CN115034601A - 一种用于国省道公路的道路安全云控系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于智慧交通技术领域，公开了一种用于国省道公路的道路安全云控系统，包括感知一张网模块，通过传输专网单元与感知一张网模块相连接的中心模块，基于安全监管指挥调度单元的应用模块。通过构建统一平台，实现路网、桥梁、涵隧、车辆行人行驶等安全的全面感知，实现对各种关键路段、节点、安全种类的动态监管，进一步提升安全管理效能，实现公路中心指挥中心与前端感知设备联动与信息交互，对管理过程中产生的大量数据进行整理分析，形成主题数据，为领导决策提供支持，将管理者、出行者、公路设施、交通工具等相关要素关联起来，提升服务处置能力，为政府部门、企事业单位、社会公众提供及时准确的信息服务。

Description

一种用于国省道公路的道路安全云控系统

技术领域

本发明属于智慧交通技术领域，具体涉及一种用于国省道公路的道路安全云控系统。

背景技术

建设智慧交通，推动大数据、物联网、人工智能、区块链等技术与交通行业的深度融合，实现交通基础设施网、运输服务网、能源与信息网络的融合发展，提升交通系统管理、运营和安全效能，是构建安全、便捷、高效、绿色、经济的现代化综合交通体系的重要抓手之一。

在现有技术中，文献1(CN109688224A)以服务智能网联汽车，减轻车端的计算压力为目的，提出了一种云端包括中心云、区域云、边缘云三级平台的云控平台架构，其中边缘云也是基于云计算技术架构，且与中心云和区域云之间是数据的扁平化直接调用与共享模式。

可见，现有技术笼统地提出了自端设备向上，分层级地布置若干云设备的架构模型。然而在交通管理的实际运行中，基于该分层的云设备架构却衍生出若干问题，主要体现在：

第一方面，低层设备与高层设备在工作模式与运行状态上存在明显差异，例如，最底层的端设备除了需要向上层传输原始采集数据之外，还需要高速、短时延地获取上层的管控指令(如基于其上传的数据)，而现有技术中由于多层云设备的设置，这造成了响应与传输的长时延，当从顶层云设备(如中心云，或者区域云)获得管控指令并逐级发送到端设备时，往往无法满足其高速、短时延的需求。

第二方面，当前的云架构，由于云设备基于云计算架构而设置，在数据传输与处理的过程中通常普适性地采用数据共享管理，而在交通管理领域，由于低层设备是直接联系到交通路况的直接相关设备，需要及时、快速地做实时交通状况进行采集、分析并做出指示，因而对设备的算力集中性要求更高，如果分散算力用于云设备之间的数据共享，则往往造成资源不足以应对实时数据处理的需求。但是如果在云设备之间采取数据集中存储、处理的方案又势必造成高昂的设备部署、维护成本，两者之间的矛盾亟需克服。

第三方面，在现有的交通控制云架构中，往往仅注重从顶层云设备到底层端设备的大控制闭环构建，而忽略了从“边”的角度去考虑低层设备之间不同于高层设备的高效传输、快速处理、短时延响应需求。如果只是笼统地将低层设备纳入整个大控制闭环之中，则其资源通常被高层设备所占用(有时并非处于运行状态，而是处于对高层设备的指令等候状态)，造成低层设备无法充分发挥高效处理“边”层级任务的作用。若构建“边”侧的小控制闭环会容易造成对整个大控制闭环控制响应的贻误，两者之间的矛盾同样亟需解决。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于国省道公路的道路安全云控系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种用于国省道公路的道路安全云控系统，包括感知一张网模块，所述感知一张网模块包括感知监测类单元、信息展示类单元、执行处置类单元及传输专网单元；

还包括：通过所述传输专网单元与所述感知一张网模块相连接的中心模块，所述中心模块包括安全监管指挥调度单元和数据平台单元；

还包括：基于所述安全监管指挥调度单元的应用模块，所述应用模块包括运行监测单元、应急处置单元及决策分析单元。

优选的，所述感知监测类单元用于实现公路健康监测、桥梁涵隧监测、交通流量采集、视频监控分析、测速测距分析、灾害天气监测、人车安全监测、人工巡查等实现科技兴安工程前端的全方位感知。

