《交通运输科学技术新成果推广目录》（２０２０）—第五部分 综合《公路运行精准感知及可视化管理关键技术研究及应用》

本期项目简介

完成单位: 北京交科公路勘察设计研究院有限公司、 河北省高速公路延崇筹建处、 甘肃省公路建设管理集团有限公司、 河北德冠隆电子科技有限公司、 长安大学、 河北交投京张高速公路有限公司、 浙江皓蓝科技有限公司

主要完成人: 刘见振、 吴建波、 于文杰、冯保国、 惠飞、 盛刚、 郭凤斌、 孙晓宁、 王珣、付增辉、 史昕、 张静、 秦义雄、 王韬杰、 廉玉峰

项目简介

　　(一)项目背景

　　交通运输部高度重视公路网运行监测,制定多个公路网运行监测与服务系统方面的技术标准和规范,逐步形成了部省公路监测与管理体系,有效推动了路网“可视、可测、可控和可服务冶等工作的开展。目前,公路运行监测的覆盖面、准确性、及时性无法满足公路管理和不断增长的公众出行服务需求,成为行业迫切需要解决的问题。在此基础上,项目组针对行业遇到的监测区域不足、环境影响较大、精度不高、卫星定位方式近期难实现全覆盖等问题,开展本项目研究。

　　(二)技术概况

　　提出了全向毫米波雷达和ETC门架系统数据融合的公路运行精准感知及可视化管理理论和技术体系,研究车辆精准感知与轨迹监测、车辆信息识别与融合、边缘计算设备容错、精准感知与管理应用、高精度四维可视化管理等关键技术,提供了一整套具有自主知识产权的高精准(定位分米/厘米级)、无盲区(雷达全覆盖)、全天候

　　(24小时,适应各种环境)的公路运行精准感知技术、解决方案和成套装备。车辆分辨率实现300米内精度4郾4厘米,500米内精度5郾5厘米,1000米内精度17郾5厘米;事件检测准确率97%以上,交通数据采集准确率95%以上,车辆特征信息识别准确率98%以上,雷达间多目标数据传递与融合精度97%,能够适应各种恶劣天气,仅大雨和暴雨监测距离略微缩小、精度不受影响。

　　(三)适用范围

　　本项目适用于公路运行精准感知及可视化管理。

　　(四)获奖情况

　　本项目获“2020中国高速公路信息化奖冶创新技术奖。

项目创新点

　　(1)提出了基于全向毫米波雷达的车辆精准定位与轨迹监测方法,研究了车辆精准定位、车辆遮挡轨迹补偿、多目标数据传递等技术,有效解决了传统技术在公路运行监测中的精度、覆盖度不足的问题,填补了国内外技术空白。

　　(2)研发了基于ETC门架系统的车辆特征信息融合、基于全向毫米波雷达和视频融合的车型识别等技术,提出了车辆特征信息与雷达监测的车辆动态信息绑定方法,实现车辆多元特征信息的精准监测。

　　(3)提出了公路边缘计算路侧设备硬件和软件容错方法,攻克了基于交互式复合结构的硬件容错技术、基于恢复块和防卫式程序设计的软件容错技术,极大提升了公路边缘计算路侧设备的适用性和可靠性。

　　(4)提出了雷达全程跟踪与视频联动技术,通过雷达探测的车辆位置精准控制多台监控摄像机,解决了目标车辆连续跟踪监控问题,实现了跨监控域的雷达与视频的目标匹配、协同配合和连续跟踪等。

　　(5)利用全向毫米波雷达和ETC门架系统数据,实现了全天候、无盲区、更精准的车辆轨迹跟踪与还原、交通运行状态监测和异常交通事件实时检测等应用。

　　(6)研发了高精度四维实景地图构建技术、基于虚拟现实仿真的预处理技术和动态建模技术,实现了公路精细化的四维可视化管理。

同类项目比较

　详见表 1

应用案例

　　(1)项目实现了研究成果的全部转化,形成一套全向毫米波雷达、高可靠交通边缘计算设备和四维实景可视化管理平台等公路运行监测成套装备,为行业路网运行精准监测提供了一整套全新的技术和解决方案。目前,已具备每年2000套的生产能力。

　　(2)研究成果已在延崇高速公路(河北段)、国家智能网联武汉示范区、杭州绕城西复线、江苏五峰山隧道、山东滨莱高速公路等大规模应用,实现了“全天候、全覆盖无盲区、智能化、高精度、全程车辆精准定位、全面动态真实监视冶的目标,取得了良好成效,社会经济效益显著。两年来已销售4300万元。

　　(3)目前成果正在京雄高速、杭绍甬高速、深中通道、贵州贵安高速、济南大东环项目、杭绍台高速等实施,合同额预计8000万元以上,未来可推广应用在城乡道路等重要交通基础设施上,具有十分广阔的推广前景。

社会效益与经济效益

　　(一)社会效益

　　(1)提供一整套技术、解决方案和成套装备,实现公路从宏观向微观精细化管理,大幅推动路网监测和管理科技进步。

　　(2)大幅提升公众出行服务水平和安全水平,用户体验感和时间效率较大提升,取得良好社会效益。

　　(3)为公路管理部门的决策提供新手段和新方法,极大提升了路网运行的精准度、应急处置效率,最大限度减少交通拥堵和事故影响,社会效益巨大。

　　(4)研究成果在推动行业智慧化提升、推动公路交通高质量发展、落实新基建政策等方面意义重大。

　　(二)经济效益

　　(1)节约行程时间,降低路段通行成本。

　　(2)减少各类交通阻断事件引起的间接经济损失。

　　(3)降低公路运行管理成本。

　　(4)有效控制交通突发事件的直接经济损失。