新一代信息技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用研究

李勐

（昆明聯(lián)誠(chéng)科技股份有限公司，云南昆明 650000）

1.信息技術(shù)對(duì)促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的意義

按照國(guó)家戰(zhàn)略部署，新一代信息技術(shù)又可以運(yùn)用到6個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中，它們分別是下一代通信網(wǎng)絡(luò)、物聯(lián)網(wǎng)、三網(wǎng)融合、新型平板顯示、高性能集成電路和以云計(jì)算為主的高端軟件技術(shù)。新一代信息技術(shù)的大力發(fā)展將我們的國(guó)家?guī)У搅艘粋€(gè)新的時(shí)代，信息技術(shù)作為如今最有發(fā)展空間和應(yīng)用價(jià)值的新型技術(shù)，其所能為我們國(guó)家?guī)?lái)的生產(chǎn)力是巨大的。隨著云計(jì)算，大數(shù)據(jù)技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)的快速發(fā)展，開發(fā)基于高速公路的建設(shè)、管理、養(yǎng)護(hù)以及運(yùn)輸效率等方面都有著不容忽視的意義。

2.新一代信息技術(shù)在高速公路上的具體應(yīng)用

2.1 高速公路建設(shè)中的應(yīng)用

新一代信息技術(shù)應(yīng)用使高速公路建設(shè)工程過(guò)程中的質(zhì)量、進(jìn)度、安全、成本等環(huán)節(jié)和要素方面的管理得到加強(qiáng)。

建筑信息模型(Building Information Modeling)BIM，它的主要作用是建立關(guān)于工程的模型，在建立模型的過(guò)程中，需要采用與工程相關(guān)的信息數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)字信息仿真模擬建筑物所具有的真實(shí)信息，替代以往平面圖紙作業(yè)轉(zhuǎn)到虛擬現(xiàn)實(shí)的三維立體可視化系統(tǒng)。

2.1.1 模型的創(chuàng)建

將原始探查數(shù)據(jù)、平差、相關(guān)探測(cè)資料、自行建立的勘測(cè)圖形和曲面導(dǎo)入其中。通過(guò)交互的方法進(jìn)行創(chuàng)建并編輯勘測(cè)圖形頂點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)并編輯相交的特征線，這樣做的主要的目的是避免發(fā)生一些不可預(yù)料的隱藏問(wèn)題，從而直接產(chǎn)生能夠在項(xiàng)目中使用的點(diǎn)、勘測(cè)圖形和地形曲面。通過(guò)等高線或三角形的式樣來(lái)展示這個(gè)曲面，并使得一個(gè)高效的高程和坡面分析得以建立起來(lái)。

2.1.2 BIM+GIS 電子沙盤創(chuàng)建

利用3D GIS 技術(shù)生成GIS 模型，將BIM 與GIS 模型融合，生成BIM+GIS 電子沙盤模型。便可以通過(guò)建立的電子沙盤對(duì)要建設(shè)高速公路所在地的地表數(shù)據(jù)展現(xiàn)出來(lái)，例如海拔的高度，面積大小，村舍、林場(chǎng)、耕地紅線或者不能修建的范圍。

2.1.3 BIM 應(yīng)用到技術(shù)管理上

BIM 技術(shù)具有直觀性和可模擬性，在建立模型之前，應(yīng)用該技術(shù)對(duì)項(xiàng)目圖紙進(jìn)行檢查，保證圖紙的完整性。BIM就是對(duì)建造進(jìn)行模擬的過(guò)程，我們可以在模型建立過(guò)程當(dāng)中就對(duì)其進(jìn)行檢查，通過(guò)三維可視的特點(diǎn)，可以直觀簡(jiǎn)易地尋找到大多數(shù)的問(wèn)題，并且還能通過(guò)BIM 技術(shù)將現(xiàn)場(chǎng)的施工場(chǎng)地進(jìn)行展現(xiàn)，可以對(duì)施工機(jī)械，材料堆場(chǎng)，運(yùn)輸通道的不合理處進(jìn)行重新布置，從而合理利用空間，加快施工的效率。

