韓霜南

摘 要：研究基于真三維的高速公路自適應(yīng)智能控制技術(shù)應(yīng)用，主要實(shí)現(xiàn)高速公路監(jiān)控、收費(fèi)、應(yīng)急儲(chǔ)備等相關(guān)數(shù)據(jù)的資源整合，打通道路、車輛、應(yīng)急儲(chǔ)備物資等物物相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)直觀生動(dòng)的真三維表現(xiàn)形式，合理調(diào)度應(yīng)急資源，動(dòng)態(tài)發(fā)布實(shí)時(shí)路況信息，降低事故影響和范圍，提高道路交通的通行能力和安全性。

關(guān)鍵詞：高速公路；真三維；數(shù)字公路

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2017）17-0036-02

1 引言

當(dāng)前，伴隨著我國(guó)快速的高速公路基礎(chǔ)建設(shè)實(shí)施，國(guó)家已重視并大力開展著交通信息化的建設(shè)，以增強(qiáng)對(duì)高速公路的運(yùn)營(yíng)管理和信息服務(wù)。國(guó)內(nèi)高速公路機(jī)電工程硬件系統(tǒng)建設(shè)規(guī)模大，在道路監(jiān)控外場(chǎng)硬件設(shè)備的配置種類和設(shè)備數(shù)量均越來(lái)越多，如車檢器、氣象檢測(cè)器、攝像機(jī)、可變信息標(biāo)志和限速標(biāo)志等。然而仍存在如下問(wèn)題：

（1）公路運(yùn)營(yíng)管理智能化程度低，信息服務(wù)水平有待進(jìn)一步提高。監(jiān)控系統(tǒng)集成度不高，應(yīng)用效果不夠好，各類設(shè)備控制系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，沒(méi)有形成有效的聯(lián)動(dòng)機(jī)制，不能充分發(fā)揮應(yīng)有的作用。（2）交通監(jiān)視、控制管理不直觀。對(duì)于道路沿線的可變情報(bào)板、攝像頭等外部設(shè)備的管理來(lái)說(shuō)，目前的做法是在二維地圖上相應(yīng)位置插入圖標(biāo)，通過(guò)圖標(biāo)關(guān)聯(lián)監(jiān)控和管理功能，不直觀，不形象，不能從細(xì)節(jié)上提升顯示效果，影響交通控制管理的效率。

研究基于真三維的高速公路自適應(yīng)智能控制技術(shù)應(yīng)用，主要實(shí)現(xiàn)高速公路監(jiān)控、收費(fèi)、應(yīng)急儲(chǔ)備等相關(guān)數(shù)據(jù)的資源整合，打通道路、車輛、應(yīng)急儲(chǔ)備物資等物物相聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)直觀生動(dòng)的真三維表現(xiàn)形式，合理調(diào)度應(yīng)急資源，準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)控事件處置進(jìn)展，動(dòng)態(tài)發(fā)布實(shí)時(shí)路況信息，最終減緩交通事故、降低事故影響和范圍，提高道路交通的通行能力和安全性。本文結(jié)合邯鄲至大名（冀魯界）高速公路建設(shè)中的情況，簡(jiǎn)要闡述基于真三維的高速公路自適應(yīng)智能控制技術(shù)在實(shí)際中的應(yīng)用。

2 技術(shù)方案

2.1 總體技術(shù)路線

首先構(gòu)建數(shù)字公路模型，并將道路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、交通路況數(shù)據(jù)等多源異構(gòu)數(shù)據(jù)有效整合，建立資源整合數(shù)據(jù)庫(kù)，同時(shí)與模型關(guān)聯(lián)。根據(jù)公路交通突發(fā)事件嚴(yán)重程度，查詢應(yīng)急事件詳細(xì)信息并調(diào)取三維監(jiān)控?cái)z像頭查看監(jiān)測(cè)視頻，在此基礎(chǔ)上選擇合適的應(yīng)急處置預(yù)案并通過(guò)電話、對(duì)講及短信與交警、醫(yī)院、消防、路政等部門進(jìn)行協(xié)調(diào)同時(shí)進(jìn)行三維情報(bào)板信息發(fā)布工作，形成在交通應(yīng)急處置中的公路三維自適應(yīng)智能控制體系。

2.2 真三維數(shù)字公路模型自動(dòng)構(gòu)建

數(shù)字公路建模，要求與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)緊密結(jié)合，真實(shí)還原公路方案，真實(shí)再現(xiàn)公路全貌。公路模型是按照公路設(shè)計(jì)資料創(chuàng)建的公路組件，依據(jù)公路建設(shè)規(guī)范將模型組裝起來(lái)，并通過(guò)三維GIS平臺(tái)展現(xiàn)在真三維場(chǎng)景中。通過(guò)搜集交通工程設(shè)計(jì)圖紙，或者通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際道路調(diào)查，獲取公路上所使用的交通工程道路附屬設(shè)施種類、數(shù)量、位置等情況，利用3DMAX或其他建模工具，構(gòu)建所需要的道路附屬設(shè)施模型。

2.3 360°全景數(shù)字公路建設(shè)

