11月3日~6日,2024中国智能交通大会在杭州隆重召开。11月5日,在智慧公路建设与发展大会上,福建省交通运输厅副厅长、党组成员王增贤就《福建数智公路实践与探索》做了分享,本文系现场演讲整理而来,未经本人审核,如有错漏,敬请谅解。
福建省地处东南沿海,按“三纵六横两联”主骨架进行规划交通网,目前高速公路通车里程达6168公里,路网率度居全国前列,普通公路通车总里程近11万公里,全省通三级路率达96.9%,实现县级上高速15分钟,乡镇上高速30分钟。
福建省交通运输厅加快建设交通强国,全面贯彻新发展理念,服务新发展格局。建设方面,要素资源数字化水平提高,管理协同化能力增强;管理方面,利用信息系统提升效率和科学性,提高运行监测与应急处置能力;养护方面,借助信息化实现实时监测和预防性养护;运营方面,运输服务智能化提升信息服务效率。
总体框架围绕“六五四”战略展开,包括路网、服务、创新、能源、信息、安全六大体系,智慧养护、智慧基建、智慧出行、数智科技、智慧物流五大产业,以及路网管理、为民服务、科技创新、行业治理的四新格局。
近年来,福建省以交通行业传统基础设施建设和管理养护为切口,催生系列交通数字化创新应用场景,形成了沥青路面智慧建造无人化应用示范、罗宁高速无人机组网智能巡检、桥梁巡检特种无人机和隧道巡检机器人应用、路面病害AI识别、国省干线交通综合基础设施“一张图”建设、厦门5G全场景应用智慧码等一批交通数字化转型经验。
具体来看,高速公路方面,构建涵盖全省高速公路9838座桥梁、1610座隧道、128对服务区、交安标线、机电设备等交通基础设施的首个省域高速公路数字化孪生底座,且某个重要路段已实现三维可视。普通公路方面,对普通国省干线公路沿线资产进行自动化采集,并针对福建省81条国省干道及62条农村公路共2300公里在建道路,开展基于高分遥感的工程进度监测。智慧港口方面,涌现出厦门海润、福州江阴港等集装箱以及罗屿港口、福州罗源湾等散杂货码头的智能化建设先进案例。此外,建成了省级交通运行指挥中心(TOCC),实现公路、水路、场站运输、地铁视频实时可视,运行数据在线分析,交通运行情况实时可查,并建立了多部门数据共享机制,围绕科技治超等方面开展工作。
在促进数字交通产业发展上,福建省主要进行了四个方面的工作。
一是科技创新和标准制度,省厅高度重视,制定了“道路运输车辆卫星定位系统平台技术要求、道路运输车辆卫星定位系统终端通信协议及数据格式”两项国标,以及十几个地方标准;二是数字化应用场景,创新科技项目合作模式,吸引国内信息化、交通运输领域的头部企业、机构来福建参与交通数字化转型发展;三是科研成果转化落地,以公路建管养运中的需求和问题为导向,推进一批科研成果转化落地;四是“产学研用”融合,以重点工程为依托,带动“产学研”参与交通数字化转型。
首先是构建统一的数字孪生底座,对公路、水路、运输、执法、安全、邮政、低空等七个行业的数据进行梳理,并通过统一数据服务、统一孪生体管理、统一计算资源调度、统一物联接入“四个统一”快速响应综合交通各类业务需求,重点工作是准备打造省级数据组织,数字孪生底座是基础工程,底座打造好,才能快速接入其他行业的数据和开放场景。
然后是打造综合交通基础设施一张图,底图汇聚公路、港航、运管、执法等交通各领域的基础设施数据及设备实时数据,希望未来从部级层面实现统一。
全省高速公路数字孪生底座包括完成6168公里的“数字孪生体建模+动态数据接入”,将高速各类动静态孪生体有机结合在一起,形成高精度标准地图作为全省所有业务应用基础地图;其中,数字孪生体包括全省高速所有道路、桥梁、隧道、枢纽互通、服务区、ETC门架和标志标牌;汇聚的动态数据包括全省ETC门架流量、收费站流量、交通事件、实时监控视频、实时诱导信息、气象数据等。
形成《福建省交通运输数据管理办法》为核心的10套标准规范体系,包括《福建交通数据中心系统架构规范》《福建交通单点登录技术开发规范》《福建交通数据中心统一身份认证技术规范》《福建交通数据中心数据服务技术规范》《福建交通数据中心维护规范》等,并通过行业、业务、管理、主题进行分类梳理,编制福建交通运输行业信息资源目录1048个,信息资源项2万余个。
