2023年3月30日,第二十五届中国高速公路信息化大会暨技术产品博览会在福建省福州市召开。本次大会由中国公路学会主办,福建省高速公路集团有限公司、福建省公路学会、华为技术有限公司协办,《中国公路》杂志社、《中国交通信息化》杂志、福建省高速公路学会承办。交通运输部路网监测与应急处置中心副主任王刚以《数据驱动的路网运营服务体系建设思考》为题作主旨报告。以下为王刚的报告内容,《中国交通信息化》作了不改变原意的编辑及整理。
近年来,我国高速公路路网在智慧化运营服务建设方面进行了尝试性探索实践。2020年至今,已有京雄高速河北段、荣乌高速、京德高速等多条智慧高速建成通车,浙江、江苏、宁夏等多个省、区、市发布了智慧高速建设指南。各地在智慧高速建设中已取得了一定的成果,积累了宝贵的建设经验,形成了一些标准规范,采集了丰富的数据,创新制造出了一批智慧高速相关的产品,这些都为下一步全网的智慧化建设提供了很好的基础。
存在的问题
经过数年探索,目前智慧高速建设普遍存在几个显著问题:一是智慧高速建设的公众体验未达到预期;二是整个行业在业务、运营、服务等方面的能力水平提升不够充分;三是各地试点路段互联困难,无法连点成片、成网提供一体化服务;四是目前智慧高速建设和运营成本过高,难以全面推广。
上述问题背后主要包括需求预设、盲目求新、贪大求全、重硬轻软、缺少协同等几个不容忽视的原因。
需求预设:智慧高速的建设内容应来自于生产运营实际、公众出行服务的现实需求,而非主观预设。
盲目求新:目前很多智慧高速建设一味追求最新技术与产品,而忽视了实际需求与现实条件,导致最终建成系统难以有效利用,应用效果无法达到预期。
贪大求全:脱离当地路段实际情况,盲目借鉴其他地方建设方案,建设内容缺乏重点,导致资源浪费。
重硬轻软:建设过程中布设了大量外场设备设施,部署了大量系统硬件,但对相应的软件系统重视不足,缺乏深入深刻的应用。
缺少协同:跨区域的高速公路间缺少协同,已建的智慧路段难以互联,智慧高速与其他等级公路、与其他运输方式缺少协同。
令人欣喜的是,2022年下半年至今,行业已经从较为冲动的探索阶段,逐渐转向冷静理性的思考阶段。在这一过程中,我们进行了一些调研分析。我认为高速公路业务是数据的富矿,蕴含大量的数据资源,并为数据应用提供了丰富的场景。如何充分利用数据,释放数据生产力,最大化地发挥数据价值,是智慧高速建设中需要高度重视的问题。
数据现状
经过多年建设,高速公路已建设了大量的外场设备设施,采集着海量数据。目前全网来看,收费系统外场设备超25万套,日均数据超10亿条;监控系统视频监控设备超20万套,联网上云视频超18万路;气象监测设备近万套;长大桥隧、高边坡等重要基础设施逐步实现数字化监测;养护巡查逐步实现数字化。应该说,行业在数据来源、数据种类、数据量上均已达到很大规模,其潜在价值有进一步挖掘利用的巨大空间。目前,广东、浙江、湖南等省份针对数据应用已进行了一些有益探索,并取得了良好成效。
广东省融合收费数据和监测数据进行全省高速路网车流监测,结合历史数据进行分析,实现了节假日流量预测,其预测结果与实际数据一致性很高,对路网运营管理及公众服务具有较高的实用价值;浙江省融合省域路网的ETC门架和监控数据,进行流量监测与态势感知,并利用大数据、人工智能等技术进行数据分析,及时发现交通事件,同时通过数据共享、业务联动实现应急救援场景一路多方协同响应,大幅提升了服务水平;湖南省结合收费数据、监控数据,统计、监测高速公路交通流量,并进行多维度数据分析,挖掘数据价值,为管理决策和运营组织提供了有效支撑。
