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王剛:數據驅動的路網運營服務體系建設思考

發布時間:2023-04-04 14:01

2023年3月30日,第二十五屆中國高速公路信息化大會暨技術產品博覽會在福建省福州市召開。本次大會由中國公路學會主辦,福建省高速公路集團有限公司、福建省公路學會、華為技術有限公司協辦,《中國公路》雜志社、《中國交通信息化》雜志、福建省高速公路學會承辦。交通運輸部路網監測與應急處置中心副主任王剛以《數據驅動的路網運營服務體系建設思考》為題作主旨報告。以下為王剛的報告內容,《中國交通信息化》作了不改變原意的編輯及整理。

近年來,我國高速公路路網在智慧化運營服務建設方面進行了嘗試性探索實踐。2020年至今,已有京雄高速河北段、榮烏高速、京德高速等多條智慧高速建成通車,浙江、江蘇、寧夏等多個省、區、市發布了智慧高速建設指南。各地在智慧高速建設中已取得了一定的成果,積累了寶貴的建設經驗,形成了一些標準規范,采集了豐富的數據,創新制造出了一批智慧高速相關的產品,這些都為下一步全網的智慧化建設提供了很好的基礎。

存在的問題

經過數年探索,目前智慧高速建設普遍存在幾個顯著問題:一是智慧高速建設的公眾體驗未達到預期;二是整個行業在業務、運營、服務等方面的能力水平提升不夠充分;三是各地試點路段互聯困難,無法連點成片、成網提供一體化服務;四是目前智慧高速建設和運營成本過高,難以全面推廣。

上述問題背后主要包括需求預設、盲目求新、貪大求全、重硬輕軟、缺少協同等幾個不容忽視的原因。

需求預設:智慧高速的建設內容應來自于生產運營實際、公眾出行服務的現實需求,而非主觀預設。

盲目求新:目前很多智慧高速建設一味追求最新技術與產品,而忽視了實際需求與現實條件,導致最終建成系統難以有效利用,應用效果無法達到預期。

貪大求全:脫離當地路段實際情況,盲目借鑒其他地方建設方案,建設內容缺乏重點,導致資源浪費。

重硬輕軟:建設過程中布設了大量外場設備設施,部署了大量系統硬件,但對相應的軟件系統重視不足,缺乏深入深刻的應用。

缺少協同:跨區域的高速公路間缺少協同,已建的智慧路段難以互聯,智慧高速與其他等級公路、與其他運輸方式缺少協同。

令人欣喜的是,2022年下半年至今,行業已經從較為沖動的探索階段,逐漸轉向冷靜理性的思考階段。在這一過程中,我們進行了一些調研分析。我認為高速公路業務是數據的富礦,蘊含大量的數據資源,并為數據應用提供了豐富的場景。如何充分利用數據,釋放數據生產力,最大化地發揮數據價值,是智慧高速建設中需要高度重視的問題。

數據現狀

經過多年建設,高速公路已建設了大量的外場設備設施,采集著海量數據。目前全網來看,收費系統外場設備超25萬套,日均數據超10億條;監控系統視頻監控設備超20萬套,聯網上云視頻超18萬路;氣象監測設備近萬套;長大橋隧、高邊坡等重要基礎設施逐步實現數字化監測;養護巡查逐步實現數字化。應該說,行業在數據來源、數據種類、數據量上均已達到很大規模,其潛在價值有進一步挖掘利用的巨大空間。目前,廣東、浙江、湖南等省份針對數據應用已進行了一些有益探索,并取得了良好成效。

廣東省融合收費數據和監測數據進行全省高速路網車流監測,結合歷史數據進行分析,實現了節假日流量預測,其預測結果與實際數據一致性很高,對路網運營管理及公眾服務具有較高的實用價值;浙江省融合省域路網的ETC門架和監控數據,進行流量監測與態勢感知,并利用大數據、人工智能等技術進行數據分析,及時發現交通事件,同時通過數據共享、業務聯動實現應急救援場景一路多方協同響應,大幅提升了服務水平;湖南省結合收費數據、監控數據,統計、監測高速公路交通流量,并進行多維度數據分析,挖掘數據價值,為管理決策和運營組織提供了有效支撐。