优选的，所述信息展示类单元用于建设可变情报板、动态灯光带、发光车道和人行道、广播、声光报警等设施设备及时警示和预警隐患信息。

优选的，所述执行处置类单元通过建设冰雪消除、自动水泵、无人机等手段及时有效的消除现场可预见的安全隐患。

优选的，所述传输专网单元包含运营商专线、5G网络、专用物联网网络，对接网络建设包含省路中心、交通局、其他涉路部门网络互连互通。

优选的，所述安全监管指挥调度单元的建设包含硬件和数据大脑平台两个方面，硬件可以重用原来的数据机房和服务器；

所述数据平台单元的建设主要包括感知设备汇聚、视频汇聚、应用库建设、决策库建设、交互共享库建设。

优选的，所述运行监测单元对关键路段、节点、安全种类的实时监测，对安全风险告警预警、分类统计、安全评分，从交通基础专题、交通流量专题、灾害天气专题、行驶安全专题、公路养护专题、重点专项专题等进行分类监测。

优选的，所述应急处置单元包含值班值守、应急资源、应急预案、处置手册、移动小程序处置。

优选的，所述决策分析单元进行实时统计、历史分析、自定义分析、领导小程序等多个方面分析，为决策做支撑。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明中主要由感知一张网模块、中心模块、应用模块构成，通过构建统一平台，实现路网、桥梁、涵隧、车辆行人行驶等安全的全面感知，实现对各种关键路段、节点、安全种类的动态监管，进一步提升安全管理效能，实现公路中心指挥中心与前端感知设备联动与信息交互，统一信息发布、远程智能处置，通过数据挖掘、在线分析处理等信息技术，对管理过程中产生的大量数据进行整理分析，形成主题数据，为领导决策提供支持，将管理者、出行者、公路设施、交通工具等相关要素关联起来，提升服务处置能力，为政府部门、企事业单位、社会公众提供及时准确的信息服务；

2、通过需求和方案的充分论证，基于感知大数据，研究可行的算法支撑公路科技兴安的整体运行，同时在运行过程中，持续优化和升级算法，达到更智能、更精准、更快速的安全处置能力，通过工作验证科技成果的效能，同时通过科技成果提升日常工作效率，实现良性循环，切实为慧政、惠企、便民提供强力支撑。

附图说明

图1为本发明用于国省道公路的道路安全云控系统的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1所示的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，包括感知一张网模块，所述感知一张网模块包括感知监测类单元、信息展示类单元、执行处置类单元及传输专网单元。

所述感知监测类单元用于实现公路健康监测、桥梁涵隧监测、交通流量采集、视频监控分析、测速测距分析、灾害天气监测、人车安全监测、人工巡查等实现科技兴安工程前端的全方位感知。所述信息展示类单元用于建设可变情报板、动态灯光带、发光车道和人行道、广播、声光报警等设施设备及时警示和预警隐患信息。所述执行处置类单元通过建设冰雪消除、自动水泵、无人机等手段及时有效的消除现场可预见的安全隐患。所述传输专网单元包含运营商专线、5G网络、专用物联网网络，对接网络建设包含省路中心、交通局、其他涉路部门网络互连互通。

还包括：通过所述传输专网单元与所述感知一张网模块相连接的中心模块，所述中心模块包括安全监管指挥调度单元和数据平台单元。

所述安全监管指挥调度单元的建设包含硬件和数据大脑平台两个方面，硬件可以重用原来的数据机房和服务器；所述数据平台单元的建设主要包括感知设备汇聚、视频汇聚、应用库建设、决策库建设、交互共享库建设。

还包括：基于所述安全监管指挥调度单元的应用模块，所述应用模块包括运行监测单元、应急处置单元及决策分析单元。

所述运行监测单元对关键路段、节点、安全种类的实时监测，对安全风险告警预警、分类统计、安全评分，从交通基础专题、交通流量专题、灾害天气专题、行驶安全专题、公路养护专题、重点专项专题等进行分类监测。所述应急处置单元包含值班值守、应急资源、应急预案、处置手册、移动小程序处置。所述决策分析单元进行实时统计、历史分析、自定义分析、领导小程序等多个方面分析，为决策做支撑。

以公路基础设施安全和交通运行安全为重点，以“小成本解决大问题”为基本理念，坚持问题导向、需求导向，选取普通国省道试点路段，运用成熟、先进的科技手段解决传统方式难以解决的突出问题，打造富有特色、主题鲜明的科技兴安样板路，为普通公路科技兴安工作提供经验，以点带面提升公路基础设施主动安全智能防控能力和交通运行安全水平，切实增强人民群众公路出行的获得感、幸福感和安全感。包括但不限于以下内容：

交通状态感知及风险预警。基于新一代智能感知技术，动态采集人、车、路、环境等信息，通过采用车辆汇流预警、路面抛洒物预警、防范船舶碰撞桥梁预警、智能消冰除雪等手段，实现交通关键节点安全风险智能感知、预警和处置。