2.2 高速公路運(yùn)營(yíng)方面的應(yīng)用

（1）通過(guò)信息技術(shù)建立一個(gè)高速公路運(yùn)管平臺(tái)。將重要設(shè)施的具體位置全部錄入數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，這樣的話，高速公路的工作人員可以很輕易地獲取到這些信息，工作便能很有效率地進(jìn)行下去，極大地節(jié)省了時(shí)間。

（2）視頻監(jiān)控技術(shù)的運(yùn)用使得公路路面發(fā)生什么突發(fā)狀況，都可以被管理人員及時(shí)捕捉到。例如山體滑波、車禍、極端天氣、氣象狀態(tài)等都可以通過(guò)信息技術(shù)將發(fā)生特殊情況的路面圖像清晰地傳回來(lái)。使得管理人員第一時(shí)間把握路面實(shí)際情況以及路基的信息，從而做出相應(yīng)的舉措，制定解決的方法，大大提升對(duì)高速公路的通行效率。

（3）重點(diǎn)區(qū)域管控：對(duì)高速公路隧道、高速公路收費(fèi)站、特長(zhǎng)大橋、互通立交、高大邊坡等設(shè)施，安裝了各類公共服務(wù)設(shè)施及監(jiān)測(cè)設(shè)備，如攝像頭、環(huán)境監(jiān)測(cè)、隧道緊急電話系統(tǒng)及廣播、隧道火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、隧道交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、隧道通風(fēng)系統(tǒng)、隧道照明系統(tǒng)[1]。

3.云計(jì)算運(yùn)用在高速公路上

所謂云計(jì)算，它可以歸類到分布式計(jì)算當(dāng)中，在網(wǎng)絡(luò)上是分布式計(jì)算現(xiàn)在最為常用的一種計(jì)算方式，以網(wǎng)絡(luò)為平臺(tái)，將龐大的計(jì)算處理程序進(jìn)行拆分，分成幾部分，計(jì)算分析之后再將幾部分得出的結(jié)果進(jìn)行整合，然后再將最后得出的結(jié)果返還給用戶的一種技術(shù)。

4.大數(shù)據(jù)技術(shù)提升高速公路的發(fā)展

我國(guó)的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)經(jīng)歷了單機(jī)收費(fèi)，計(jì)重收費(fèi)、區(qū)域聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、省級(jí)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、ETC 聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、直到現(xiàn)在的全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)這樣一個(gè)發(fā)展階段。也是我國(guó)信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)縮影。

交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)通過(guò)對(duì)不同的數(shù)據(jù)源按同意定義的格式進(jìn)行提取。從數(shù)據(jù)導(dǎo)入、標(biāo)準(zhǔn)建池、交換共享、數(shù)據(jù)審計(jì)、運(yùn)營(yíng)監(jiān)管到數(shù)據(jù)應(yīng)用、決策分析、公共服務(wù)，形成完整的交通大數(shù)據(jù)治理與管理體系，構(gòu)建交通大數(shù)據(jù)平臺(tái)。從數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、管理、運(yùn)行到?jīng)Q策形成完整的數(shù)據(jù)生態(tài)鏈，不斷擴(kuò)展數(shù)據(jù)邊界，孕育數(shù)據(jù)應(yīng)用，提升數(shù)據(jù)利用率，構(gòu)建交通數(shù)據(jù)生態(tài)。通過(guò)分布式存儲(chǔ)、計(jì)算、數(shù)據(jù)治理、智能分析以及數(shù)據(jù)可視化的整套支持，幫助解決方案提供商建立一體化的大數(shù)據(jù)平臺(tái)。用戶可以在大數(shù)據(jù)產(chǎn)品系列平臺(tái)上對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、清洗、治理、存儲(chǔ)、計(jì)算、搜索、挖掘、深度學(xué)習(xí)、分析和可視化呈現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的真正價(jià)值。

4.1 大數(shù)據(jù)技術(shù)

