可复制、可推广:智慧工地智能探索智慧高速建设方案
一、百家争鸣:智慧高速试点阶段盛况
从2018年2月智慧公路试点工程正式启动,到现在全国已建或在建智慧高速达到40多条,高速公路建设工作可谓遍地开花。在各智慧高速路段试点路段中,大数据、云计算、物联网、区块链、5G、C-V2X、BIM、北斗和人工智能等各类高大上的新技术也精彩纷呈。在如此百家争鸣的盛况下,各试点是否切实实现高速公路在建设、管理、养护、运营与服务的数字化和智能化,尚待明确。
二、行业共鸣:回归本质,解决实际业务问题
由于智慧高速建设的投资成本高,因此,从投资效益角度考虑,各类新技术的应用落地应回归公路运营的本质。在服务于公路使用者和管理者方面,应围绕安全、效率、体验与管理做文章,针对公路行业的痛点、堵点做提升。同时,需要以需求导向、问题导向为原则,结合具体客户需求科学地选择智慧化建设内容。技术与产品不应只是停留在概念或单纯的技术先进性上,而是需要为客户解决业务问题,带来效益,这一点已成为行业共鸣。
如何围绕“安全畅通”、“降本增效“的初衷和目标为公路运营单位带来效益?如何深耕行业、做到业务精专,提供能够解决行业共性问题的设计思路?如何深挖客户、因地制宜,提供聚焦具体客户痛点的解决方案?作为优秀从业者,这些都应综合考虑并予以实现。
三、破局思路:响应行业需求,形成正向循环
随着智慧高速风口的到来,越来越多的企业开始入局,进一步加剧了技术、产品、解决方案的同质化。智慧高速的建设有共性,但也有各路段的现状特征和个性需求,千篇一律的建设方案将加大技术与业务的落差,僵化智慧高速的设计思路。如何在同质化中另辟蹊径、突破天花板,发现行业痛点、提供解决方案、实现技术落地,值得所有行业干系方思考。行业专家们也在此背景下提出“轻量”、“降维”、“分级”与“标准化”等多种思路。作为智慧高速的从业企业,程象智慧工地认为响应行业需求、呼应行业顶层设计,缩小技术创新和业务需求之间落差、增强智慧化成效,提高客户投资意愿,同时让从业企业的技术研发、市场推广更顺畅、形成正向循环是破局思路之一。
(一)提出智慧高速建设方案
为实现路网运行更安全有效、公众出行更便捷舒适、交通管理更科学智能以及公路运营更绿色经济的目标,程象智慧工地基于需求导向、落实效果、分级建设与灵活适用的原则,提出以下思路。
1. 解决方案角度:统一平台+丰富场景,智能集约融合的建设思路
聚焦场景痛点,单点解决问题,利用小规模、场景化的智慧提升解决迫切的业务痛点,靠场景和功能驱动建设、打造投资建设闭环,建设可持续运营、持续智慧化的智慧高速公路,是智慧高速科学投资、合理建设的一种方案。
程象智慧工地提出“统一平台+丰富场景”的智慧高速建设思路,在投资可控的前提下完成业务场景的智慧化提升。同时,基于智能、集约、融合的统一平台实现场景的拓展,让智慧高速的建设可持续、智慧化有成长。
丰富的场景智慧
智慧高速应用场景多,对于多维异构、海量数据获取的实时性和准确性等要求都很高。程象智慧工地聚焦不同场景的具体问题和需求,如隧道、事故黑点、分合流场景,完成重点路段/区域改造,利用智能化改造利旧、智能化新型设备按需新增、多源异构数据融合等手段实现场景化智慧,由“恰到好处”替代“广而不精”。
统一的平台底座
场景化并非将智慧高速建设割裂成“一场景一系统”,为了规避重复“造轮子”的问题,需要有一个集约平台来实现共性能力的基础支撑和多场景的协同,以解决各个场景中经常出现的接口标准、兼容协议与数据标准不统一等问题。平台的协同,除了设备与设备之间、各个前期建设的系统与系统之间,也需要人和人之间、部门和部门之间的协同。程象智慧工地依托统一的大平台底座实现数据的唯一性、能力的统一化,合纵连横,把“烟囱”变成“柱子”。
2. 产品能力角度:智能装备+智慧平台,软硬协同的建设思路
智能装备
装备的智能化并非将传统机电系统进行否定,可根据传统机电的建设情况进行整合利用,智能化改造是思路之一。例如,利用既有摄像机,通过云端/边缘端视频分析、枪球联动等实现智能化。各类智能装备安装后,应针对数据生成特性、应用特性不同采用不同的部署方案,从而通过合理的计算单元布置实现智能化。对于时效要求高的场景,可通过边缘计算(MEC)实现智能化;对于算力高而时效要求低的场景,可进行云端计算。应避免高端装备、新兴技术的简单堆砌,回归智慧公路利用现代化信息技术赋能公路基础设施的本质。