虽然部分省、区、市已经针对高速公路数据进行了较高程度的分析应用,但从整个高速公路路网来看,数据价值利用仍很不充分。目前存在的问题主要有以下几点:一是数据“烟囱”林立,一套应用系统一套数据,跨业务、跨系统数据无法互通共享,限制了数据应用范围;二是业务协同不紧密,相关业务服务的联动不足,数据应用效率有待提升;三是业务分析不深入,针对数据的分析与利用浮于表面,未能充分挖掘现有数据的价值;四是运营支撑不充分,数据分析的结果未能用于支撑业务提升,限制了数据价值的有效发挥;五是公众服务差距大,通过数据分析得到的有价值的结果难以触达用户侧,导致公众感受不足,体验不佳。
深入来看,导致上述问题的原因主要有几大方面:一是需求分析不深刻,相关建设需求未与业务部门深入研究,对用户服务需求、管理运营需求的挖掘不到位;二是数据规划不到位,针对多种类的大量数据,未能科学合理的进行数据应用规划;三是方案设计深度不足,优良的设计是优质建设成效的前提,某种程度上可以说设计水平决定建设水平,在道路基础设施建设方面,我们有许多令世人叹为观止的精品,设计水平也绝对可以说是世界水平,有许多大师级的设计专家,而且基础设施的设计管理是责任终身制的,设计单位非常负责任。智慧高速设计是从原来的机电设计过渡发展过来的,其中发展出一批优秀的团队,刚刚在大会上也受到了表彰,但是,不少设计单位对业务需求研究不深入、基于项目实际条件的针对性研究不足,设计不严谨、设计方案同质化,管理不严格,设计与产品、设备的耦合度过深。为了行业的发展和服务的实现,强烈建议要注重和提高设计质量,锻造智慧高速的精品设计和大师级的团队、专家;四是应用开发“花架子”,很多应用开发过程脱离了业务与服务需求,精细性欠缺,实用性不足;五是机制优化不同步,智慧高速建设了大量的信息化系统,但与系统升级所对应的业务机制未能同步优化提升,导致实际使用中未能充分发挥建设效果。
提升路径思考
针对上述存在问题,我们进行了进一步的思考,在发展路径上,认为智慧高速要精研业务和服务,用足用好既有数据,按需更新或增设相关设备设施,补充数据源,持续提升水平和能力。
结合建设实际,我们提出了一个流程闭环的建设思路供大家讨论。第一要深挖业务需求,智慧高速的建设内容应该来源于实际需求;第二要用好既有资源,应理清数据“家底”,明确已有数据条件,充分发挥既有数据资源价值;第三要深化方案设计,基于业务需求与现实条件,结合既有数据情况,进行科学的方案设计与比选,选择合适的最优方案;第四要按需增补设施,按照建设所需,通过增设设备设施或拓展数据共享交换等方式补充数据资源;第五要抓好应用开发,针对用户服务、运营管理,实现实用性强的业务应用;第六要提供充分的服务,以多渠道、多方式提供相关服务;最后要完善评估评价,在服务中发现问题,并进行评估、评价,进而反馈到业务中再进行优化完善,形成闭环,从而推动智慧高速建设不断的优化和迭代升级。
在党的二十大和全国两会精神的引领下,智慧高速如何践行高质量发展,如何推动行业数字化转型,是一个重大课题,如何实现交通运输部提出的“一张网运行,一体化服务”的智慧高速业务目标也是当前的发展重点。目前高速路网已经基本实现“一张网通行”,但距离“一张网运行、一体化服务”还存在一定进步空间。我们认为现阶段研究形成低成本、广覆盖、连片成网、快速迭代、可持续的全网性建设运营方案,利用数据来赋能业务和服务提升是当务之急。
基于长沙大会上的讨论,经过近一年的实践与思考,我们进一步优化了技术路线:科学利用信息技术发展成果,深度融合收费、监控、通信三大系统,锁定“安全和效率”核心目标,充分挖掘数据价值,赋能运营服务提升,服务人民群众美好出行。