恶劣天气及夜间行车主动引导。通过路侧各类传感器自动监测判断路段能见度状态，智能启动相应的安全预警及诱导设施功能，保障行驶车辆在低能见度情况下的安全顺利通行。

行人、非机动车过街提醒。采用红外线热谱、机器视觉等技术监测进入平面交叉口区域的行人、非机动车、机动车等，利用声光预警设施、可变信息板等，提醒驾驶员和行人注意。

确立“智能感知、立足特色、形成算法、落地应用”的建设主导和建设思路，着重打造公路中心科技兴安123体系。

融合互通，智能感知：加快重要道路、桥隧、关键节点、平面交叉口等区域前端感知设备建设，深入共享气象、公安、安监等外部单位感知数据，建成融合高效的道路安全监管感知网。

立足当地，突出特色：选取目前我路中心最迫切的安全监管需求和选取路段的具体实际情况，针对具体的场景进行深入分析，形成具有鲜明特色的实用需求和当地解决方案，比如基础养护和应急、大货车行驶安全监管和诱导、重点路段人车安全管控、微环境恶劣天气灾害处置等。

形成算法，持续升级：通过需求和方案的充分论证，基于感知大数据，研究可行的算法支撑公路科技兴安的整体运行，同时在运行过程中，持续优化和升级算法，达到更智能、更精准、更快速的安全处置能力；

落地应用，提升工作：科技兴安的成果最终落地到日常工作中，通过工作验证科技成果的效能，同时通过科技成果提升日常工作效率，实现良性循环，切实为慧政、惠企、便民提供强力支撑。

建设内容：

张网，建设安全监管感知一张网，涵盖外场感知监测设备、传输专网，将前端外场感知设备通过传输专网连接到数据中心，形成感知一张网。外场设备建设包括感知监测类、信息展示类、执行处置类三大类：感知监测类主要实现公路健康监测、桥梁涵隧监测、交通流量采集、视频监控分析、测速测距分析、灾害天气监测、人车安全监测、人工巡查等实现科技兴安工程前端的全方位感知；信息展示类主要是建设可变情报板、动态灯光带、发光车道/人行道、广播(IP音柱)、声光报警等设施设备及时警示和预警隐患信息；执行处置类通过建设冰雪消除、自动水泵、无人机等手段及时有效的消除现场可预见的安全隐患。

传输专网建设包含运营商专线、5G网络、专用物联网网络。对接网络(扩展)建设包含省路中心、交通局、其他涉路部门网络互连互通。

中心，建设安全监管指挥调度和数据平台两中心，指挥调度中心硬件建设根据省厅相关文件标准建设，可以重用原来的公路监控中心；数据平台中心建设包含硬件和数据大脑平台两个方面。硬件建设可以重用原来的数据机房和服务器(根据需求具体分析是否要增购)。安全监管数据大脑建设主要包括感知设备汇聚、视频汇聚、应用库建设、决策库建设、交互共享库建设等。

应用，建设安全监管三个应用，安全监管应用基于安全监管数据大脑，实现运行监测、应急处置、决策分析三大应用。

三个应用之运行监测：对关键路段、节点、安全种类的实时监测，对安全风险告警预警、分类统计、安全评分，从交通基础专题、交通流量专题、灾害天气专题、行驶安全专题、公路养护专题、重点专项专题等进行分类监测。

三个应用之应急处置：主要包含值班值守、应急资源、应急预案、处置手册、移动小程序处置(事件上报、任务接收、任务处理、完工上报)等。

三个应用之决策分析：实时统计、历史分析、自定义分析、领导小程序(实时安全监管事件、任务处置报告、数据统计展现)等多个方面分析，为决策做支撑。

项目收益如下：

政策落地化：切实落实执行样板建设要求，完成公路事业发展中心关于普通公路科技兴安样板路示范创建工作。

安全可视化：通过构建统一平台，实现路网、桥梁、涵隧、车辆行人行驶等安全的全面感知，实现对各种关键路段、节点、安全种类的动态监管，进一步提升安全管理效能。

处置协同化：实现公路中心指挥中心与前端感知设备联动与信息交互，统一信息发布、远程智能处置。

决策数字化：通过数据挖掘、在线分析处理等信息技术，对管理过程中产生的大量数据进行整理分析，形成主题数据，为领导决策提供支持。

服务智能化：将管理者、出行者、公路设施、交通工具等相关要素关联起来，提升服务处置能力，为政府部门、企事业单位、社会公众提供及时准确的信息服务，树立公路部门良好形象。