雖然部分省、區、市已經針對高速公路數據進行了較高程度的分析應用,但從整個高速公路路網來看,數據價值利用仍很不充分。目前存在的問題主要有以下幾點:一是數據“煙囪”林立,一套應用系統一套數據,跨業務、跨系統數據無法互通共享,限制了數據應用范圍;二是業務協同不緊密,相關業務服務的聯動不足,數據應用效率有待提升;三是業務分析不深入,針對數據的分析與利用浮于表面,未能充分挖掘現有數據的價值;四是運營支撐不充分,數據分析的結果未能用于支撐業務提升,限制了數據價值的有效發揮;五是公眾服務差距大,通過數據分析得到的有價值的結果難以觸達用戶側,導致公眾感受不足,體驗不佳。

深入來看,導致上述問題的原因主要有幾大方面:一是需求分析不深刻,相關建設需求未與業務部門深入研究,對用戶服務需求、管理運營需求的挖掘不到位;二是數據規劃不到位,針對多種類的大量數據,未能科學合理的進行數據應用規劃;三是方案設計深度不足,優良的設計是優質建設成效的前提,某種程度上可以說設計水平決定建設水平,在道路基礎設施建設方面,我們有許多令世人嘆為觀止的精品,設計水平也絕對可以說是世界水平,有許多大師級的設計專家,而且基礎設施的設計管理是責任終身制的,設計單位非常負責任。智慧高速設計是從原來的機電設計過渡發展過來的,其中發展出一批優秀的團隊,剛剛在大會上也受到了表彰,但是,不少設計單位對業務需求研究不深入、基于項目實際條件的針對性研究不足,設計不嚴謹、設計方案同質化,管理不嚴格,設計與產品、設備的耦合度過深。為了行業的發展和服務的實現,強烈建議要注重和提高設計質量,鍛造智慧高速的精品設計和大師級的團隊、專家;四是應用開發“花架子”,很多應用開發過程脫離了業務與服務需求,精細性欠缺,實用性不足;五是機制優化不同步,智慧高速建設了大量的信息化系統,但與系統升級所對應的業務機制未能同步優化提升,導致實際使用中未能充分發揮建設效果。

提升路徑思考

針對上述存在問題,我們進行了進一步的思考,在發展路徑上,認為智慧高速要精研業務和服務,用足用好既有數據,按需更新或增設相關設備設施,補充數據源,持續提升水平和能力。

結合建設實際,我們提出了一個流程閉環的建設思路供大家討論。第一要深挖業務需求,智慧高速的建設內容應該來源于實際需求;第二要用好既有資源,應理清數據“家底”,明確已有數據條件,充分發揮既有數據資源價值;第三要深化方案設計,基于業務需求與現實條件,結合既有數據情況,進行科學的方案設計與比選,選擇合適的最優方案;第四要按需增補設施,按照建設所需,通過增設設備設施或拓展數據共享交換等方式補充數據資源;第五要抓好應用開發,針對用戶服務、運營管理,實現實用性強的業務應用;第六要提供充分的服務,以多渠道、多方式提供相關服務;最后要完善評估評價,在服務中發現問題,并進行評估、評價,進而反饋到業務中再進行優化完善,形成閉環,從而推動智慧高速建設不斷的優化和迭代升級。

在黨的二十大和全國兩會精神的引領下,智慧高速如何踐行高質量發展,如何推動行業數字化轉型,是一個重大課題,如何實現交通運輸部提出的“一張網運行,一體化服務”的智慧高速業務目標也是當前的發展重點。目前高速路網已經基本實現“一張網通行”,但距離“一張網運行、一體化服務”還存在一定進步空間。我們認為現階段研究形成低成本、廣覆蓋、連片成網、快速迭代、可持續的全網性建設運營方案,利用數據來賦能業務和服務提升是當務之急。

基于長沙大會上的討論,經過近一年的實踐與思考,我們進一步優化了技術路線:科學利用信息技術發展成果,深度融合收費、監控、通信三大系統,鎖定“安全和效率”核心目標,充分挖掘數據價值,賦能運營服務提升,服務人民群眾美好出行。

