第7期 | 高速公路数字化管控平台建设与实践应用 | 创新与合作大会优秀论文

导语：2023年8月18日，公安部道路交通安全研究中心、中国道路交通安全协会联合开展了2024年中国道路交通安全创新与合作大会(以下简称“创新与合作大会”)论文征集工作。言究社特此推出创新与合作大会优秀论文专题展播，集中展示各位行业优秀工作者在进一步提升交通安全管理水平，促进交通安全事业可持续发展工作中涌现出的新技术、新理念，欢迎大家持续关注！本期为大家推送的是浙江省金华市公安局高速公路交警支队吴海关分享的《高速公路数字化管控平台建设与实践应用》。

金华市地处“浙江之心”，辖区物流园区众多且分布广泛，境内G60高速公路是串起杭州都市圈、金义都市圈，辐射中西部地区的经济“大动脉”，义乌作为“一带一路”支点城市，聚集了大批跨境电商企业，G1512甬金高速是连接北仑港与义乌国际小商品城的集装箱物流主要通道，过境货车占比高，异常事件多发易发，高速公路交通安全管理压力大。本文介绍了浙江省金华市公安局高速交警支队联合高速公路经营业主单位（以下简称高速业主单位），以数字化改革为牵引，实施数据互联互通，创新新型高速公路运行评价指标，构建道路精准管控策略模型，建设警路企多跨协同的数字管控综合决策平台（以下简称数综平台），实现高速公路交通管理模式转型升级，供参考。

一、建设背景

次生事故是高速公路交通管理的重点难题，防范该类事故的关键在于处置前期静态隐患，实时掌握“一路多方”应急救援力量部署情况、精准实施交通管控措施至关重要。金华高速交警支队原有的报警系统功能仅限于咨询路况服务在内的接警功能，后续的派警跟踪、现场处置、溯源记录、研判分析等环节缺乏全流程信息化的系统平台支撑，该平台的局限性日益显现。2021年6月，浙江高速公路交通管理体制改革，由省域“条管”转为市域“块管”，原有的信息化管理支撑保障能力逐渐转弱，而自起炉灶研发信息化项目也会出现重复投入不可持续、费用高昂效率低等问题。同时，高速业主单位在路面建有包括ETC卡口、路面监控、事件检测、多目标雷达、入口监测、车辆GPS等前端采集和移动终端设备，又以GIS地图为基础建立了智慧高速管控平台，已初步实现自动报警、力量调派、控制诱导、管制跟踪、事件结束的标准化处置流程，并具备统计分析、报表导出等功能。基于上述原因，金华高速交警支队与高速业主单位决定加强警企合作、优势互补，建设数据汇聚更为丰富、应用范畴更为广泛、模型分析更为科学的数综平台。

二、建设思路

（一）总体目标与瓶颈问题

金华高速交警支队始终坚持“以打造主动感知发现、自动预警干预、高效协同处置、流量科学调控、综合监管服务的高速公路异常事件闭环处置体系”作为数综平台建设的根本出发点。但由于高速公路管理涉及公安交管、交通运输执法、公路管理等多个部门，且各部门在数据采集手段和管理模式上存在差异，在数据要素收集、分析、运用过程中出现“九龙治水”情况。建设数综平台需解决以下四个问题。

☞ 数据烟囱、信息孤岛。金华市内辖区有8条高速公路，装有1784处视频监控、396套事件检测系统、1275处卡口系统、168个ETC龙门架、103块电子情报板等前端设备，由5家高速公路经营管理单位各自负责建设维护。高速交警在调取数据过程中，数据延时、传递不畅、效率低下等问题较为突出。高速交警数据魔方系统的道路交通管理数据庞大，仅卡口过车系统、事故、违法及车驾管历史存量数据达15亿条，每日生成量约500万条。但该系统存在弊端，如数据中心库在省一级，数据分析统计模型偏向于省级管理评价需求，不贴合基层交管部门实战需要；缺乏开放共享功能，与属地公安机关部门、高速公路管理部门之间的数据库存在物理隔离屏障，致使自身数据利用率低且基于多维度的数据深度挖掘分析能力薄弱。

