天津高速公路集團(tuán)：基于大數(shù)據(jù)中臺(tái)的高速公路數(shù)字化創(chuàng)新成果應(yīng)用

本文為由《中國(guó)企業(yè)報(bào)》集團(tuán)、《互聯(lián)網(wǎng)周刊》共同發(fā)起的“2023全國(guó)企業(yè)數(shù)字化建設(shè)優(yōu)秀案例征集”活動(dòng)中，入選的優(yōu)秀案例。

紙引未來(lái)網(wǎng)訊1、建設(shè)概況

（一）項(xiàng)目背景

2021年2月，國(guó)務(wù)院國(guó)資委印發(fā)《關(guān)于加快推進(jìn)國(guó)有企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的通知》，提出“運(yùn)用5G、云計(jì)算、人工智能、數(shù)字孿生等新一代信息技術(shù)，探索構(gòu)建適應(yīng)企業(yè)業(yè)務(wù)特點(diǎn)和發(fā)展需求的‘數(shù)據(jù)中臺(tái)’‘業(yè)務(wù)中臺(tái)’等新型IT架構(gòu)模式，加快形成集團(tuán)級(jí)數(shù)字技術(shù)賦能平臺(tái)，為業(yè)務(wù)數(shù)字化創(chuàng)新提供高效數(shù)據(jù)及一體化服務(wù)支撐”。與此同時(shí)，在新基建浪潮的推進(jìn)下，智慧高速成為我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的熱點(diǎn)之一。近年來(lái)，國(guó)務(wù)院、交通運(yùn)輸部相繼發(fā)布了一系列智慧交通政策文件，并先后開展交通控制網(wǎng)及智慧公路試點(diǎn)、交通強(qiáng)國(guó)單位試點(diǎn)工作，賦予智慧高速新優(yōu)勢(shì)、新動(dòng)能。

為響應(yīng)國(guó)資委企業(yè)數(shù)字化創(chuàng)新發(fā)展的要求，服務(wù)高速集團(tuán)持續(xù)高質(zhì)量發(fā)展，服務(wù)天津市“數(shù)字公路”、“交通強(qiáng)國(guó)”建設(shè)，2021年以來(lái)，經(jīng)多方調(diào)研和仔細(xì)籌備，天津高速集團(tuán)組織完成了“天津高速集團(tuán)數(shù)據(jù)中臺(tái)”建設(shè)，并圍繞當(dāng)前最急迫的道路養(yǎng)護(hù)需求建成了“養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)”，初步實(shí)現(xiàn)了高速公路數(shù)據(jù)資源的匯聚和科學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)了數(shù)字賦能科學(xué)養(yǎng)護(hù)，為集團(tuán)“數(shù)字化轉(zhuǎn)型”添磚加瓦。在此基礎(chǔ)上圍繞智慧高速運(yùn)行調(diào)度與數(shù)字孿生開展探索新應(yīng)用。

（二）項(xiàng)目概況

天津市高速集團(tuán)數(shù)據(jù)中臺(tái)是面向集團(tuán)內(nèi)數(shù)字化業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)資源匯聚管理和支撐服務(wù)平臺(tái)，是集團(tuán)數(shù)字化業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)中樞。數(shù)據(jù)中臺(tái)從2020年開始策劃，2021年正式開始一期建設(shè)并在年底開始投入使用。目前，天津高速集團(tuán)數(shù)據(jù)中臺(tái)已具備數(shù)據(jù)資產(chǎn)、數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)運(yùn)維、數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)分析等10大功能模塊，初步實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“源→接入→處理→計(jì)算→分析→服務(wù)→共享→運(yùn)維”的全生命周期閉環(huán)治理和應(yīng)用；并建成了成本、質(zhì)量（養(yǎng)護(hù)）、OA管理、項(xiàng)目管理、卡口過(guò)車五大數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，為集團(tuán)業(yè)務(wù)數(shù)字化、數(shù)字業(yè)務(wù)化提供了基礎(chǔ)條件。

另外，建成了集團(tuán)與路網(wǎng)中心的專線網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)了全市高速公路交通流量、運(yùn)行速度、重點(diǎn)車輛GPS等數(shù)據(jù)接入數(shù)據(jù)中臺(tái)，伴隨未來(lái)公路中心數(shù)據(jù)中臺(tái)建成，將逐步實(shí)現(xiàn)更多行業(yè)數(shù)據(jù)共享共用。

為加快推進(jìn)可視、可測(cè)、可控、可服務(wù)的智慧高速公路運(yùn)行監(jiān)管體系的形成。建設(shè)智慧高速公路運(yùn)行管理系統(tǒng)與數(shù)據(jù)孿生應(yīng)用，完成管理部門高速業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)匯聚，完成高速“人—車—路—環(huán)境”態(tài)勢(shì)全域全時(shí)感知，基于實(shí)際道路運(yùn)行態(tài)勢(shì)、交通事件，形成前端路側(cè)設(shè)備、信息發(fā)布的管控，輔助管理部門基于實(shí)際道路、環(huán)境、交通情況完成管控決策。打造高速公路智信息發(fā)布管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)“資源整合、降本增效”。

