基于视频云联网的高速公路基础设施数字化及气象辨识的探索和实践.docx

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1、基于视频云联网的高速公路基础设施数字化及气象辨识的探索和实践陕西视频云联网建设基本情况陕西省级视频云平台运行情况主要包括以下方面：全省接入网关154个、省平台视频图像19696路、部平台接入10080路、在线率95%以上、月平均点播量超过600万次、全部低码流图像同时在线直播、30%高码流视频图像按需调阅。陕西视频云平台建设有以下亮点：网关接入管理、运行状态监测、设备状态监测、视频智能分析、监控数据服务、公众平台视频点播服务。在新的背景下，陕西视频云平台建设实现了统一上云网关、建成“云上高速”、视频智能分析全覆盖、“一键熔断”停止推流。基础设施数字化建设对于基础设施数字化建设，一般从加强自我管

2、理与提高效率服务两个角度入手。以下通过高速公路基础设施数字化建设、高速公路数字智能百米桩、移动视频综合云平台建设、云端事件识别与告警、高速公路应急资源网联平台、基于车流量画像的缓堵研究六个方面进行介绍。高速公路基础设施数字化建设编制高速公路基础设施数字化标准。编制高速上公路基础设施数字化标准，并对高速公路设备设施信息进行数字化采集。采集对象主要包括高速公路路线、构造物、标志标牌、交安服务设施、机电设施等。采集要求包括但不限于类别、名称、计量单位、库存数量、可用状态。建立高速公路数字资产展示系统。依据高速公路基础数据标准，建立高速公路数字化管理系统，对所有记录的基础设施信息形成数字化记录，使业务

3、工作人员能够查阅道路线形、标志标线、隧道桥梁等设施的台账数据，实现高速公路基础设施数字化管理，即时掌握高速公路基本情况。建立三维地理信息模型，叠加周围地理信息的数字化信息，建立包含有高速公路道路、互通立交、桥梁、隧道、标志标线、机电设备等三维模型，实现高速公路基础设施的可视化巡查浏览，并可根据设备编号或桩号快速定位查询设备属性信息,为高速公路资产管理提供支撑。高速公路数字智能百米桩通过在高速公路护栏上，每一百米设置二维码智能里程桩。当发生突发情况，出行者扫描后可提供桩号信息、周边服务区信息、路段负责人联系电话等功能，建立与道路运营服务单位的网络通道，传递数字、图像、视频、语音等信息，并可按照需

4、要接受调度指挥。设计百米桩形式及内容要求。设计百米桩二维码标贴，采用适合野外环境的反光材料，色彩选择有别于绿色指示标志和红色禁令标志，颜色突出，便于查找。内容要求包含：二维码（每个桩号匹配唯一对应的二维码）、路段名、桩号、路政及救援电话信息。建立数字百米桩生成系统。系统通过输入桩号范围，批量生成和每个桩号唯一对应的二维码图片，图片按照设计好的模板信息自动生成，支持单个导出及批量导出，导出的二维码图片以桩号命名。提出数字百米桩服务内容。对扫描识别的二维码，结合高速公路运营情况，提出可以向用户服务的内容，包括但不限于当前路段、桩号位置信息、行车方向、最近的收费站、服务区、高速出口等信息。同时还将提

5、供“一键救援”、报送事故的事件报送功能。开发数字百米桩服务系统。依据数字百米桩服务内容，建立数字百米桩服务系统，系统可对路段的桩号信息、路段救援电话、服务区、收费站信息进行维护；还可支持对指定路段（桩号范围）发布消息预警通知；查看司乘人员上报的事件信息,包含上报人手机号、上报事件类型、事件证据（拍照图片）、事件描述等信息；对事件信息支持下载及导出。移动视频综合云平台建设依托全省已建成并使用的视频上云系统，实现巡检车视频、无人机视频、路政人员手机拍摄视频的统一上传与下发、鉴权，实现云端的多源视频数据融合，提升数据共享能力。拟定移动视频接入技术规范。拟定移动视频压缩、解码、传输、接入技术的规范要求

6、，为移动视频联网管理建立基础。开发移动视频资源管理系统。开发移动视频资源管理系统,实现对现场移动端采集的移动视频分类管理；提供根据管理机构、视频类型、视频拍摄时间等查询条件精准筛查数据的功能，支持视频查看、视频回放、视频分享等功能；实现视频通话功能，监控员可对现场工作人员的移动端发起视频通话。将移动视频资源融入视频云联网。融合道路监控系统视频、巡逻车视频、手机视频等多渠道视频来源，在道路监控系统、云上高速、高管通等软件上进行查看和统一管理。通过数据分析展示功能为高效应急处理和及时信息发布信息提供及时有效的决策支持，实现事件信息和相关指令的快速传递，提高路段异常交通状态的感知能力和事件应急处置能

7、力，整体提升路段事件处置智能化水平。云端事件识别与告警建立云端事件AI告警系统，系统可实现对路网运行异常情况、突发事件的监控，根据智能识别的异常事件对位置信息及事件类型进行电子标记，并发出警示信息。高速公路应急资源网联平台针对全省路网应急资源建立高速公路应急资源信息管理平台，将路网内应急资源信息录入系统，进行统一管理,为应急资源的整体调度提供保障，提升高速公路应急处置效率。提出高速公路应急资源名录。包括但不限于生活类（如：棉衣、棉被、雨鞋等）、食品药品类（如：方便面、感冒药、药棉等）、工程机械类（如挖掘机、发电机、千斤顶等）、交通运输类（如平板拖车、自卸车辆、客运车辆等）、工具抢险类（如铁铲、