此外,基于现有全网建设条件与业务发展情况,我们认为:ETC天线将广泛用于交通流监测,收费数据将首先赋能其他业务;人工智能(AI)将大量用于数据分析,赋能出行服务、事件救援和安全提升。
服务区智慧化提升
具体到实际业务、实际场景上,我们先来看看服务区提升。
高速公路服务区不仅要服务客户,也要服务运营。通过在服务区入、出口加装ETC监测天线,与既有视频等数据融合,就可以在现有业务基础上实现多项新功能。因为在高速公路上行驶的车辆要么有OBU,要么有CPC,服务区入口匝道的天线能够对经过的所有车辆进行监测,数据中有入口收费站、时间、车型、载重等多种属性数据。一是可以堵塞收费工作的漏洞。可以读取服务区入口天线数据及时判断车辆是否存在“一车多签”、“一车多卡”的问题,在服务区内主动排查,减少收费站出入口特情,治理偷逃费。二是预防和管理疲劳驾驶。法律有规定,车辆连续行驶4小时必须休息20分钟,通过读取服务区入出口数据,能够准确掌握车辆在行程中上一次进出服务区的时间,从而计算出车辆在高速公路上连续行驶的时长,为防治疲劳驾驶、减少安全事件提供数据支撑。三是赋能智慧服务区建设,能够通过入出口天线检测获取车辆的类型、入口收费站、载重等丰富的属性信息,可支撑多项服务区业务。四是绿通的前置查验,绿通车查验是收费站拥堵的重要原因之一,考虑可在服务区完成绿通车辆的查验,将查验结果联网共享,让绿通车辆可以在收费站快速通行,提升效率,促进信用通行体系建设。五是为重大公共突发事件处置提供数据支撑,比如抢险救灾、疫情防控等。
实践方面,过去这段时间广东省已经在4个服务区进行试点验证,效果出人意料地好。已计划在今年完成省交通集团管理的300余对服务区的全面部署,通过新建智慧化系统利用相关数据或通过数据补充原有系统的不足,提升服务区服务水平。福建省目前有133对服务区,其中125对服务区加装了入出口ETC天线监测,大大优化了服务区车辆数据的分析,支撑了智慧建设。河南省在服务区已进行绿通前置查验系统试点建设,通过在服务区查验绿通,带动了一些新产品、新设备、新服务、新技术的应用。此外,取消省界收费站工程后,在高速公路原省界站留下的场地水电、设施齐全,是否能够进一步发挥其价值为跨省绿通车辆的查验服务是一个值得思考的问题。
隧道服务提升
在隧道监测服务方面,去年就曾提出方案建议,可在隧道入出口和区间断面增设ETC检测天线,与现有隧道系统融合,支撑隧道业务服务提升。通过采集过车的丰富数据内容,实现隧道流量监测、隧道内车辆区间位置分析以及过车属性分析,为相关业务功能提供更为丰富强大的数据基础。目前,已在广东京珠高速大瑶山隧道、福州京台高速天龙山隧道进行了试点验证。
交通守望者
去年在长沙,我们发布了“交通守望者”,把外场监测系统大量的数据、信息用人工智能分析处理后准确获取事件信息,将信息通过通信系统传递给ETC门架,通过门架上的ETC天线快速发布到通行车辆的ETC用户端(OBU),来提醒用户行驶前方的安全、养护等事件信息,可以快速高效地提升路网运行安全。现在全网2.9万个门架,每个门架上的天线都是分车道安装的,经过行业共同的努力,我们目前拥有了超过两亿的ETC用户,使用率近70%。这个系统方案的核心是采集数据的人工智能处理、事件的快速确认和发布,融合打通监控系统和收费系统是关键,可以通过调整升级两个系统的网络安全要求来系统实现。