信息传递并预警提醒车辆之外,相关信息还可通过手机端或车端地图进行预警提示,直接触达车辆驾驶人。部分地区也尝试其他预警方式,如利用可收卷幕布进行信息提示,当事故发生时,从路侧信息引导牌后落下,提醒过往车辆前方有事故发生。
在监测预警系统平台方面,系统平台的建设和发展在打破部门数据壁垒的同时,正从“数据收集”转向“智能研判”,利用AI、大模型等技术对系统进行智能化升级,有效提升了管理部门对庞杂的道路信息数据、气象数据等有关数据的研判效率,辅助交通部门快速做出决策,提升管制处理效率。经过系统性的整理研判,管理部门对交通事故按标准进行分级处理,可以实现资源精准调度,确保将有限资源利用最大化。
日常的道路巡检也是监测预警体系的重要组成部分。相较于以往人工巡检手持设备拍照、目测检查,部分地方和企业尝试将激光雷达/毫米波雷达+高清摄像头+红外热成像等检测设备和边缘计算设备进行车载集成,在巡检车上同时进行数据的收集和整理,提升巡检效率的同时也保证了数据收集的质量。毫米波雷达和红外热成像等新兴设备的加入,也让管理部门对过往忽略的、地表下难以发现的灾害病变进行提前探查,做到主动发现、提前处理。
以“智能监测、精准预警、主动养护”为核心的新一代路面监测预警技术,正成为公路养护数字化转型的关键支撑。
二、实战案例:技术落地破解难题
部分高速公路监测预警外场设备依赖严重,但机电设备和系统建设、运维和重置成本都比较高,如何在有限条件下实现低成本高覆盖感知,是当下行业面临的主要挑战之一。同时,智慧公路建设、数字化转型升级或独立的监测预警项目建设中,监测预警都是重要内容,也应避免项目和能力碎片化,建立”标准一致,上下打通,左右互联,整体赋能”的监测预警体系,整合路网内的各类感知手段,形成“全域感知、全网协同、全程服务”路网级智慧化能力。
智路云交通科技有限公司针对新疆国道G314普通国省道运行条件复杂、机电布设基础条件差、资金有限等难题,构建了“低成本高覆盖”的数据感知体系,并建设了“G314喀什至红其拉甫段智慧公路综合管理平台”。
智路云重点研发了低成本高覆盖数据感知体系的数据融合技术,建立了与百度高德等导航软件和车辆监控平台等的数据合作,丰富了无人机和巡查车等巡查设备的应用场景,并整合了已有的路况检测与巡查、智能视频监测、泥石流监测、桥梁健康监测、智慧隧道监测、智能服务区管理等系统数据,实现了G314喀什到红其拉甫段全天候动态感知与异常事件主动预警和实时发布。
“G314喀什至红其拉甫段智慧公路综合管理平台”针对新疆特点丰富了公路异常事件的类别,突破性地建立了新疆国省道异常事件的分级分类标准及其结构化数据体系。通过构建干线公路管理全流程的数字化体系,打通“感知-分析-决策-服务”的数字化链路,基本实现智慧化决策能力和交旅融合服务能力的建设目标。
在日程巡检方面,智能巡检成为行业发展主流,掀起了一场效率革命。
北京建工养护集团自主研发的巡检一体化设备“京橙智检”,可以通过前、后置设备,采集道路路面图像数据,智能识别道路路面病害信息,实时计算道路路面PCI值;通过激光平整度仪,采集路面纵断面高程曲线的距离信号,车辆垂直方向加速度等数据,经处理获取道路的RQI等数据。经后台RMMS后处理,自动生成道路完整的技术状况评定报告。
桥梁也是当下监测预警体系建设关注的重点方向。部分地方采用北斗技术,将通信设备安装在桥下,通过北斗进行对设备进行实时位置定位,当设备因桥体变化引发设备位移时,设备自动将有关信息上传预警监测系统平台。
福建省在桥梁监测预警方面也探索出一套创新技术,通过敷设专用电线与桥梁及边坡结构物形成整体,电线扯断即触发断线预警;同时,实时监测倾角振动监测仪的加速度和倾角值,三个参数相互验证。一旦三参数均预警,则自动发布垮塌预警,启动声光电报警系统,并向管理平台推送预警触发应急响应程序。
三、价值延伸:从安全保障到产业生态重构
监测预警的快速发展,除了在保障道路交通运输安全与效率的同时,对路网产业生态同样有着较大意义。
交通运输部在《关于推进公路数字化转型加快智慧公路建设发展的意见》中,提出依托建设期BIM数据、历史数据等,并应用先进测量与快速建模等技术,结合既有养护系统以及养护大中修工程、改扩建工程等,推进公路资产数字化。
在日常养护巡检工作中,监测设备所采集的道路设施图像数据、定位数据、激光点云等数据经处理后,可以形成与实际道路一致的数字化成果,包括路面附属设施资产库、高精度车道级路面地图、三维地图和道路实景图像等。因此,依托BIM 技术与实时监测数据,构建基础设施数字化底座,结合养护管理系统平台建设,推进公路资产数字化建设,进而实现养护全周期的精细化管理。
在完善公路资产数字化建设的同时,相关服务模式也将迎来改变,如将路况实时传输到车端,提醒车辆驾驶人员注意道路安全,尤其是随着智能网联汽车、车路协同、车路云一体化的快速发展,“数据即服务”加速落地。
通过技术创新实现从"被动应对" 到 "主动防御" 的转变,不仅能提升公路安全水平,更将推动形成万亿级智慧交通产业新生态,尤其是数字孪生、边缘计算等技术的成熟,将推动监测预警迈向 "全要素感知、全周期管理、全价值挖掘" 新阶段。
四、结语
在文稿完成期间,一场因极端天气引发的自然灾害致使桥梁倒塌事故再次引发全社会关注。
6月24日,贵州厦蓉高速猴子河特大桥引桥因持续强降雨引发山体滑坡垮塌,桥梁垮塌事故发生时,该桥梁仅有一辆重型载货汽车通行,货车司机及时发现问题并刹车,车头悬空,后司机被专业搜救人员救出。
经报道,当日6月24日5时51分,交通部门巡查发现G76厦蓉高速格都线(四格收费站与三都收费站之间)K1264上行猴子河特大桥引桥桥体变形,立即对上行路段实施交通管制,7时11分,对该路段实施双向交通管制。
而事故中的货车司机因为在下坡路段行驶,且前一晚在服务区休息,早晨6点半左右已上路行驶,因此避开了这一交通管制。
由此可见,即便监测措施到位,若预警信息未触达车端,仍可能酿成险情。
监测与预警需双向闭环,高速公路监测预警建设,任重道远。
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