国资委课题·国资国企责任蓝皮书(2022)：河北高速集团（案例十八）

党的十九大提出了建设交通强国的目标，并在十九大报告中提到推进绿色交通发展。2019 年 7 月交通运输部下发《数字交通发展规划纲要》，纲要要求提升公路数字化管理水平，构建完善数字化采集体系、网络化传输体系、智能化应用体系。2019 年 9 月，国务院印发《交通强国建设纲要》，提出要大力发展智慧交通，提升数据赋能交通发展水平，推动大数据、互联网、人工智能等新一代信息技术与交通行业深度融合。2020 年 10 月交通运输部下发《数字交通“十四五”发展规划》，规划要求到 2025 年，“交通设施数字感知，信息网络广泛覆盖，运输服务便捷智能，行业治理在线协同，技术应用创新活跃，网络安全保障有力”的数字交通体系深入推进，行业数字化、网络化、智能化水平显著提升，有力支撑交通运输行业高质量发展和交通强国建设。因此，依托雷达视频融合感知技术，融合数据赋能交通强国理念，提升京哈高速公路智能化、网络化、数字化服务具有重要的社会经济意义。

G1 京哈高速公路河北段是“九五”期间国家重点建设项目，是中国“两纵两横及三条重要路段”国道主干线路网规划中建成的第一条路，也是国家规划的“五纵七横”国道主干线中优先实施的“两纵两横及三条重要路段”的组成部分，是中国公路建设史上的一个重要里程碑。近年来，随着旅游业的飞速发展，京哈高速公路也一直处于高负荷运行中，车流量越来越大，特别是在旅游高峰期，车流量急剧增加。

通过对京哈高速公路 2021 年全年道路封闭情况统计，受天气、交通流、交通事故、交通管制及其他因素影响，2021 年京哈高速公路全年封闭时长 1651.3 小时，其中因气象原因封路时长达到 508.3 小时，占比达到 30.78%，严重降低了京哈高速公路对京津冀经济圈的支撑能力，不符合交通强国建设“安全、便捷、高效、绿色、经济”的总要求。本次项目建设以雷达视频融合感知系统、数据中心智能管控平台为支撑，实现全过程数字管控，提升本路段精准管控能力和出行安全水平及道路通行能力，并为下一阶段系统扩容奠定基础。

6月20日上午10时，京哈高速智能化建设项目（一期）试运行仪式在京秦分公司路况信息中心隆重举行。

（一）建设目标

京哈高速公路是国家高速公路网重要组成部分，交通量大、客车占比高，特别是每年 7～9 月份，旅游出行服务需求压力较大。针对京哈高速公路日益显著的智能化运营管理及公众出行数字化服务的需求，本项目智能化建设方案除了结合“全程定位、全程跟踪、全程服务”项目需求之外，还应充分调研并考虑运营管理需求及公众出行需求，达到“可测、可视、可控、可服务”建设目标。

京哈高速智能化建设项目（一期）是以基于边缘计算的感知雷达预警系统采用雷达跟踪扫描检测技术对高速公路上行驶的车辆、行人、抛洒物体进行实时跟踪定位检测并及判断其运动状态和位置信息，同时为二期准全天候服务提供基础。基于边缘计算的感知雷达系统采用雷达传感器和边缘计算服务器，雷达通过对 1000 米范围内的目标物体进行同时跟踪扫描定位并可以获取每个目标物体的独立信息，包括：即时速度、运动方向、经纬度、目标尺寸、ID 编号、方向角等重要信息，并可以将道路上所感知的路况信息、交通状态信息、车辆实时信息分析汇总后，作为后期智慧高速公路车路协同、辅助实现自动驾驶的定位要求奠定基础。

（二）数据中心智能管控平台

数据中心智能管控平台主要用于实现视频、交通流参数、事件信息等交通感知数据的存储、更新，并提供标准安全接口实现数据的共享调用。数据融合实现交通设施轻量化数字模型与大数据分析、可视、协同管理的融合服务，结合 GIS 高精度地图实现精准定位，提升京哈高速的辅助决策能力。同时应满足与高速交警系统、公安系统、高速集团、省 TOCC、市 TOCC 系统对接需求。