沪杭甬高速浙江段和沪昆高速上海段已经进行试点验证,已经将事件信息经过ETC门架传递到车载的OBU设备上,蜂鸣提醒并转换成语音最终触达用户,实现了车路协同的基本服务功能。这一系统方案初步具备了推广的基础,如果大面积应用,将在较短的时间内用较低的成本覆盖大量路段和用户,提供一致化的服务,促进路网运行安全的快速提升。随着ETC在新车生产阶段实现前装,OBU将可以与汽车CAN总线联接,路侧的事件信息就可以提前传递给车辆的计算平台,与车辆获取的视距内信息融合,处理后支持自动驾驶,提升安全和效率,降低自动驾驶车辆的相关制造成本。
情报板提升
大部分高速公路情报板利用不太充分,未能很好地发挥其应有价值。很多情报板尚未实现IP化布设,未能联网联控。情报板服务提升,首先应实现全部情报板的IP化和联网联控,并进行网络和数据安全的升级,强化情报板信息发布的全过程安全。第二要丰富发布的内容,我们有很多数据、信息在业务系统内部转圈,没有告诉用户,而情报板是与用户信息交互非常好的一个途径,应该充分利用。第三步是和车路协同关联,补充信息交互方式的不足,强化信息触达能力。此外,情报板会在省际交通管控的协同中发挥重要作用。例如今年1月,我国部分省际间高速公路因大雪、冻雨等突发极端天气而封路,但因上下游省份信息共享不足而导致上游车辆大规模拥堵。在这种情况下,情报板可以在省际之间作为一个沟通平台,在封路上游路段提前提示分流,避免长距离的拥堵。
切中公众出行服务痛点
在未来智慧高速建设快速见效的实施策略方面,我们主要思考了两个切入点。一是以干线通道为切口,服务长途货运和出行;二是以大城市环线和通勤通道为切口,服务公众出行和区域货运。基于数据分析可知,上述两类高速公路是货运、客运的重要线路,发挥着巨大的作用。
根据数据分析,我国“71118”高速公路网的7条放射线、11条北南纵线、18条东西横线高速公路流量很大,货运量与货物周转量非常高,其日均车流量占全网总流量近六成,货运量同样占比近六成,货物周转量占全网总量近四分之三。30条城市绕城环线日均车流量很大,占全网总流量约六分之一,其中客车占比超过七成。车流量最大的10条线路包括3条放射线,3条北南纵线,1条东西横线,2条地区环线和1条城市环线。货运量最大的10条线路则全部为“71118”线路。围绕上述高速公路开展建设,对服务社会、公众感受的提升会具有比较显著效果。
智慧高速展望
经过多年的实践,我们全网、全行业已形成了几大共识,一是公众服务是永恒的主题,要真正为我们的客户服务;二是运营服务的关键与核心永远是“安全和效率”,没有安全则谈不上效率,而效率对高速公路的出行体验及运营收入影响巨大,所以安全与效率至关重要;三是不管是信息化、数字化、智慧化还是智能化,最关键的是“化”这个字,打个比方,就像把糖放在口里,糖化了被人体吸收融合才能提供能量,就是要把关键技术和应用系统与高速公路运营服务有机融合,为可持续发展提供有力的支撑。四是我们已经建设了大量的应用系统,业务产生数据是水到渠成的,最关键的是数据要反哺业务,数据赋能业务,这才是我们数字化转型和高质量发展的关键所在。
数据驱动,构建路网运营服务体系,着眼点、落脚点都要遵循交通强国纲要,“人民满意、保障有力、世界前列”,人民满意一定要放在首位,人民满意了,保障有力了,以我国的路网规模、运输规模、服务规模来看,一定会是世界前列的。我们要争当贯彻国家交通强国战略部署的执行者、行动派、实干家。
以上思考,不尽深入全面,仅供行业参考和学术讨论,敬请斧正!
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