（三）資金投入及說(shuō)明

2021年啟動(dòng)項(xiàng)目建設(shè)，累計(jì)投入358萬(wàn)元。

2、建設(shè)內(nèi)容

（一）集團(tuán)數(shù)據(jù)中臺(tái)

（1）數(shù)據(jù)中臺(tái)整體架構(gòu)

考慮到數(shù)據(jù)保密性，天津聯(lián)網(wǎng)中心推送的運(yùn)營(yíng)收費(fèi)數(shù)據(jù)以及其他一些數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)脫敏處理后，要求保存在高速集團(tuán)的內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)中。

數(shù)據(jù)中臺(tái)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部分部署在集團(tuán)內(nèi)私有云，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)中臺(tái)對(duì)接的各種類型數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，從而保證數(shù)據(jù)在內(nèi)網(wǎng)的安全、可控。數(shù)據(jù)中臺(tái)的應(yīng)用服務(wù)部分在公有云部署，負(fù)責(zé)各種類型數(shù)據(jù)的接收、清洗、計(jì)算、統(tǒng)計(jì)等，同時(shí)對(duì)外提供數(shù)據(jù)接口，允許授權(quán)終端訪問(wèn)指定的數(shù)據(jù)資源。數(shù)據(jù)中臺(tái)兩個(gè)部分相互配合，做到數(shù)據(jù)的分級(jí)分層在公有云和內(nèi)部機(jī)房之間動(dòng)態(tài)流動(dòng)、應(yīng)用之間的相互通信和硬件資源的充分利用。

（2）數(shù)據(jù)中臺(tái)主要功能

從功能上講，總體分成技術(shù)工具集、數(shù)據(jù)源、大數(shù)據(jù)資源資產(chǎn)平臺(tái)、統(tǒng)一業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)、數(shù)據(jù)應(yīng)用等幾個(gè)部分：

技術(shù)工具集包括分布式存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)計(jì)算、離線計(jì)算、ETL數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、作業(yè)調(diào)度、資源管理等部分。

數(shù)據(jù)源包括原始數(shù)據(jù)來(lái)源，以及把數(shù)據(jù)源數(shù)據(jù)引入數(shù)據(jù)中臺(tái)之后，在數(shù)據(jù)中臺(tái)中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)庫(kù)等部分。在本項(xiàng)目建設(shè)中，數(shù)據(jù)源部分僅包含在數(shù)據(jù)中臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)部分，并不包含數(shù)據(jù)源本身，但需要和數(shù)據(jù)源對(duì)接。

大數(shù)據(jù)資源資產(chǎn)平臺(tái)包括數(shù)據(jù)體系、數(shù)據(jù)資產(chǎn)體系、數(shù)據(jù)服務(wù)體系等部分。數(shù)據(jù)體系包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等部分。數(shù)據(jù)資產(chǎn)體系包括數(shù)據(jù)視圖、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)開發(fā)等部分。數(shù)據(jù)服務(wù)體系包括交互服務(wù)、查詢服務(wù)、分析服務(wù)、接口服務(wù)等部分。

統(tǒng)一業(yè)務(wù)支撐平臺(tái)建成產(chǎn)品集，包括數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)運(yùn)維、數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)算法、統(tǒng)一地圖服務(wù)、APP查詢管理、大數(shù)據(jù)計(jì)算、數(shù)據(jù)資產(chǎn)可視化等所有功能，也可以提供從屬平臺(tái)的數(shù)據(jù)集成、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)開發(fā)、大數(shù)據(jù)計(jì)算平臺(tái)等所有功能。

數(shù)據(jù)應(yīng)用由數(shù)據(jù)中臺(tái)提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)和算法支撐服務(wù)，根據(jù)業(yè)務(wù)需求開展即時(shí)應(yīng)用需求。中臺(tái)能夠隨高速公路業(yè)務(wù)發(fā)展對(duì)數(shù)據(jù)算法進(jìn)行擴(kuò)展，中臺(tái)算法庫(kù)集成更多的高速公路業(yè)務(wù)相關(guān)的數(shù)據(jù)算法，包括設(shè)備設(shè)施健康狀況監(jiān)控與預(yù)測(cè)算法、設(shè)備設(shè)施效費(fèi)比計(jì)算與評(píng)估算法、養(yǎng)護(hù)計(jì)劃安排算法等。

（3）數(shù)據(jù)中臺(tái)特色能力

Ø 統(tǒng)一地圖服務(wù)

統(tǒng)中臺(tái)提供統(tǒng)一的地圖服務(wù)器，并在地圖進(jìn)行更新的時(shí)候，動(dòng)態(tài)同步到使用該地圖服務(wù)器的各個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中。統(tǒng)一地圖服務(wù)支持柵格圖層、矢量圖層，以及建筑物等專題圖層。

Ø 數(shù)據(jù)資產(chǎn)可視化

通過(guò)將數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)行配置，可以快速生成可視化圖表，并可以對(duì)可視化圖表的樣式進(jìn)行個(gè)性化調(diào)整，如下圖所示。帶有地理信息的數(shù)據(jù)可以通過(guò)可視化模塊展示在地圖上，并對(duì)數(shù)據(jù)層的樣式進(jìn)行自定義調(diào)整，快速生成專題地圖。

