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深度解读:公路物联网移植范本

NBD汽车新闻·2014-12-20 08:02
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  及时捕捉路面浓雾、结冰等不良气象环境因素并提前发出预警信息;车辆抛锚事故突发,迅速获得精准定位救援;遇到突发性拥堵,可知是继续等待还是绕行……交通运输部组织道路交通、光学、半导体、移动通信、气象等不同研究领域的300余位科研人员,跨行业协作、跨学科钻研,将物联网技术成功移植到公路网管理中,实现了全面提高公路网运行效率和服务能力的目标,并在重庆得到成功示范应用。近日,这一重大科技专项顺利通过专家组验收。

  现场特写

  12月10日,重庆。

  冷水立交桥的路侧,一块蓝色标志牌上,“交通运输部‘物联网示范工程’凝冰自动喷洒气象环境监测设备”一组文字格外醒目。数十位不同领域的专家正在实地查看这套设备的示范应用情况。

  大家饶有兴致地仔细观察镶嵌在路面上的一个直径约有8厘米的圆形金属物。“这是一个能够自动感知温度、湿度、积雪、结冰等信息的传感设备,遇到冰雪时,会自动向控制中心发布提示预警信息,远程控制融雪剂的喷洒,消融路面冰雪。”现场工作人员介绍说。

  “过去,主要依靠人工巡查和人工布洒融雪剂,对于桥面结冰、积雪往往不能及时发现并处置,遇到降温降雨雪天气经常发生堵车,安装这套设备以后,极大提高了行车安全性。”

  这只是物联网技术在公路网运行管理中得到成功应用的一个缩影。

  交通运输部总工程师周海涛表示,物联网是新一代信息技术的高度集成和综合运用,也是国家重点推动的战略性工程。在交通运输部组织开展的重大科技专项“基于物联网的公路网运行状态监测与效率提升技术”研究项目中,来自科研机构、高校、信息化企业等共计28家单位的300余名科研人员,通过历时4年的深入研究,在感知技术与装备、数据传输与处理技术、路网运行控制、出行引导和信息发布关键技术等方面均取得重大创新突破,使得物联网技术在公路网运行管理之中首次得到了深度应用,并使一系列影响公路网运行效率的难题得到破解。

  创新亮点 有效提升路网运行效率和服务水平

  交通运输部路网监测中心监测统计显示,2013年路网突发事件同比增长了40%,其中,各类恶劣天气、各类事故灾难、计划性施工养护、车流量大等造成的阻断事件所占比重超过80%。如何通过技术手段降低这些不利因素的影响,提高路网运行效率?项目组进行了专项研究并取得一系列成果。

  项目组研发的车检设备,可实时采集车速信息并分析判断车道流量、拥堵程度、车辆排队长度等信息,其误差小于5%;气象监测设备能够同时感知设备所在路段的能见度、气温、风速、风向、大气压力和大气湿度,能见度的分辨力优于5米;路面感知设备能够识别路面积水、结冰,监测积雪和水膜厚度的精度达到0.5毫米,并能感知路面内部初始结冰状态。

  集变形监测和信息传输于一体的边坡监测系统,可对边坡稳定性进行有效监测并及时发出预警;针对中小桥梁的监测系统,则可实时分析桥梁健康状况,并及时向监控中心值班人员发出如限行、限载、限速等预警信息和处理建议,提高了管理部门的主动防控能力。

  高速动态称重系统,在不需要车辆停驶或减速的情况下,可快速采集车速、轴数、轴距、轴载、车型等数据,从中发现有超载嫌疑的车辆并发出超载提示信息,通过数据共享为后续的精检和执法业务提供依据。

  设备监测诊断系统和便携式诊断设备,则可支持车速、交通量、能见度、积水、结冰等传感器,全面掌握分析设备运行状态并及时给出设备数据异常,供电单元故障,传输单元故障等问题的判断和维修建议。

  路网实时运行状况分析预警及管控辅助决策系统,可分析路网交通实时运行状态并预测在5分钟后的发展趋势,对持续时间较长的突发事件作出评估,并根据交通事件的灾害等级提示预警,协助交通管理部门制定交通应急协调联动与疏导方案。