此外,基于現有全網建設條件與業務發展情況,我們認為:ETC天線將廣泛用于交通流監測,收費數據將首先賦能其他業務;人工智能(AI)將大量用于數據分析,賦能出行服務、事件救援和安全提升。

服務區智慧化提升

具體到實際業務、實際場景上,我們先來看看服務區提升。

高速公路服務區不僅要服務客戶,也要服務運營。通過在服務區入、出口加裝ETC監測天線,與既有視頻等數據融合,就可以在現有業務基礎上實現多項新功能。因為在高速公路上行駛的車輛要么有OBU,要么有CPC,服務區入口匝道的天線能夠對經過的所有車輛進行監測,數據中有入口收費站、時間、車型、載重等多種屬性數據。一是可以堵塞收費工作的漏洞??梢宰x取服務區入口天線數據及時判斷車輛是否存在“一車多簽”、“一車多卡”的問題,在服務區內主動排查,減少收費站出入口特情,治理偷逃費。二是預防和管理疲勞駕駛。法律有規定,車輛連續行駛4小時必須休息20分鐘,通過讀取服務區入出口數據,能夠準確掌握車輛在行程中上一次進出服務區的時間,從而計算出車輛在高速公路上連續行駛的時長,為防治疲勞駕駛、減少安全事件提供數據支撐。三是賦能智慧服務區建設,能夠通過入出口天線檢測獲取車輛的類型、入口收費站、載重等豐富的屬性信息,可支撐多項服務區業務。四是綠通的前置查驗,綠通車查驗是收費站擁堵的重要原因之一,考慮可在服務區完成綠通車輛的查驗,將查驗結果聯網共享,讓綠通車輛可以在收費站快速通行,提升效率,促進信用通行體系建設。五是為重大公共突發事件處置提供數據支撐,比如搶險救災、疫情防控等。

實踐方面,過去這段時間廣東省已經在4個服務區進行試點驗證,效果出人意料地好。已計劃在今年完成省交通集團管理的300余對服務區的全面部署,通過新建智慧化系統利用相關數據或通過數據補充原有系統的不足,提升服務區服務水平。福建省目前有133對服務區,其中125對服務區加裝了入出口ETC天線監測,大大優化了服務區車輛數據的分析,支撐了智慧建設。河南省在服務區已進行綠通前置查驗系統試點建設,通過在服務區查驗綠通,帶動了一些新產品、新設備、新服務、新技術的應用。此外,取消省界收費站工程后,在高速公路原省界站留下的場地水電、設施齊全,是否能夠進一步發揮其價值為跨省綠通車輛的查驗服務是一個值得思考的問題。

隧道服務提升

在隧道監測服務方面,去年就曾提出方案建議,可在隧道入出口和區間斷面增設ETC檢測天線,與現有隧道系統融合,支撐隧道業務服務提升。通過采集過車的豐富數據內容,實現隧道流量監測、隧道內車輛區間位置分析以及過車屬性分析,為相關業務功能提供更為豐富強大的數據基礎。目前,已在廣東京珠高速大瑤山隧道、福州京臺高速天龍山隧道進行了試點驗證。

交通守望者

去年在長沙,我們發布了“交通守望者”,把外場監測系統大量的數據、信息用人工智能分析處理后準確獲取事件信息,將信息通過通信系統傳遞給ETC門架,通過門架上的ETC天線快速發布到通行車輛的ETC用戶端(OBU),來提醒用戶行駛前方的安全、養護等事件信息,可以快速高效地提升路網運行安全?,F在全網2.9萬個門架,每個門架上的天線都是分車道安裝的,經過行業共同的努力,我們目前擁有了超過兩億的ETC用戶,使用率近70%。這個系統方案的核心是采集數據的人工智能處理、事件的快速確認和發布,融合打通監控系統和收費系統是關鍵,可以通過調整升級兩個系統的網絡安全要求來系統實現。滬杭甬高速浙江段和滬昆高速上海段已經進行試點驗證,已經將事件信息經過ETC門架傳遞到車載的OBU設備上,蜂鳴提醒并轉換成語音最終觸達用戶,實現了車路協同的基本服務功能。這一系統方案初步具備了推廣的基礎,如果大面積應用,將在較短的時間內用較低的成本覆蓋大量路段和用戶,提供一致化的服務,促進路網運行安全的快速提升。隨著ETC在新車生產階段實現前裝,OBU將可以與汽車CAN總線聯接,路側的事件信息就可以提前傳遞給車輛的計算平臺,與車輛獲取的視距內信息融合,處理后支持自動駕駛,提升安全和效率,降低自動駕駛車輛的相關制造成本。