通過(guò)將外場(chǎng)設(shè)備等資產(chǎn)信息數(shù)字化，可以在地圖上展示所有的設(shè)備，使用戶可以快速掌握當(dāng)前的設(shè)備狀態(tài)以及數(shù)據(jù)接入狀態(tài)，識(shí)別異常設(shè)備，為設(shè)備維修提供依據(jù)。

在數(shù)據(jù)中臺(tái)應(yīng)用過(guò)程中，隨著所管理數(shù)據(jù)的逐漸增加，數(shù)據(jù)之間的關(guān)系會(huì)逐漸變得復(fù)雜并難以管理，系統(tǒng)提供完整的數(shù)據(jù)全生命周期血緣可視化功能，完整展示每一條數(shù)據(jù)鏈條以及數(shù)據(jù)鏈條上的對(duì)應(yīng)任務(wù)，保證數(shù)據(jù)全流程安全、可控。同時(shí)，可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和過(guò)濾，方便進(jìn)行快速定位。

Ø 地圖與軌跡匹配

中臺(tái)分別提供了百米樁、GPS坐標(biāo)點(diǎn)與地圖匹配的算法。地圖匹配（Map Matching）是指將百米樁或GPS行車軌跡的經(jīng)緯度采樣序列與數(shù)字地圖路網(wǎng)匹配的過(guò)程，其本質(zhì)上是平面線段序列的模式匹配問(wèn)題。根據(jù)考慮采樣點(diǎn)的時(shí)間范圍和計(jì)算結(jié)果的及時(shí)性，本項(xiàng)目主要采用局部/增量算法作為匹配方法。局部/增量算法是貪婪算法，每次確定一個(gè)匹配點(diǎn)，下個(gè)點(diǎn)從已經(jīng)確定的匹配點(diǎn)開始搜索，根據(jù)距離和方向相似性來(lái)找到局部最優(yōu)點(diǎn)或邊。

Ø 運(yùn)行指標(biāo)計(jì)算

基于GPS與地圖匹配計(jì)算結(jié)果，篩選所有處于GPS時(shí)間處于目標(biāo)時(shí)間段的數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)每個(gè)路段的總樣本覆蓋距離(L)和總樣本覆蓋時(shí)間(t)，使用L/t即可獲得對(duì)應(yīng)路段旅行車速。通過(guò)調(diào)用GPS速度算法，可以直接計(jì)算路段、路線、路網(wǎng)的速度。

Ø 養(yǎng)護(hù)指標(biāo)計(jì)算

養(yǎng)護(hù)指標(biāo)主要為以線路百米樁號(hào)為基礎(chǔ)的PQI、PCI、BCI等技術(shù)路況檢測(cè)評(píng)定數(shù)據(jù)。中臺(tái)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)路線、路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)狀況指標(biāo)的分項(xiàng)計(jì)算與地圖匹配顯示。路線養(yǎng)護(hù)指標(biāo)計(jì)算參考《JTG 5210-2018 公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》。路線PQI、PCI、BCI等技術(shù)路況檢測(cè)評(píng)定指標(biāo)，等于該路線內(nèi)所有評(píng)定單元指標(biāo)結(jié)果的算術(shù)平均值。路網(wǎng)養(yǎng)護(hù)指標(biāo)等于公路網(wǎng)內(nèi)所有路線的評(píng)定單元指標(biāo)結(jié)果的長(zhǎng)度加權(quán)平均值。

（4）數(shù)據(jù)中臺(tái)技術(shù)優(yōu)勢(shì)

Ø 靈活適配、符合國(guó)產(chǎn)化

擁抱開源技術(shù)，沒(méi)有方言、沒(méi)有強(qiáng)綁定、拒絕被綁架，靈活適配各種需求。系統(tǒng)全部國(guó)產(chǎn)化，符合國(guó)產(chǎn)化要求。

Ø 數(shù)據(jù)一本賬、所見即所得

所有的原始數(shù)據(jù)、指標(biāo)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)血緣、數(shù)據(jù)質(zhì)量形成完整的數(shù)據(jù)指標(biāo)體系，數(shù)據(jù)家底一本賬，貫穿每一類數(shù)據(jù)的全生命周期。

分析人員通過(guò)SQL，一站式調(diào)用數(shù)據(jù)庫(kù)、分析型數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)計(jì)算服務(wù)，快速即席獲得期望監(jiān)測(cè)指標(biāo)

Ø 建模即數(shù)據(jù)接入、即數(shù)據(jù)服務(wù)

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)源和原始數(shù)據(jù)模型、質(zhì)量要求的建模，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)接入程序生成，并可以便捷動(dòng)態(tài)部署數(shù)據(jù)接入程序，并在數(shù)據(jù)接入過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)接入質(zhì)量，發(fā)生異常時(shí)，及時(shí)報(bào)警。

