数字转型、智慧赋能│新形势下如何以数字孪生赋能智慧公路
阅读:2592 2022-07-27

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数字化、平台化、产业化


大数据、云计算、人工智能、区块链等新兴技术驱动下,数字交通已成为行业提速增效、转型发展的强劲引擎。数字公路作为数字交通发展的重要领域,是公路行业向数字化、网络化、智能化融合发展的新阶段,能够全方位提高公路的管理和服务水平。近年来部、省出台了《数字交通“十四五”发展规划》《江苏数字交通发展三年行动计划(2022-2024年)》等一系列政策文件,将智慧公路作为公路数字化转型、提质增效的抓手和重点。集团充分结合行业需求和技术发展趋势,围绕公路事件“感知难”、公路运行“调度难”、公路出行“服务难”等痛点问题,开展公路数字孪生关键技术攻关,形成了基于计算机视觉的公路智能化检测系统、基于数字孪生的智慧公路一体化决策与分析平台、基于5G+C-V2X的公路伴随式服务系统等重点平台产品。

“识得准”

——基于计算机视觉的公路智能化检测系统

针对公路事件识别难的痛点,重点开展了公路交通事件检测和公路恶劣天气检测研究。


对于路面抛洒物、违法设摊、打谷晒场等公路交通事件,提出基于GMM算法下HSV颜色空间检测及支持向量机的检测算法,支持自适应调整摄像机采集所需旋转角度和焦距,在平台端对公路交通事件实现多角度、近距离的自组织协同检测。


对于团雾、浓雾等恶劣天气事件,提出基于深度学习和功率谱的低能见度融合算法,在无需人工标定的前提下支持对于恶劣天气事件图像的全局特征精准提取。


集成上述算法,研发基于计算机视觉的公路智能化检测系统,实现公路事件“识得准”,目前相关成果已应用于省内南京、徐州、南通、无锡等多地,并拓展至山东、安徽,典型事件检测准确率>90%,相关成果受理/授权发明专利18项,获得软件著作权14项,发表论文20篇(SCI/EI收录11篇),出版专著2部,获得部省级奖项5项。

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基于计算机视觉的公路智能化检测系统


“管得好”

——基于数字孪生的智慧公路一体化决策与分析平台

针对公路运行调度难的痛点问题,重点开展了路网运行实时在线仿真和态势评估决策研究。


基于路网拓扑结构、道路几何特征和路侧检测数据,提出了实时仿真运行时间窗控制算法,突破现有技术中路网级交通实时仿真外场数据与微观仿真模型交互困难、同步性较差、交通仿真输出结果无法与实际交通环境相匹配的技术问题;


提出了基于路侧检测数据的交通流分配算法,有效提高大规模复杂路网的交通流求解效率;


提出了路网运行态势评估及基于动态交通分配的路径规划决策的智能化决策支持算法,优化仿真结果的合理性和准确性。


集成上述算法,研发基于数字孪生的智慧公路一体化决策与分析平台,使交通数据实时关联,通过多源数据融合分析推演预测短时交通态势,智能化决策出行路径,有效支撑路网运行监测预测预警及科学决策的行业应用,实现公路运行“管得好”,目前已在无锡S342智慧公路、南京S126智慧公路等重点工程应用,提升公路管理效能18%,降低公路管理成本25%,提升公路通行能力10%。相关成果受理/授权发明专利5项,获得软件著作权3项,获得部省级奖项3项。


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基于数字孪生的智慧公路一体化决策与分析平台


“用得便”

——基于5G+C-V2X的公路伴随式服务系统

针对公路出行服务难的痛点,重点开展了基于5G+C-V2X的公路伴随式出行信息服务研究。面向普通国省干线公路安全、效率和服务提升需求,共梳理了包括行人过街预警、交叉口车速引导、恶劣天气预警、交通事故预警、车辆汇流预警、道路限速预警等11项应用场景;打通了5G公网与C-V2X融合发布技术路线,研发了基于4G/5G公网和C-V2X的公路伴随式服务系统


基于同一信息发布软件实现“全过程出行服务+增强式预警服务”,对于施工区域提醒、车内标识提醒等不需要极低时延的场景,基于4G/5G公网发布信息;对于行人过街安全预警、交叉口车速引导、车辆预警等需要极低时延的场景,基于C-V2X发布信息,有效提高了场景推送的网络兼容性。目前相关成果已应用于省内南京、南通、无锡等地,相关成果受理/授权发明专利6项,获得软件著作权4项,获得部省级奖项3项。

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基于5G+C-V2X的公路伴随式服务系统


未来,集团将在已有成果基础上,持续聚焦公路行业发展需求,着力推进数字化、平台化、产业化“三管齐下”发展,不断加大行业渗透深度、产品推广力度、标杆建设高度。



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