☞ 交通动态感知能力较低。金华高速交警支队原有系统平台存在软肋，即不能实时感知辖区路段通行流量和交通态势变化、不能实时动态分析路面车型结构和饱和度变化，面对突发性交通流量上升回潮过程中，缺乏统一、科学的临界阈值与溯源分析手段等。虽高速业主单位先后建设了智慧高速监控指挥管理、设备远程工况、ETC龙门架监测等系统，但各系统的建设立足于各自业务体系，如何整合升级原有业务系统是突破数综平台建设过程中软硬件瓶颈的关键。

☞ 信息传递不畅、联动处置存在短板。在路面异常事件处置传统模式过程中，当事人通过12122报警，接线员接到报警信息后，通过对讲机、电话等方式向高速业主监控分中心发出救援指令，中心视频巡查员需手动记录事件基础信息，同步调度相应路段的视频监控，但因信息传递不及时、有遗漏等需多次回电确定。另外，交警警力、施救清障部署情况各方无法全盘掌握，在调度就近力量赶赴过程中，无法清晰可视化地跟踪事件处置过程，在提升协同处置效能上存在明显短板。

☞ 数据统计分析缺乏支撑。警企双方在“保安全、促畅通”的总体目标上趋于一致，但在平台具体管理指标上缺乏一致性，如高速交警更加注重警情溯源、事故剖析，而高速业主单位则注重营收、进口关闭时长等管控指标。其次，在统计口径和工作标准上也各有差异，对同一管理对象、交通行为的认知上产生分歧，亟需制定一系列科学评价指标以供理论支撑。

（二）推进方式

☞ “分步走”策略。按照“先易后难、逐步迭代、分期建设、边建边用”原则，分别以数据共享、数据融合、平台功能修正为重点，分三期建设数综平台。第一期为数据壁垒打通阶段，用双方现有设备、数据、平台为基础，确定数据共享范围及落地方式，形成“应用管理一平台、应急处置一流程、运行监测一张图、拥堵管控一模型”，初步数据共享、平台共用。第二期为管控模型升级阶段，着力统一调度管控体系、数据汇聚中心以及评价指标，形成“共建一套模式，共享一套数据，共用一套平台”，实现科学决策、统一调度。第三期为个性功能开发阶段，进一步优化提升感知能力、指挥调度、精准诱导告知能力，结合高速交警指挥中心、高速业主单位监控分中心、高速交警大队数字警务室，调试具体场景应用效果。

☞ “双平台”模式。基于信息安全性原则，数综平台建设在依托高速业主单位智慧高速管控平台（4.0版本）架构的同时，采取双网双平台模式运行，即分别在业主专网和互联网平台分别搭建。警企双方加快推动现有数据整合，第三方公司负责数据实时交互和功能应用模块开发，升级整合原有业务系统，优化算法模型和管控模型。

三、建设内容

（一）系统架构

如图1所示，依托高速业主单位建设的基础硬件设备，广泛采集交通动态数据，通过大数据、云计算等方式，构建多维度主题数据库，进一步清洗筛选数据，服务于实时动态监测、机器学习模型、离线溯源分析等应用，从而构建主动感知、自动预警、高效协同、科学调控、综合监管的高速公路闭环处置体系。

图1 系统架构图

（二）共享融合数据

平台以高速业主单位的智慧高速管控平台为底座、海量出行数据为基础，汇聚全市高速公路168个ETC龙门架、42个收费站和18个服务区的交通运行数据，并接入12122接警、警车GPS定位、气象感知等数据，通过多源融合、数据互换等手段丰富数据蓄水池，从而提升道路运行状态监测能力，如图2所示。

图2 数据共享融合方式

（三）重塑再造流程

在智慧高速管控平台事件应急处置流程的基础上，打通12122接警平台，实时推送接警信息至平台。同时接入联勤联动力量GPS数据，通过GIS地图进行显示，“一路三方”在同一平台上共享接警信息、处置流程、救援进度，实现预警响应更快速、调度资源更及时，应急处置更高效。