通過(guò)車載全景激光設(shè)備采集道路沿線全景影像數(shù)據(jù)和激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)地形圖數(shù)據(jù)、交通工程、沿線設(shè)施、環(huán)境景觀等設(shè)計(jì)所需數(shù)據(jù)的內(nèi)外業(yè)一體化調(diào)查，全景影像數(shù)據(jù)和激光點(diǎn)云數(shù)據(jù)信息豐富，一次外業(yè)采集即可完成，再通過(guò)內(nèi)業(yè)處理完成整個(gè)數(shù)據(jù)采集工作。并將采集的全景數(shù)據(jù)和三維模型掛接聯(lián)動(dòng)如圖1所示。

2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)布署

數(shù)據(jù)庫(kù)統(tǒng)一部署運(yùn)行在高速公路管理部門監(jiān)控中心，存儲(chǔ)有與日常運(yùn)行相關(guān)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和設(shè)計(jì)、建設(shè)、養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)，該服務(wù)器與現(xiàn)有視頻監(jiān)控服務(wù)器相連接，可調(diào)用相關(guān)視頻數(shù)據(jù)；其中外場(chǎng)監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)同步實(shí)時(shí)性要求較高，利用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)自帶的數(shù)據(jù)同步訂閱功能或使用第三方數(shù)據(jù)同步軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)自動(dòng)更新。數(shù)據(jù)庫(kù)要與監(jiān)控中心現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)建立接口，能實(shí)現(xiàn)調(diào)用接口的可擴(kuò)展。同時(shí)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)平臺(tái)與監(jiān)控大屏幕關(guān)聯(lián)接口，系統(tǒng)運(yùn)行能夠在大屏幕上顯示。

2.5 高速公路自適應(yīng)智能控制

本項(xiàng)目將高速公路外場(chǎng)機(jī)電設(shè)備：遙控?cái)z像機(jī)、可變情報(bào)板、車輛檢測(cè)器、氣象檢測(cè)器、養(yǎng)護(hù)應(yīng)急物資儲(chǔ)備中心、附近警點(diǎn)以及其他管理機(jī)構(gòu)，基于互聯(lián)網(wǎng)，構(gòu)成一體化網(wǎng)絡(luò)，統(tǒng)一于一平臺(tái)實(shí)現(xiàn)整體監(jiān)控和控制。

整個(gè)智能控制系統(tǒng)包括保障資源、外場(chǎng)設(shè)備、監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件、相應(yīng)的傳輸設(shè)備、高速公路智能化信息化管理平臺(tái)幾部分構(gòu)成。所有外場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)結(jié)果均上傳到監(jiān)控中心進(jìn)行匯總分析、處理，由高速公路智能化信息化管理平臺(tái)統(tǒng)一控制，判斷和顯示交通和氣象狀況，并根據(jù)路段具體情況，制定相應(yīng)控制方案，并將控制命令下發(fā)給各路段的控制和信息發(fā)布設(shè)備如圖2所示。

3 成果應(yīng)用

3.1 邯大高速三維信息化智能化管理系統(tǒng)（BS版）

本項(xiàng)目綜合應(yīng)用真三維虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、360°全景、3S等領(lǐng)先技術(shù)，結(jié)合高速公路勘察設(shè)計(jì)、建設(shè)施工和運(yùn)營(yíng)養(yǎng)護(hù)的業(yè)務(wù)需要，開發(fā)真三維智能化信息化高速公路管理系統(tǒng)，基于此系統(tǒng)積累公路全生命周期的綜合業(yè)務(wù)信息，全面實(shí)現(xiàn)高速公路的全過(guò)程信息化管理，并將全部設(shè)計(jì)成果數(shù)字化，建成真三維數(shù)字化高速公路，以及全面整合養(yǎng)護(hù)及運(yùn)營(yíng)與維護(hù)信息，實(shí)現(xiàn)在統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行基于空間立體的、可視化的綜合管理與查詢，為邯大高速信息化管理做出貢獻(xiàn)。

3.2 效益評(píng)估

本研究重點(diǎn)開展高速公路交通控制智能化研究，為其提供智能化的交通控制聯(lián)動(dòng)方案，形成了相應(yīng)的交通智能控制體系，提高了交通監(jiān)控運(yùn)營(yíng)管理能力，提高了道路交通控制能力，提升監(jiān)控系統(tǒng)響應(yīng)與處理能力，減少管理人員的手動(dòng)操作流程，縮短交通控制響應(yīng)周期，為道路管理者提供便利。同時(shí)，此研究成果對(duì)于減緩交通事故、降低事故影響有一定的幫助，有助于提高道路交通的通行能力和安全性。

另一方面，有效解決了目前公路信息化建設(shè)過(guò)程中形成的信息孤島問(wèn)題，提升公路信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理與共享能力，有效整合信息資源和管理資源，提高資源的利用率。利用真三維直觀立體的特點(diǎn)，進(jìn)行高速公路管理，操作直觀方便，能夠提高管理人員工作效率，縮短人工響應(yīng)和交通控制周期，提高道路交通控制和應(yīng)急處理能力。利用真三維數(shù)字高速公路信息服務(wù)，豐富高速公路的管理手段，進(jìn)一步提高高速公路運(yùn)營(yíng)管理水平。

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