8、反光服、工具钳等）。提出数据采集及资源管理要求。根据高速公路应急资源名录，提出应急资源数据采集要求，包括但不限于类别、名称、计量单位、库存数量、可用状态、存储地等信息。提出应急物资库存、使用状态等物资核查要求，提出应急物资安全库存（最少保有量）要求并在应急物资管理系统中实现安全告警功能。建立应急资源信息采集及管理系统。对高速公路应急资源进行数字标准化管理，实现对路网内应急资源动、静态信息的精准掌握。支持对全路网应急资源基础信息的新增、修改、删除操作；支持根据救援人员、救援车辆、救援设备物资、救援设备物资种类、救援设备物资数量等查询条件做应急资源的查询；支持应急物资日常检查记录维护，便于查看应急

9、物资日常状态;支持应急物资台账、应急物资检查记录导出、打印。基于车流量画像的缓堵研究通过大数据、人工智能，对车辆进行“画像”。从空间、时间两个维度展现路网运行各类车型的交通流量，建立道路拥堵评价指标，并对拥堵进行预测，制定缓堵响应策略，对缓存措施进行模拟分析。建立不同路段车流量画像。对不同路段按时间、车型生成车流数据，并建立车流特征画像。拥堵点识别标记及告警。根据不同路段为车流量画像设定拥堵评价指标，通过Al智能分析，对拥堵点进行标记，并在视频云平台发出告警信息。缓堵方案模拟分析。对拥堵数据（拥堵时间、拥堵长度）结合位置及道路情况进行模拟运算，为缓堵方案的制定提供可靠的数据运算模型。气象辨识探

10、索基于视频云联网的气象辨识探索利用高速公路视频云联网视频资源+多源气象信息的融合算法以实现在不额外增加大量外场设施的情况下，实现精准气象监测、预测和告警预报。将Al智能识别分析结果，融合气象预报信息，完成对高速公路气象状态的自动监测和预警。未来可通过在高速公路沿线布设气象监测站、能见度仪、路面状态传感器等设备进行精准实时的气象监测预警，以实现更加精准、有效、针对性更强的监测预警服务。对于历史气象数据，接入世界气象组织和中国国家气象局覆盖中国的近几年历史数据，主要包括风力、风向、温度、湿度、气压、降雨强度、降雪强度等。对于气象卫星/气象监测站实时数据,接入中国国家的气象卫星实时数据，以及国家气象

11、局、各个省市气象单位部署的气象监测站实时数据，主要包括风力、风向、温度、湿度、气压、降雨强度、降雪强度等。对于地面及公路沿线气象监测设备实时数据，接入公路交通经营管理单位在公路沿线所布设的监测设备（可包含小型气象雷达、气象监测站、能见度仪、路面状态传感器、门架摄像机等）的实时数据，数据种类包含风力、风向、温度、湿度、气压、降雨强度、降雪强度、能见度、路面状态等。通过融合感知层的多源数据，建立气象站、雷达、卫星、路面监测设备等多源数据的实时同化。针对公路交通，以路面交通安全为基础，引入微物理过程方案+机器学习+人工智能。气象智能辨识及预警智能辨识服务。包括路面状况识别，低能见度事件识别，高影响天

12、气预测、预警。路面状况识别。自动提取交通监控图像中的路面特征，干燥、潮湿、积水、积雪、结冰的分类识别，按照轻微、中度、严重三个等级来划分，解析精度为1公里，识别准确率90%。低能见度事件识别。雨、雪、雾、烟尘等引起的低能见度事件,0-50米、50-200米、200-500米、500-Ikn1、Ikm以上。高影响天气预测预警。公里级、分钟级的交通气象的实时监测，可对未来7天（7*24小时）气象状况预警预报，在2小时内级别预警时，可实现每5分钟更新一次。未来扩展及展望O在路面加装气象监测站、能见度仪、路面温湿度传感器、积水积雪探测仪等设备，提升探测精度。O与通过车辆OBU通信，将重要数据（前方能见

13、度降低、路面有暗冰/积水/积雪等）提前发送给司机，以降低事故率，提高通行效率。O通过气象监测预警辅助决策支撑，可在山区、长上/下坡、多雾、易积水结冰的路段建设雾区诱导、融冰融雪自动处置系统，从而大幅度减少安全隐患，提高通行效率。O通过气象监测预警，实现精准的车道级管控、车流引导、更加科学合理的道路管制，提高通行效率、增加通行费收入。实现路径与方法实现路径：对于视频云联网数字化探索，需要从科研项目到全省平台建设再到路段试点。首先，进行基于高速公路图像与视频融合的云端事件检测方法的课题研究；其次，将课题研究成果转化应用，确定项目实施范围及要求；最后,全省范围选择试点路段进行项目建设，对应用成效进行效果评估，全面推广普及。实现方法：视频云联网数字化探索的方法是基于计算机视觉的深度神经网络技术，对图片+视频进行全量检测，完成图像自动标注，实现对恶劣天气及异常事件的辨识。后续展望:通过视频云联网数字化探索建设，结合试点路段应用效果及反馈情况确定下一步应用规模，推广普及视频云联网数字化建设系统，实现视频、气象、事件检测等信息联网汇聚，提升应对特殊天气、突发事件能力。顺应数字经济发展浪潮,应用智能视频分析等技术，全面提升全省路网视频数字化、网络化和智慧化水平，建设监测、调度、管控、应急、服务一体的智慧路网云平台。