大数据可视化展示平台采用全彩小间距 LED 屏的形式，作为数据应用的交互载体。大屏可视化致力于构建集全要素感知、智慧管控、网络协同、数字服务为一体的中枢式大屏。

京哈高速数据中心智能管控平台

（三）雷达视频融合感知系统

采用雷达和视频融合的感知技术，利用路侧的毫米波雷达获取精确车辆轨迹，通过轨迹拼接实现全域轨迹跟踪，雷达系统具备目标检测、目标类型识别、车流量统计、车速检测、目标跟踪等能力，通过交通风险识别算法实现风险预警，为交通调度指挥提供决策依据。卡口可采集车辆车牌信息，雷达和视频卡口联动，可有效感知整个路段的交通信息，掌控交通态势。

雷达系统感知架构拓扑图

（四）全域车辆轨迹跟踪系统

车道级轨迹精度识别；基于车辆轨迹预测模型的连续车辆轨迹拼接；高风险车辆全域雷视跟踪；车道自适应校准；车牌及车重信息识别；交通事件高准确率预警；弯道轨迹稳定识别跟踪。

全域车辆轨迹跟踪系统

（五）高清卡口子系统 

通过视频 AI 特征识别技术手段实现对进入和驶出高速车辆、车型特征进行识别、记录、分析和比对，直观判断车辆基本信息，通过大数据的分析手段提供车辆基础数据。

通过在主线布设高清卡口，可记录车辆的通行信息，并记录车辆的基本特征信息，通过后台数据分析实现轨迹追溯、以图搜车等功能，实现交通状况的深度感知；同时，高清卡口识别与雷达结合，可实现道路运行车辆的精准定位、跟踪和危险驾驶行为的识别，以技术手段向监控员提供重点关注车辆和驾驶行为，保证每辆车安全行驶。

（一）经济效益评价

据 2021 年京哈高速公路全年道路封闭情况统计，全年封闭时长1651.3h，因恶劣天气封闭时长 508.3h、因车流量大封闭时长 459.6h、因交通事故封闭时长 343.4h、因交通管制封闭时长 235.7h、受相邻高速影响封闭时长 92.4h、受其他影响封闭时长 11.9h，其中受天气影响封闭时长占全年封路总时长的 30.78%，严重影响了京哈高速公路通行能力。

2021 年京哈高速封闭时长分析

通过本项目建设，对提升京哈高速数据感知能力、智慧化管控能力、网络化协同能力及数字化服务能力具有关键作用。以 2021 年京哈高速通行数据为例，通过京哈高速智能化建设项目（一期）及后期应用，对京哈高速公路通行能力提升具有显著效果。

通行能力提升

收益增长分析

京哈高速公路智能化建设项目充分利用数据感知能力，结合路警联动、精准管控、试点先行等创新思路，针对智慧化管控，网络化协同与数字化信息服务需求，实现主动感知，主动预警、主动管控，提升通行效率。通过京哈高速公路智能化建设项目实施及后期应用，可降低因恶劣天气封路时长 10%~30%，因恶劣天气造成的交通事故降低 80%，提升通行费收益 1595 万元/年~4788 万元/年。

（二）社会效益评价

提升京哈高速公路出行安全性。提高车辆在视距范围之外的传感能力，提高交通安全保障能力，提升京哈高速公路通行效率。

服务民生，保障人民群众安全、方便出行。面对公众日益增长的便捷、高效出行服务的需要，通过道路环境感知等技术，向京哈高速公路公众出行提供全程服务。

为高速公路安全畅通管理提供支撑。按照路警一体化协同，引流增效，实现少封路、不封路，提升道路整体通行能力，实现京哈高速公路业务增收。在智慧交通行业建管养运服方面，减少路段阻断造成相邻路网通行压力，确保路网整体弹性。在交巡警人员工作业务方面，为一线交巡警提供精准感知数据，提升精准决策能力，减少交警执法现场核查强度。 

综上所述，实现京哈高速公路可视、可测、可控、可服务的智慧管控和信息服务需求；显著提升了高速公路智慧化管控、网络化协同及数字化服务能力，为提升京哈高速公路运营能力与出行者服务能力提供全面的技术支持。

通过本项目（一期）的实施，可实现京哈高速车辆行驶轨迹跟踪，异常事件检测，路网运行状态实时监控，外场管控设备的状态可视化展示、在途车辆信息动态展示、车流量、交通事件等路网运行关键数据的实时统计和可视化展示等功能。实现车辆“全程定位、全程跟踪、全程服务”的目标，有利于向使用者提供安全、快捷、舒适、经济、优美的行车环境。