而针对切实需要对感知能力、发布手段做提升的场景,可按需新增如车型识别、雷视融合等新型智能化装备,为交通管理业务的多尺度数据分析、精细化交通管控提供更为可靠、可信数据采集能力。
智慧平台
从技术发展和高速公路营运角度来看,智慧高速涉及的感知能力、通信能力、计算能力均已在各试点示范中逐步验证。智慧平台具有智能、集约的特点,至少应具备各类感知设备采集数据的汇聚能力、发布设备的控制能力、基于行业认知的计算能力。前两个能力主要是为了解决工程上重复“造轮子”的问题,而核心的基于行业认知的计算能力是智慧平台可持续创新的动力源。因此,智慧高速平台方案主导方应具备交通工程与信息化的交叉学科能力,设计出作为交通工程与信息技术融合的载体的智慧高速平台,发挥平台价值。
3. 项目落地角度:按需建设+转型优化,分类分级的建设思路
“一路一方案”不是指换个地方就推倒重来,而是既复用先进的建设理念和建设思路、复用良好的建设经验,但又能因地制宜灵活演绎。针对具体的客户所在区域特性、路段的交通流特性、业务管理的需求重点,合理化、科学化、有针对性地设计建设方案是规避“一刀切”问题的思路之一。因此,多地也推出了高速公路智慧化分级、分类的建设指南或标准,分别从感知分级、管理分级与服务分级三个维度对不同建设现状、建设目标的路方进行区分。不同类型、需求的路方可选择适合自己业务的产品和方案,进行科学投资、合理建设。
而对提供产品与服务的企业而言,设计开发更加灵活、弹性,可裁剪、可拓展的产品和方案,使之能够适配更多业务场景,是现阶段的一个新要求,也是更好客户服务取胜市场竞争的一个思路。
(二)程象智慧工地智慧高速建设案例介绍
杭州绕城高速全线123公里,作为强二线城市杭州的城市交通及市际交通主要通道,道路节点密集,日均流量超30余万、转入交通量大,车辆交织严重,原设计通行能力在日益增长的交通需求下已逐步出现交通组织优化瓶颈。
由浙江新创建高速公路有限公司实管的101公里路段,在公司领导的预判和决策下,于2019年开始进行智慧化提升。主要围绕“提升管理,主动服务”两条主线,首期着眼于充分利用已建设的近300路主线监控资源,由程象智慧工地提供产品和方案,针对迫切的路面事件进行自动化检测和智慧化提升,以提高道路感知能力和应急处置能力。通过多措并举,有效响应浙江高速交警1315勤务改革,“一路三方”共同达成事件处置效率提升和保障路网运行安全目标。
在初尝智慧化高速公路建设效益后,浙江新创建坚持务实、创新的一贯作风,建设智慧绕城高速运营平台,以集约、智能平台定位,将路侧多类设施设备,多个前期建设系统进行整合,并以业务咨询角色,辅以程象智慧工地交通工程师专业理论,与程象智慧工地团队共同打造智慧高速运营平台,将交通管理业务整体迁移至平台,实现监测-处置-运营的全过程的数字化。
杭州绕城高速智慧化之路并未止步,在可控的建设投资规模下,分别针对隧道、黑点路段、夜间监测重点路段、分合流等细分场景提出智慧化提升建设需求。
针对黄鹤山隧道封道施工压力大、运行管理要求高的特性,由程象智慧工地提供隧道场景解决方案,基于车型识别设备、隧道内摄像机完成纯视觉的交通目标的精细化采集和全轨迹跟踪,并结合交通流理论,构建多尺度隧道预警模型,接入既有隧道机电发布设备,完成黄鹤山隧道场景整体智慧化。
同时在枢纽多、补光不足的绕城北线路段,按需选点架设雷视融合感知的新型智能装备,以边缘融合计算,云边协同场景方案对该路段进行感知能力提升,实现在夜间环境下对该重点路段事件检出率与准确率的提高,进而提升夜间处置效率。
而在绕城东线下沙大桥的黑点路段场景,程象智慧工地基于数据分析精准识别事故黑点及成因,提出黑点场景治理方案,三级分区预警,风险前置、主动管控,明显降低该路段事故率。
基于杭州绕城高速建设年代久、分合流路段导流、加速路段短以及转入流量大等特点,程象智慧工地在分合流场景中通过在鼻端架设感知基站、主线及匝道布设控速诱导设备实现碰撞预警及控速诱导,降低分合流场景的交通风险。
通过将各细分智慧化场景数据统一纳管至集约化智慧高速运营平台,由统一平台实现各场景业务协同,同时也由基于集约化平台搭建的各类业务系统实现监控中心-清障施救内外业的协同,程象智慧工地实现“统一平台底座”+“丰富场景智慧”,持续赋能高速运营管理业务的数字化与智慧化。