通過(guò)對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)模型、質(zhì)量要求的建模，自動(dòng)完成數(shù)據(jù)對(duì)外服務(wù)接口程序的生成，并自動(dòng)化部署，并在提供數(shù)據(jù)服務(wù)時(shí)，實(shí)時(shí)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)服務(wù)質(zhì)量，發(fā)生異常時(shí)，及時(shí)報(bào)警。

Ø 高性能文件存儲(chǔ)、高性能算法設(shè)計(jì)

采用自有核心技術(shù)，文件分級(jí)分塊并行存儲(chǔ)，有效聚合磁盤存儲(chǔ)帶寬和網(wǎng)絡(luò)帶寬，做到文件存儲(chǔ)速度線性擴(kuò)展，支撐大文件的存儲(chǔ)和處理。

對(duì)交通領(lǐng)域基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和指標(biāo)計(jì)算，研發(fā)出業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)處理分析算法，大大提升數(shù)據(jù)處理分析速度和精度

（二）科學(xué)養(yǎng)護(hù)決策應(yīng)用

（1）科學(xué)養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

公路交通發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入由公路建設(shè)為主向建養(yǎng)并重轉(zhuǎn)變的新階段，為適應(yīng)新的形勢(shì)要求，深入推進(jìn)天津市高速公路養(yǎng)護(hù)高質(zhì)量發(fā)展，中臺(tái)圍繞“公路養(yǎng)護(hù)”板塊建設(shè)了養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了以道路基礎(chǔ)設(shè)施、檢測(cè)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)全量集成，為設(shè)施數(shù)字化、養(yǎng)護(hù)專業(yè)化、管理現(xiàn)代化提供堅(jiān)實(shí)數(shù)字底座。

目前養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)主要接入了收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、隧道、橋梁、涵洞、路段、路基、路面、基層、路面結(jié)構(gòu)、路線、平曲線、豎曲線、縱坡、橫斷面等15個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)表，以及技術(shù)狀況評(píng)定數(shù)據(jù)、氣象資料、日常養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)、交通量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等19個(gè)養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)表。

（2）科學(xué)養(yǎng)護(hù)決策應(yīng)用情況

Ø 動(dòng)態(tài)化養(yǎng)護(hù)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)

基于養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的PCI、PQI、RQI、RDI、破損率等檢測(cè)評(píng)定數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)中臺(tái)的數(shù)據(jù)分析模塊，針對(duì)每類評(píng)價(jià)指標(biāo)，均建立了地圖展示、歷年變化趨勢(shì)分析、線路區(qū)間分析、路線分項(xiàng)養(yǎng)護(hù)指標(biāo)分析、路線等路率橫向?qū)Ρ鹊戎笜?biāo)視圖。針對(duì)每個(gè)統(tǒng)計(jì)模塊，均支持各指標(biāo)統(tǒng)計(jì)模塊的可視化配置，可任意選擇圖表可視化類型、查詢條件、展示指標(biāo)、坐標(biāo)軸展示項(xiàng)等進(jìn)行統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的展示。即便業(yè)務(wù)人員不懂開發(fā)，也可以自己任意配置統(tǒng)計(jì)指標(biāo)項(xiàng)。

Ø 自定義養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)看板

中臺(tái)的數(shù)據(jù)分析模塊可以任意拖拽已建立的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)視圖，自定義組合可視化看板展示模塊（類似于大屏樣式）。以PQI養(yǎng)護(hù)看板為例（圖7），養(yǎng)護(hù)看板展示了PQI地圖展示模塊、PQI歷年變化趨勢(shì)模塊、PQI線路區(qū)間分析模塊、PQI路線橫向?qū)Ρ饶K，在一張視圖上就可以從全局、縱向、橫向全面分析路面質(zhì)量情況。

（三）智慧運(yùn)行調(diào)度應(yīng)用

依托數(shù)據(jù)中臺(tái)匯聚路網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、視頻云平臺(tái)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)及交通事件信息數(shù)據(jù)，利用既有大屏和運(yùn)營(yíng)指揮中心，建設(shè)面向高速路網(wǎng)的高速集團(tuán)大屏幕綜合監(jiān)測(cè)決策分析系統(tǒng)。通過(guò)各路數(shù)據(jù)匯集，形成8大全市高速公路信息GIS一張圖，并結(jié)合通行數(shù)據(jù)信息、12t貨車GPS、服務(wù)區(qū)卡口、互聯(lián)網(wǎng)信息等手段，實(shí)現(xiàn)對(duì)高速集團(tuán)管轄高速公路的整體運(yùn)行狀態(tài)綜合監(jiān)控和通行能力實(shí)時(shí)分析評(píng)價(jià)，為決策者提供更為直觀、可視化的指揮和調(diào)度參考，保障高速公路安全有序運(yùn)行，并為信息發(fā)布提供了有力信息支持。