以“智能管控”为研发核心,全方位管控为导向,基于“标准化、工场化、自动化、信息化”的梁厂建设目标,通过整合新一代智能设备应用,应用多种物联网交互场景,充分发挥工业集成系统优势,在预制梁厂生产实施过程中广泛应用二维码+GIS+BIM等前沿技术手段,实现了所属各分部、梁厂的协同化指挥,可视化监管实时掌握工程质量与生产进度,确保施工现场安全、可控。
智慧梁厂每条生产线均设置钢筋绑扎、内模脱膜、砼浇筑、蒸汽养护、自然养护、张拉横移、压浆以及存梁区八个功能区,通过移动台座系统+液压控制系统+智能浇筑系统+智能蒸养系统+智能张拉压浆系统五大系统进行智慧高效制梁。实际案例数据显示,运用高效集约的建设方式,使得生产效率提升约240%,作业人员较传统模式减少30%,综合机械化率达到70%。
针对传统路基路面施工环境恶劣、质量检测滞后等问题,开展具有感知、学习、决策与控制的新装备新方法、新技术研究,推行沥青路面无人驾驶碾压施工生产,碾压施工的温度有要求,但现场温度是实时变化的,无人化压路机系统可以进行现场测试调整,并且可以预测施工现场压实度,目前压实质量在线检测系统2.0版本对压实度预测准确率超过85%。
选取沈海线福泉高速公路福州至莆田近100公里,以及相应的隧道洞口路段开展车路协同技术、产品和装备的工程化应用验证,共构建9大场景测试与应用,其中收费站节点预交易快速通行和恶劣天气安全预警是应用特色,收费站节点预交易相当于司机还未到收费站交易就在进行,到达收费站后不用排队,此外福建恶劣天气频发,所以在安全预警方面进行了大量的测试和实践。
从具体成果来说,综合应用物联网、大数据、云计算和数字孪生技术,搭建了面向示范段并可扩展到全省的省级云控平台,构建虚实融合和一体化创新管理模式;实现了V2X、ETC两类车路协同服务,车路协同设施与车路协同APP联动及时发布道路路况信息、预警信息等。
以高速长隧道群为试点路段,针对交通事件发现延迟、拥堵管控难等问题,开展突发事件智能检测、交通流预测预警、多级动态分流诱导等技术攻关。
具体来看,针对隧道移动巡检难的问题,攻关隧道移动巡检关键技术,实现隧道火灾事故、气体环境、机电设备、车辆状态的全时段在线监测,当发生突发事件后第一时间抵近事件现场,实时回传现场高清视频,开展语音喊话在线引导相关人员应急处置,减少二次事故发生。
基于信息化和智能化的视频识别技术、网络技术、信息处理技术、传感器技术,研发桥梁自动化智能健康监测系统,从桥梁结构状态的监控与评估和提升桥梁养护管理的信息化水平方面出发,针对荷载监测、结构安全关键指标监测、针对性指标监测和AR实景可视化等,实现桥梁结构监测的自动、连续和实时探测、反馈、诊断、建议、输出。
形成高精度、智能化、便捷化、绿色化的福建普通国省道高边坡监测预警解决方案,以物联网、互联网、北斗+等技术为理论基础结合自有知识产权的人工智能预判算法,在高边坡示范场地进行实际应用,主要通过边坡现场实时可视、数据融合一图查看、异常事件主动警示、多维统计趋势研判等回溯全景视频、多方联动提醒安全隐患,下一步福建也将尝试同地图厂商合作,将数据融入导航中实时提醒道路使用者。
按照“省级统筹规划、市级统招统建、县级协同应用、平台软件全省统一”的工作思路,自2021年起福建省各地稳步实施公路科技治超工程建设,持续加大科技投入,基本实现了三年科技规划建设任务目标,构建了全省执法管控“一张网”。目前该系统已在全省推开,技术监控创新上,感知监控增配道路交通安全违法违规行为视频取证、交通流量调查和外廓尺寸检测设备,促进资源共享实现“一次投资建设、多部门共同应用”;违法处理创新上,全方位与全过程的网上操作,保证了公正执法,实现了对违法案件的“查处分离”,增强执法透明度。
以“两岸融合发展示范区数字化公路网”为主题,按照“一轴贯通、三翼互联、全网协同、平急两用、两岸融会”的总体布局,开展数字化转型升级,主要从智慧扩容、安全增效、产业融合、机制创新等4个方面,精准实施“5+10”专项任务,全面完成“6大基础+9个特色”绩效指标,全力实现“一个平台、两张智网、三联畅行、四重预警、五大模式”的总体目标。