视频监控分析系统，实现实时监控、AI分析、交通流量采集、测试测距采集等(可以选择2个道路交通安全专题AI监测)。

道路安全预警系统，实现行人过街智能预警、非灯控路口预警、急转弯路口预警、上下坡路口预警。

灾害天气监测系统，实现采集路面温度、水膜厚度、路面状况(干、潮、湿、冰、雪、冰水混合、冰雪混合、含融雪剂湿)、露点温度、含冰量、相对路面温度的相对湿度、摩擦系数、空气温度、湿度、气压、降水、风和能见度等参数。

路桥健康监测系统，实现公路健康监测、桥梁涵隧健康监测(受力、形变、水位、火灾烟感等)。

人工巡查模块，实现图片、语言、视频小程序随手拍，巡查上报、审核确认等。

信息发布处置系统，实现交通诱导、可变情报板、动态灯光带、发光车道、广播、声光报警、冰雪消除、自动水泵的建设。

数据大脑，接入和整合省市路中心、本地感知数据、涉路部门数据完成交通大脑的知识储备，提升数据大脑平台的智能分析、监测预警和信息发布功能建设数据大脑四大支撑平台，融合化感知、数字化监管、智能化处置、综合化小程序模块支撑。

运行监测应用，对关键路段、节点、安全种类的实时监测，对安全风险告警预警、分类统计、安全评分，从交通基础专题、交通流量专题、灾害天气专题、行驶安全专题、公路养护专题、重点专项专题等进行分类监测。

应急处置应用，主要实现包含值班值守、应急资源、应急预案、处置手册、移动小程序处置(事件上报、任务接收、任务处理、完工上报)等功能。

分析决策应用，实现实时统计、历史分析、自定义分析、领导小程序(实时安全监管事件、任务处置报告、数据统计展现)等多个方面分析。

通过构建统一平台，实现路网、桥梁、涵隧、车辆行人行驶等安全的全面感知，实现对各种关键路段、节点、安全种类的动态监管，进一步提升安全管理效能，实现公路中心指挥中心与前端感知设备联动与信息交互，统一信息发布、远程智能处置，通过数据挖掘、在线分析处理等信息技术，对管理过程中产生的大量数据进行整理分析，形成主题数据，为领导决策提供支持，将管理者、出行者、公路设施、交通工具等相关要素关联起来，提升服务处置能力，为政府部门、企事业单位、社会公众提供及时准确的信息服务。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于国省道公路的道路安全云控系统，其特征在于：

包括感知一张网模块，所述感知一张网模块包括感知监测类单元、信息展示类单元、执行处置类单元及传输专网单元；

还包括：通过所述传输专网单元与所述感知一张网模块相连接的中心模块，所述中心模块包括安全监管指挥调度单元和数据平台单元；

还包括：基于所述安全监管指挥调度单元的应用模块，所述应用模块包括运行监测单元、应急处置单元及决策分析单元。

2.根据权利要求1所述的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，其特征在于：所述感知监测类单元用于实现公路健康监测、桥梁涵隧监测、交通流量采集、视频监控分析、测速测距分析、灾害天气监测、人车安全监测、人工巡查等实现科技兴安工程前端的全方位感知。

3.根据权利要求2所述的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，其特征在于：所述信息展示类单元用于建设可变情报板、动态灯光带、发光车道和人行道、广播、声光报警等设施设备及时警示和预警隐患信息。

4.根据权利要求3所述的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，其特征在于：所述执行处置类单元通过建设冰雪消除、自动水泵、无人机等手段及时有效的消除现场可预见的安全隐患。

5.根据权利要求4所述的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，其特征在于：所述传输专网单元包含运营商专线、5G网络、专用物联网网络，对接网络建设包含省路中心、交通局、其他涉路部门网络互连互通。

6.根据权利要求5所述的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，其特征在于：所述安全监管指挥调度单元的建设包含硬件和数据大脑平台两个方面，硬件可以重用原来的数据机房和服务器；

所述数据平台单元的建设主要包括感知设备汇聚、视频汇聚、应用库建设、决策库建设、交互共享库建设。

7.根据权利要求6所述的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，其特征在于：所述运行监测单元对关键路段、节点、安全种类的实时监测，对安全风险告警预警、分类统计、安全评分，从交通基础专题、交通流量专题、灾害天气专题、行驶安全专题、公路养护专题、重点专项专题等进行分类监测。

8.根据权利要求7所述的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，其特征在于：所述应急处置单元包含值班值守、应急资源、应急预案、处置手册、移动小程序处置。

9.根据权利要求8所述的一种用于国省道公路的道路安全云控系统，其特征在于：所述决策分析单元进行实时统计、历史分析、自定义分析、领导小程序等多个方面分析，为决策做支撑。

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