路網(wǎng)基礎(chǔ)信息專題匯總高速集團(tuán)運(yùn)營(yíng)路網(wǎng)基礎(chǔ)里程信息（全市高速建設(shè)里程、全是高速收費(fèi)里程、高速集團(tuán)建設(shè)里程、高速集團(tuán)收費(fèi)里程），高速公路門架總數(shù)量及省界和境內(nèi)門架數(shù)量，監(jiān)控設(shè)施數(shù)量和監(jiān)控設(shè)施在線率、監(jiān)控設(shè)施接入率，情報(bào)板的總數(shù)量和情報(bào)版的接入率，底部展示高速集團(tuán)在建項(xiàng)目情況，掌握路網(wǎng)運(yùn)行情況。

路網(wǎng)通行信息專題通過(guò)接入12t及以上貨車GPS數(shù)據(jù)計(jì)算的高速公路網(wǎng)實(shí)時(shí)交通指數(shù)、當(dāng)日指數(shù)時(shí)鐘和高速公路交通事件本周排行的統(tǒng)計(jì)監(jiān)測(cè)；統(tǒng)計(jì)高速公路通行量（通行總量、客車流量、貨車流量、入境流量、出市流量、跨境流量、本地流量）并統(tǒng)計(jì)各道路累計(jì)通行總量，掌握路網(wǎng)當(dāng)日及實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)和交通事件信息及詳情，對(duì)高速路網(wǎng)進(jìn)行相應(yīng)的決策處置。

路網(wǎng)一張圖專題展示公路網(wǎng)設(shè)備設(shè)施分布，通過(guò)不同類型圖層切換來(lái)展示，為決策者提供更為直觀、可視化的指揮和調(diào)度參考。地圖匯聚收費(fèi)站、門架、服務(wù)區(qū)、道路視頻、情報(bào)板、光伏、光網(wǎng)、交通事件便于掌握路網(wǎng)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

收費(fèi)站專題展示收費(fèi)站的總數(shù)量、總開啟數(shù)、總車道數(shù)、總開啟車道數(shù)，以及分ETC車道、混合車道的總數(shù)量，便于掌握收費(fèi)運(yùn)行狀態(tài)。匯總統(tǒng)計(jì)各收費(fèi)站進(jìn)出口的總通行量數(shù)據(jù)，及各收費(fèi)站的通行量及車道數(shù)量，以此來(lái)衡量收費(fèi)站保通保暢工作壓力、收費(fèi)站交通管控等提供依據(jù)。

服務(wù)區(qū)專題實(shí)時(shí)展示運(yùn)營(yíng)服務(wù)區(qū)數(shù)量、服務(wù)區(qū)接待車流量、服務(wù)區(qū)停車位數(shù)量和停車位使用率以及兩客一危、12噸貨車、小客車、新能源汽車等指標(biāo)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，對(duì)接各服務(wù)區(qū)視頻監(jiān)控平臺(tái)，實(shí)時(shí)抓取設(shè)備在線及故障情況，點(diǎn)擊展示視頻進(jìn)行播放，為服務(wù)區(qū)運(yùn)營(yíng)規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支撐。

（四）智慧高速與數(shù)字孿生應(yīng)用

立足津薊高速重要客運(yùn)、旅游通道定位，針對(duì)節(jié)假日擁堵、交通事故頻發(fā)等問(wèn)題，集團(tuán)定制化開展智慧高速場(chǎng)景建設(shè)。秉承“創(chuàng)新引領(lǐng)、試點(diǎn)先行”的建設(shè)理念，建設(shè)了集監(jiān)測(cè)、管控、服務(wù)、管理于一體的項(xiàng)目級(jí)智慧高速公路運(yùn)行管理系統(tǒng)，支持3大類9項(xiàng)智慧應(yīng)用落地，實(shí)現(xiàn)全路段快速通行（運(yùn)行態(tài)勢(shì)精準(zhǔn)感知、硬路肩開閉管控、智慧收費(fèi)）、全天候安全保障（雨霧天安全通行、匝道分合流誘導(dǎo)）、全過(guò)程智慧養(yǎng)管（隧道機(jī)器人、智慧巡檢車、機(jī)電設(shè)施智慧運(yùn)維、智能養(yǎng)護(hù)決策）。

同時(shí)，津薊數(shù)字孿生系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對(duì)路段基礎(chǔ)設(shè)施、周邊環(huán)境、車輛等要素的真實(shí)模擬。系統(tǒng)通過(guò)毫米波雷達(dá)將沿線車輛、交通事件等進(jìn)行捕捉，并在模型上進(jìn)行實(shí)時(shí)展示和軌跡還原；通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可進(jìn)行情報(bào)板信息遠(yuǎn)程調(diào)整；未來(lái)，還將與高速集團(tuán)機(jī)電運(yùn)維系統(tǒng)、養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策系統(tǒng)等進(jìn)行深度融合，使管理人員足不出戶即可輕松掌握高速公路運(yùn)行狀況。