（四）规范指标评价

在数综平台建设过程中，通过与长安大学合作，设定交通运行状态、业务预警、交通安全和运营管理等4类52项评价指标，为统一指标评价体系提供了坚实的理论支撑。同时，结合辖区交通管理实际，创新设定“道路运行指数、拥堵风险等级指数、巡逻覆盖率、清障施救设备/人员配置率”等新型高速公路运行评价指标。金华高速交警支队联合交通运输部门、高速业主单位印发“一路三方”联动协作工作机制（试行），成立联动协作工作领导小组及专班办公室，依据数综平台反映出的综合状况进行联合评价，定期评估响应效率、主动发现、处置效能、交通管制等关键要素，推动闭环整改和联动协作机制优化。

（五）构建管控模型

对路面基础硬件设备采集的数据预处理后，提取道路特征参数、交通特征组成、车辆特征参数、环境特征参数，运用多因素分析法、梯度下降算法、随机森林算法，提取道路特性及拥堵情况，智能输出管控决策模型，如图3所示。根据辖区路网布局，细化完成82个路段、42个站点模型建设，按最大通行能力科学设定相应拥堵预警阈值，从而实现道路拥堵提前自动告警功能。

图3 建立智能输出管控决策模型

四、平台功能

（一）统一应用管理平台，全量展示路面运行状态数综平台驾驶舱可实时分析和挖掘各类业务数据，并可视化展示辖区流量、重点枢纽流量、运行分析以及服务区停车饱和度等管理要素，实时呈现辖区任一点段的车流构成及流量溯源，从而全量掌握高速公路路网运行态势。通过地图图层切换，可全域展示交通事故、车辆故障等异常事件具体情况、应急处置人员车辆分布以及辖区视频监控等前端感知设备点位信息，做到“一张图、底数清、情况明”，如图4所示。

图4 数综平台运行状态界面

（二）自动信息流转系统，全时预警监测精密调控预警预测界面汇聚各类预警、告警信息，如异常事件预警、流量告警、通行异常、重点车辆等信息，基于多维度数据源，通过算法模型和管控模型数据分析和决策支持功能，智能输出管控策略。同时，统一异常事件应急处置、施工管理、交通管制等业务场景的流程标准，处置全程留痕记录，实现管控方式从“经验粗放式”向“数字精准化”转变。

（三）闭环警情管理模式，全程跟踪异常事件处置平台全量汇聚1784路视频监控、396套事件检测系统等前端感知设备，自动感知并一图展示辖区异常事件所处点位及处置情况，关联监控视频实时显示事件现场情况。通过汇聚应急处置车辆GPS和救援人员携带的移动一体机数据，全过程掌握事件处置进程，记录和监督处置人员出发、赶赴、到达及撤除等关键节点，形成闭环管理。

（四）实时数据统计分析，全维提供决策数据支撑平台依托道路运行监测、事件应急处置等海量历史数据，通过大数据分析、数据挖掘手段，实现了对事件发现、事件处置、事故多发、交通管制、应急效率等多个业务场景的实时指标统计分析。同时，可以在驾驶舱中进行持续的监控观察，为提升管理效能、精准管控决策提供坚实的数据支撑。

五、应用成效

数综平台运行以来，“一路三方”充分发挥联勤联动协作机制和管控平台智能分析决策作用，持续提升道路资源利用率，进一步释放管理效能。2022年实现事故封道时长同比下降49.29%，入口关闭次数同比下降44.32%，入口关闭时长同比下降59.86%，事故数同比下降25.99%。2023年“五一”期间金华辖区最高断面流量达17.22万辆，同比2021年上升27.22%，主线加权日均断面流量7.03万辆，同比2021年上升18.44%，创历史新高，流量大管控多，但依托数综平台仍实现入口关闭次数同比2021年下降35.07%，入口关闭时长同比2021年下降55.71%。

注：本项目入选2022年全国高速公路运营管理十佳案例。通过本项目建设，建立了1项交通管理新型评价指标体系（长安大学），并获得2项发明专利：一种基于多数据源融合的高速公路车辆拥堵判别方法（专利号：ZL202111239557.7）、基于小客车当量的高速公路收费站分级联动管控方法（专利号：ZL202111226315.4）

（文/浙江省金华市公安局高速公路交警支队 吴海关、陈宝成、邵翔，本文首发于《道路交通管理》杂志2024年第6期）

编校 | 张翼飞 刘林

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