Kafka 是一個(gè)分布式、可分區(qū)、多副本的發(fā)布訂閱消息系統(tǒng)，具有高吞吐量、低延遲、高可靠等優(yōu)點(diǎn)。

Zookeeper 是一個(gè)高可用的分布式數(shù)據(jù)管理與系統(tǒng)協(xié)調(diào)軟件，它可以為分布式應(yīng)用提供狀態(tài)同步、配置管理、名稱服務(wù)、群組服務(wù)、分布式鎖及隊(duì)列、以及 Leader 選舉等服務(wù)。

ELK 是Elasticsearch、Kibana 和Logstash 這 三 個(gè)軟件集合的簡(jiǎn)稱，Elasticsearch 是一個(gè)實(shí)時(shí)分布式搜索和分析引擎，Kibana 則為Elasticsearch 提供了強(qiáng)大的可視化界面。Logstash 為用戶提供數(shù)據(jù)采集、轉(zhuǎn)換、優(yōu)化和輸出的能力。

大數(shù)據(jù)技術(shù)在高速公路行業(yè)的效益主要體現(xiàn)在[2]：

4.2 服務(wù)提升

大數(shù)據(jù)技術(shù)在高速公路建設(shè)中的推廣，傳統(tǒng)的運(yùn)輸供給方式得到了很大的改革，供給的質(zhì)量化得到了提升，客運(yùn)得到了更好質(zhì)量的運(yùn)輸服務(wù)，高速公路作為民生當(dāng)中不可或缺的東西，應(yīng)當(dāng)以人民的實(shí)際需求為重，大數(shù)據(jù)促進(jìn)的服務(wù)很好地做到了這一點(diǎn)，同時(shí)還可以讓資源更好的得到充足利用，大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用，服務(wù)開始變得多樣化起來(lái)，通過(guò)對(duì)出行者的調(diào)查，可以充分了解他們的實(shí)際需求和根本意愿，服務(wù)質(zhì)量也在信息技術(shù)的幫助下得到了提升，并且整個(gè)大環(huán)境，逐漸變得便捷、舒適，這有很大程度上都是信息技術(shù)的功勞[3]。

以XX 高速公路為例，通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查發(fā)現(xiàn)，對(duì)于信息高速公路的各方面滿意度平均在90%，在2019 年ETC 的深入推廣及全國(guó)省界收費(fèi)站的取消，ETC 全國(guó)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的實(shí)施。受到了民眾的歡迎，在“收費(fèi)口經(jīng)過(guò)更快”這一項(xiàng)高達(dá)97%的民眾表示同意[4]。

4.3 創(chuàng)新發(fā)展

大數(shù)據(jù)的運(yùn)用，對(duì)于整個(gè)數(shù)據(jù)體系都是一次創(chuàng)新，不管從管理制度，還是安全防范，以及人才的創(chuàng)新發(fā)展，都將呈現(xiàn)出一個(gè)全新的樣貌。信息技術(shù)在其中的引用得到落實(shí)。技術(shù)得到均衡發(fā)展，高速公路發(fā)展水平整體得到提升，內(nèi)部結(jié)構(gòu)與信息技術(shù)相融合，又可以提升高速公路運(yùn)營(yíng)效益，對(duì)推動(dòng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)整體效益都有著很大的意義。

5.結(jié)語(yǔ)

新一代信息技術(shù)的運(yùn)用已經(jīng)逐漸滲透到我們的生活的方方面面。并且可以看到其在高速公路上起到的作用是舉足輕重的。信息技術(shù)的運(yùn)用對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展有著主要的推動(dòng)作用，解決了許許多多過(guò)去難以解決的問(wèn)題，為國(guó)家和人民帶來(lái)了更多的效益。信息技術(shù)在高速公中的應(yīng)用研究是影響深遠(yuǎn)的，并且還存在著更大的發(fā)展空間，隨著人們的不斷開發(fā)，對(duì)科技的深入研究，信息技術(shù)將會(huì)在不久的將來(lái)成為主要的動(dòng)力推動(dòng)力，這將是我們國(guó)家的一個(gè)大進(jìn)步，它的存在，將會(huì)為社會(huì)創(chuàng)造更大的收益，推動(dòng)國(guó)家發(fā)展進(jìn)步。