智慧高速與數(shù)字孿生應(yīng)用主要包括如下內(nèi)容：

Ø 交通運(yùn)行狀態(tài)全要素感知

滿足交通管理者、運(yùn)營(yíng)者需求，提供實(shí)時(shí)和周期性交通數(shù)據(jù)等信息，用于進(jìn)行道路交通管制和優(yōu)化決策、降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高道路運(yùn)行效率。提供對(duì)車、路、環(huán)境的智能感知，自動(dòng)發(fā)現(xiàn)異常及風(fēng)險(xiǎn)，提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐管理者進(jìn)行分析預(yù)判，提供集成化智能化的處理控制手段及時(shí)消除異常情況，保障路網(wǎng)安全、暢通，并提供量化指標(biāo)分析評(píng)價(jià)為長(zhǎng)期運(yùn)營(yíng)提供決策依據(jù)。為保障津薊交通安全出行，促進(jìn)津薊高速信息化、數(shù)字化管理，提升道路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控能力及道路事故處理能力是當(dāng)前智慧高速公路運(yùn)行管理系統(tǒng)的迫切要求。

主要運(yùn)行感知維度包括道路運(yùn)行狀態(tài)及客流趨勢(shì)、公路基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)行態(tài)勢(shì)、公路運(yùn)行態(tài)勢(shì)、公路環(huán)境態(tài)勢(shì)、公路交通突發(fā)（阻斷）事件態(tài)勢(shì)以及相鄰公路的養(yǎng)護(hù)施工、突發(fā)事件（阻斷）等情況進(jìn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)掌握交通車輛運(yùn)行態(tài)勢(shì)變化，為高速運(yùn)行管理協(xié)調(diào)指揮提供支撐，也為道路安全風(fēng)險(xiǎn)管理及事件發(fā)生時(shí)及時(shí)發(fā)現(xiàn)提供保障。

Ø 車道級(jí)交通仿真與管控

對(duì)車道級(jí)車輛信息進(jìn)行實(shí)時(shí)1：1可視化，具體包括行駛車道、行駛位置（以樁號(hào)為準(zhǔn)）、行駛時(shí)間、行駛車輛顏色。針對(duì)交通事件管控場(chǎng)景對(duì)當(dāng)前路段路側(cè)情報(bào)板顯示點(diǎn)位信息，可通過(guò)點(diǎn)擊情報(bào)板（信息屏、信息標(biāo)）設(shè)施點(diǎn)位展示樁號(hào)、部署方向、顯示內(nèi)容、硬路肩開關(guān)狀態(tài)、顯示內(nèi)容圖像。在目常管理中需要對(duì)路段運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)后，根據(jù)具體情況采取對(duì)應(yīng)管控策略予以保障交通通行安全性和效率。在路段發(fā)生特情時(shí)（比如路網(wǎng)在各種惡劣天氣條件下或發(fā)生重、特大交通事故等各類突發(fā)性事件），各級(jí)管理人員將針對(duì)具體情況，根據(jù)“現(xiàn)場(chǎng)處置，統(tǒng)一協(xié)調(diào)，分級(jí)負(fù)責(zé)，快速高效”的工作原則，會(huì)同有關(guān)部門共同采取相應(yīng)措施。

Ø 數(shù)字孿生全要素可視化

利用建筑信息模型、地理信息系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)，研究提出梁橋輕量化快速建模、全要素設(shè)施和全業(yè)務(wù)鏈條可視化表達(dá)等方法，搭建公路基礎(chǔ)設(shè)施資產(chǎn)管理數(shù)字孿生平臺(tái)，并在津薊高速公路開展路段級(jí)示范應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)了高速公路基礎(chǔ)設(shè)施、交安設(shè)施、機(jī)電設(shè)施全要素設(shè)施可視化表達(dá)，實(shí)現(xiàn)全要素設(shè)施虛擬-現(xiàn)實(shí)的一一映射，并打造了數(shù)字孿生路段、數(shù)字孿生隧道、數(shù)字孿生收費(fèi)站、數(shù)字孿生服務(wù)區(qū)等重點(diǎn)場(chǎng)景。

在智慧服務(wù)區(qū)場(chǎng)景實(shí)現(xiàn)了設(shè)施3D可視化、停車信息發(fā)布與重點(diǎn)車輛監(jiān)測(cè)等智能分析。智慧隧道將通行車輛的特征、行駛狀態(tài)、交通狀況等信息直觀地在平臺(tái)展示，管理人員能隨時(shí)掌握隧道內(nèi)流量情況和設(shè)備運(yùn)行狀況，從而更高效、更直觀、更準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)和處置各類應(yīng)急突發(fā)事件，提升隧道安全應(yīng)急管控能力。智慧收費(fèi)站數(shù)字孿生系統(tǒng)圍繞收費(fèi)站場(chǎng)景，以靜態(tài)數(shù)據(jù)采集、融合處理建模為基礎(chǔ)，以收費(fèi)數(shù)據(jù)疊加、可視化展示為方向?qū)⑹召M(fèi)廣場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)、ETC車輛交易情況實(shí)時(shí)仿真可視化展示。

3、應(yīng)用亮點(diǎn)及創(chuàng)新性

（一）建設(shè)成果與效益

（1）聚合集團(tuán)數(shù)據(jù)資源構(gòu)建統(tǒng)一管理服務(wù)平臺(tái)，奠定數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展數(shù)據(jù)基礎(chǔ)底座