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情報板提升

大部分高速公路情報板利用不太充分,未能很好地發揮其應有價值。很多情報板尚未實現IP化布設,未能聯網聯控。情報板服務提升,首先應實現全部情報板的IP化和聯網聯控,并進行網絡和數據安全的升級,強化情報板信息發布的全過程安全。第二要豐富發布的內容,我們有很多數據、信息在業務系統內部轉圈,沒有告訴用戶,而情報板是與用戶信息交互非常好的一個途徑,應該充分利用。第三步是和車路協同關聯,補充信息交互方式的不足,強化信息觸達能力。此外,情報板會在省際交通管控的協同中發揮重要作用。例如今年1月,我國部分省際間高速公路因大雪、凍雨等突發極端天氣而封路,但因上下游省份信息共享不足而導致上游車輛大規模擁堵。在這種情況下,情報板可以在省際之間作為一個溝通平臺,在封路上游路段提前提示分流,避免長距離的擁堵。

切中公眾出行服務痛點

在未來智慧高速建設快速見效的實施策略方面,我們主要思考了兩個切入點。一是以干線通道為切口,服務長途貨運和出行;二是以大城市環線和通勤通道為切口,服務公眾出行和區域貨運?;跀祿治隹芍?,上述兩類高速公路是貨運、客運的重要線路,發揮著巨大的作用。

根據數據分析,我國“71118”高速公路網的7條放射線、11條北南縱線、18條東西橫線高速公路流量很大,貨運量與貨物周轉量非常高,其日均車流量占全網總流量近六成,貨運量同樣占比近六成,貨物周轉量占全網總量近四分之三。30條城市繞城環線日均車流量很大,占全網總流量約六分之一,其中客車占比超過七成。車流量最大的10條線路包括3條放射線,3條北南縱線,1條東西橫線,2條地區環線和1條城市環線。貨運量最大的10條線路則全部為“71118”線路。圍繞上述高速公路開展建設,對服務社會、公眾感受的提升會具有比較顯著效果。

智慧高速展望

經過多年的實踐,我們全網、全行業已形成了幾大共識,一是公眾服務是永恒的主題,要真正為我們的客戶服務;二是運營服務的關鍵與核心永遠是“安全和效率”,沒有安全則談不上效率,而效率對高速公路的出行體驗及運營收入影響巨大,所以安全與效率至關重要;三是不管是信息化、數字化、智慧化還是智能化,最關鍵的是“化”這個字,打個比方,就像把糖放在口里,糖化了被人體吸收融合才能提供能量,就是要把關鍵技術和應用系統與高速公路運營服務有機融合,為可持續發展提供有力的支撐。四是我們已經建設了大量的應用系統,業務產生數據是水到渠成的,最關鍵的是數據要反哺業務,數據賦能業務,這才是我們數字化轉型和高質量發展的關鍵所在。

數據驅動,構建路網運營服務體系,著眼點、落腳點都要遵循交通強國綱要,“人民滿意、保障有力、世界前列”,人民滿意一定要放在首位,人民滿意了,保障有力了,以我國的路網規模、運輸規模、服務規模來看,一定會是世界前列的。我們要爭當貫徹國家交通強國戰略部署的執行者、行動派、實干家。

以上思考,不盡深入全面,僅供行業參考和學術討論,敬請斧正!

來源:中國交通信息化     特別聲明:版權歸原作者所有,如有侵權,請聯系我們刪除。

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