  在信息发布方面,项目组研制了高亮度光纤可变情报板等设备,开发了服务区综合信息查询系统和手机信息发布查询系统。其中高亮度光纤情报板能在能见度低于100米的情况下正常使用,适用于大雾多发路段,并且发光亮度能根据环境光的变化自适应调节。

  项目组综合应用车载终端、路侧设备、互联网、基于手机的用户查询服务终端等多种信息发布手段,构建交通信息全方位、一体化发布平台,向出行公众提供路网阻断、拥堵、事故等实时交通信息服务。

  此外,专项结合手机和GPS等技术手段可实现对突发事件点的精确定位。乘客或驾驶员在路上遭遇突发事件,只要拨打报警电话,系统在报警人允许的前提下,几秒内就可精确计算出其所在高速公路上的位置,及时安排警力到现场实施救助。

  为验证专项研究成果的应用效果,重庆市交通委专门组织开展了重庆公路网管理体制、机制研究,建立了集高速公路运行管理和执法于一体路网监测与应急管理体系,实现统一管控监控设施,统一监管路网运行状态,统一指挥协调路网事件处置,确保了示范工程的顺利实施。

  专家评价 专项成果总体达到国际先进水平

  12月11日,交通运输部科技司组织专家对该研究进行了评审,包括两位中国工程院院士在内的评审委员会,在听取项目组汇报、考察示范工程现场、审阅相关技术文件后认为,专项针对公路网运行管理与服务需求,以影响路网运行状态的交通事件为对象,以提高我国公路网运行效率及服务水平为目标,基于物联网技术,突破了公路网交通信息感知、传输、职能处理及发布等系列关键技术,构建了路网管理与主动服务平台,研发了一批具有自主知识产权的设备。研究成果在示范工程中得到应用,根据示范工程实施前后统计数据对比,示范路段的速度—流量综合同比平均提升8.33%,事件监测相应率同比平均提升11.4%。研发设备和系统具有良好推广应用前景,对全国具有示范作用,社会效率显著。

  鉴定意见指出,专项研究成果具有创新性、实用性,总体达到国际先进水平。其中,构建的多组份复杂随机表面光学反射理论模型、四种检测器的现场校准方法,达到国际领先水平。

  推广前景 具有明显经济和社会效益

  交通运输部科学研究院党委书记、专项技术总体组副组长王晓曼表示,国务院明确将交通作为我国物联网发展的先导和重点应用行业,专项实施不仅对推动实现这一战略具有重大意义,而且具有明显的经济效益和良好的社会效益。

  通过路网各类感知设备关键技术突破和具有自主知识产权设备的研制,不仅打破了国外产品垄断市场的局面,而且显著降低了公路网感知监测体系建设成本。本项目研制的能见度监测设备、路面状况监测设备、坡安全监测设备和分析系统等国产化装备价格只有国际同类产品的价格的1/2至2/3。

  专项在交通物联网系列关键技术的研发、新技术体系与现有技术体系的融合、适应新技术体系的管理体制机制创新三个方面均取得突破性进展,对充分借助物联网技术实现公路网管理服务向智能化、精细化方向转变和带动物联网产业发展将产生重要推动作用。

  成果将为公众出行提供更便利、更快捷、多手段的全方位信息服务,满足公众随时随地掌握路网基础信息、路网运行状态信息、路网环境信息等要求,方便其合理调整个体出行计划,有效降低交通事故发生机率,显著缓解交通拥堵。

  此外,成果将有效提高路网交通管控能力。示范工程结果显示,基础设施、气象环境、交通事件的预警反馈控制系统,能显著提高公路运营部门和交管部门及时发现各类灾害、交通突发事件的监测能力、科学有效的管控能力和便捷高效的服务能力。

  对此,项目验收鉴定委员会特别建议,应进一步扩大成果推广应用范围。可以预见,随着对这一专项成果的推广应用,一个集感知、传输、智能处理及发布于一体的可测、可视、可控和可知的路网协同管理与主动服务体系将会由理想变为现实,公众出行将因此变得更加安全、便捷。

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