針對(duì)集團(tuán)分支機(jī)構(gòu)眾多、業(yè)務(wù)系統(tǒng)分散產(chǎn)生的數(shù)據(jù)一致性和數(shù)據(jù)孤島問(wèn)題，按照天津高速集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型總體框架，構(gòu)建完成面向集團(tuán)內(nèi)數(shù)字化業(yè)務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源匯聚管理和支撐服務(wù)平臺(tái)，完成成本、養(yǎng)護(hù)、OA管理、項(xiàng)目管理、卡口監(jiān)測(cè)5大數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)建設(shè)，具備數(shù)據(jù)資產(chǎn)、數(shù)據(jù)開發(fā)、數(shù)據(jù)質(zhì)量、數(shù)據(jù)安全、數(shù)據(jù)運(yùn)維、數(shù)據(jù)服務(wù)、數(shù)據(jù)分析等10大功能模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)“源→接入→處理→計(jì)算→分析→服務(wù)→共享→運(yùn)維”的全生命周期閉環(huán)治理和應(yīng)用，為集團(tuán)業(yè)務(wù)數(shù)字化、數(shù)字業(yè)務(wù)化提供了規(guī)?；瘧?yīng)用的基礎(chǔ)條件，可為高速公路建設(shè)、運(yùn)營(yíng)、經(jīng)營(yíng)提供150余項(xiàng)數(shù)據(jù)服務(wù)能力，助力高速公路運(yùn)營(yíng)管理效率。

（2）基于數(shù)據(jù)中臺(tái)能力開展數(shù)字化應(yīng)用，助力智慧高速建設(shè)

依托中臺(tái)數(shù)據(jù)與模型能力，為適應(yīng)數(shù)字公路新形勢(shì)要求，開展多項(xiàng)數(shù)字化應(yīng)用，成效顯著。

一是科學(xué)養(yǎng)護(hù)決策。針對(duì)高速公路進(jìn)入由建設(shè)為主向建養(yǎng)并重轉(zhuǎn)變的新階段，中臺(tái)圍繞科學(xué)養(yǎng)護(hù)決策，完整構(gòu)建公路樁號(hào)體系與地理空間體系映射，實(shí)現(xiàn)了以道路基礎(chǔ)設(shè)施、檢測(cè)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)為主的數(shù)據(jù)全量集成，進(jìn)行養(yǎng)護(hù)技術(shù)狀況的一張圖應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)、路線、路段三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)計(jì)算展示，服務(wù)養(yǎng)護(hù)計(jì)劃決策與方案制定。

二是智慧運(yùn)行調(diào)度。面向全集團(tuán)路網(wǎng)級(jí)數(shù)字化運(yùn)行和調(diào)度需要，基于數(shù)據(jù)中臺(tái)，將高速集團(tuán)各系統(tǒng)、各板塊數(shù)據(jù)融合，構(gòu)建基礎(chǔ)設(shè)施與路網(wǎng)運(yùn)行一張圖應(yīng)用，全面匯總展示集團(tuán)資產(chǎn)概況，進(jìn)行路網(wǎng)、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)運(yùn)營(yíng)大數(shù)據(jù)多維度分析，實(shí)現(xiàn)高速公路網(wǎng)運(yùn)行一圖盡覽、一站調(diào)度。

三是數(shù)字孿生應(yīng)用。面向數(shù)字孿生應(yīng)用場(chǎng)景構(gòu)建，依托中臺(tái)提供基礎(chǔ)設(shè)施與車輛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)資源并結(jié)合數(shù)字孿生技術(shù)引擎，在津薊高速開展智慧高速試點(diǎn)，構(gòu)建路段級(jí)數(shù)字孿生、車道級(jí)實(shí)時(shí)仿真、雨霧天通行、硬路肩管控、匝道分合流誘導(dǎo)、交通事件管控6大類應(yīng)用場(chǎng)景。

（二）應(yīng)用亮點(diǎn)

本項(xiàng)目成果沉淀出一套“數(shù)據(jù)治理方法+系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)”關(guān)鍵技術(shù)體系，具有極強(qiáng)的可復(fù)制性與示范性

（1）面向業(yè)務(wù)的底層數(shù)據(jù)治理方法體系

圍繞高速公路基礎(chǔ)設(shè)施與多維度業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)整合形成了一套完整的治理方法體系。首先，實(shí)施源頭數(shù)據(jù)的源數(shù)據(jù)采集和分析，獲取數(shù)據(jù)特征，并形成數(shù)據(jù)資源目錄，其次，構(gòu)建數(shù)字公路主體數(shù)據(jù)的統(tǒng)一模型，將主體數(shù)據(jù)和各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間建立映射關(guān)系，使同一公路基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備在多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)清晰轉(zhuǎn)化后實(shí)現(xiàn)整合，最后，實(shí)施閉環(huán)的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，制定校驗(yàn)規(guī)則，實(shí)施校驗(yàn)，質(zhì)量報(bào)告，源頭整改，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。

（2）“中臺(tái)+應(yīng)用”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展模式

采用“中臺(tái)+應(yīng)用”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合，依托中臺(tái)全生命周期閉環(huán)治理和應(yīng)用工具，完成數(shù)據(jù)資源的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化與一體化，基于中臺(tái)成熟的交通行業(yè)指標(biāo)體系與算法模型體系提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)服務(wù)，滿足資產(chǎn)管理、養(yǎng)護(hù)決策、路網(wǎng)運(yùn)行、應(yīng)急指揮、數(shù)字孿生等多場(chǎng)景靈活適配與快速部署需要。

（三）主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

將中臺(tái)技術(shù)與交通大數(shù)據(jù)融合創(chuàng)新應(yīng)用是本項(xiàng)目的最大特征。

一方面，充分發(fā)揮中臺(tái)技術(shù)在數(shù)據(jù)接入、存儲(chǔ)、管理、服務(wù)及算法設(shè)計(jì)等全生命周期環(huán)節(jié)的能力與工具保障，確保適配集團(tuán)系統(tǒng)與數(shù)據(jù)不斷演進(jìn)、業(yè)務(wù)與場(chǎng)景靈活變化的需要。

另一方面，基于對(duì)業(yè)務(wù)與交通大數(shù)據(jù)的透徹解讀，構(gòu)建涵蓋交通態(tài)勢(shì)感知、設(shè)施管理養(yǎng)護(hù)、運(yùn)營(yíng)指揮調(diào)度、交通仿真預(yù)測(cè)多領(lǐng)域的行業(yè)算法模型庫(kù)，提供面向交通數(shù)字化業(yè)務(wù)開箱即用的算法服務(wù)，大幅度降低應(yīng)用開發(fā)難度與周期，保障并助力集團(tuán)數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作有序開展。

（四）可復(fù)制性與示范性

本項(xiàng)目成果沉淀出一套“數(shù)據(jù)治理方法+系統(tǒng)平臺(tái)建設(shè)”關(guān)鍵技術(shù)體系，具有極強(qiáng)的可復(fù)制性與示范性

（1）面向業(yè)務(wù)的底層數(shù)據(jù)治理方法體系

圍繞高速公路基礎(chǔ)設(shè)施與多維度業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)整合形成了一套完整的治理方法體系。首先，實(shí)施源頭數(shù)據(jù)的源數(shù)據(jù)采集和分析，獲取數(shù)據(jù)特征，并形成數(shù)據(jù)資源目錄，其次，構(gòu)建數(shù)字公路主體數(shù)據(jù)的統(tǒng)一模型，將主體數(shù)據(jù)和各業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間建立映射關(guān)系，使同一公路基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備在多個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)清晰轉(zhuǎn)化后實(shí)現(xiàn)整合，最后，實(shí)施閉環(huán)的數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，制定校驗(yàn)規(guī)則，實(shí)施校驗(yàn)，質(zhì)量報(bào)告，源頭整改，提升數(shù)據(jù)質(zhì)量。

（2）“中臺(tái)+應(yīng)用”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展模式

采用“中臺(tái)+應(yīng)用”的數(shù)字化轉(zhuǎn)型發(fā)展模式，實(shí)現(xiàn)了大數(shù)據(jù)、人工智能等新技術(shù)與交通行業(yè)深度融合，依托中臺(tái)全生命周期閉環(huán)治理和應(yīng)用工具，完成數(shù)據(jù)資源的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化與一體化，基于中臺(tái)成熟的交通行業(yè)指標(biāo)體系與算法模型體系提供高質(zhì)量的數(shù)據(jù)服務(wù)，滿足資產(chǎn)管理、養(yǎng)護(hù)決策、路網(wǎng)運(yùn)行、應(yīng)急指揮、數(shù)字孿生等多場(chǎng)景靈活適配與快速部署需要。

4、下一步工作思路

（一）可行性與可持續(xù)性

集團(tuán)高速公路數(shù)據(jù)中臺(tái)已全面完成建設(shè)，在數(shù)字底座能力與規(guī)范數(shù)據(jù)資源的支撐下，后續(xù)將圍繞中臺(tái)底座進(jìn)行整體業(yè)務(wù)升級(jí)及業(yè)務(wù)賦能，如運(yùn)營(yíng)指揮調(diào)度、機(jī)電設(shè)施運(yùn)維、科學(xué)養(yǎng)護(hù)決策、公眾出行服務(wù)、資產(chǎn)設(shè)施呈現(xiàn)等核心應(yīng)用場(chǎng)景，全方位提高交通運(yùn)營(yíng)的安全性和效率。

（二）下一步工作部署

下一步，天津高速公路集團(tuán)將繼續(xù)深入推進(jìn)數(shù)據(jù)資源整合與數(shù)字化轉(zhuǎn)型，圍繞路產(chǎn)管理、養(yǎng)護(hù)科學(xué)決策、路網(wǎng)運(yùn)行保暢、安全應(yīng)急調(diào)度等，以業(yè)務(wù)為驅(qū)動(dòng)數(shù)字化應(yīng)用場(chǎng)景創(chuàng)新與落地，實(shí)現(xiàn)由傳統(tǒng)交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)運(yùn)營(yíng)企業(yè)向交通新基建平臺(tái)型企業(yè)、智慧高速公路數(shù)字運(yùn)營(yíng)商的角色突破。

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