《交通運(yùn)輸科學(xué)技術(shù)新成果推廣目錄》（２０２０）—第五部分 綜合《公路運(yùn)行精準(zhǔn)感知及可視化管理關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用》

本期項(xiàng)目簡(jiǎn)介

完成單位: 北京交科公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司、 河北省高速公路延崇籌建處、 甘肅省公路建設(shè)管理集團(tuán)有限公司、 河北德冠隆電子科技有限公司、 長(zhǎng)安大學(xué)、 河北交投京張高速公路有限公司、 浙江皓藍(lán)科技有限公司

主要完成人: 劉見(jiàn)振、 吳建波、 于文杰、馮保國(guó)、 惠飛、 盛剛、 郭鳳斌、 孫曉寧、 王珣、付增輝、 史昕、 張靜、 秦義雄、 王韜杰、 廉玉峰

項(xiàng)目簡(jiǎn)介

　　(一)項(xiàng)目背景

　　交通運(yùn)輸部高度重視公路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè),制定多個(gè)公路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)與服務(wù)系統(tǒng)方面的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范,逐步形成了部省公路監(jiān)測(cè)與管理體系,有效推動(dòng)了路網(wǎng)“可視、可測(cè)、可控和可服務(wù)冶等工作的開(kāi)展。目前,公路運(yùn)行監(jiān)測(cè)的覆蓋面、準(zhǔn)確性、及時(shí)性無(wú)法滿(mǎn)足公路管理和不斷增長(zhǎng)的公眾出行服務(wù)需求,成為行業(yè)迫切需要解決的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上,項(xiàng)目組針對(duì)行業(yè)遇到的監(jiān)測(cè)區(qū)域不足、環(huán)境影響較大、精度不高、衛(wèi)星定位方式近期難實(shí)現(xiàn)全覆蓋等問(wèn)題,開(kāi)展本項(xiàng)目研究。

　　(二)技術(shù)概況

　　提出了全向毫米波雷達(dá)和ETC門(mén)架系統(tǒng)數(shù)據(jù)融合的公路運(yùn)行精準(zhǔn)感知及可視化管理理論和技術(shù)體系,研究車(chē)輛精準(zhǔn)感知與軌跡監(jiān)測(cè)、車(chē)輛信息識(shí)別與融合、邊緣計(jì)算設(shè)備容錯(cuò)、精準(zhǔn)感知與管理應(yīng)用、高精度四維可視化管理等關(guān)鍵技術(shù),提供了一整套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高精準(zhǔn)(定位分米/厘米級(jí))、無(wú)盲區(qū)(雷達(dá)全覆蓋)、全天候

　　(24小時(shí),適應(yīng)各種環(huán)境)的公路運(yùn)行精準(zhǔn)感知技術(shù)、解決方案和成套裝備。車(chē)輛分辨率實(shí)現(xiàn)300米內(nèi)精度4郾4厘米,500米內(nèi)精度5郾5厘米,1000米內(nèi)精度17郾5厘米;事件檢測(cè)準(zhǔn)確率97%以上,交通數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確率95%以上,車(chē)輛特征信息識(shí)別準(zhǔn)確率98%以上,雷達(dá)間多目標(biāo)數(shù)據(jù)傳遞與融合精度97%,能夠適應(yīng)各種惡劣天氣,僅大雨和暴雨監(jiān)測(cè)距離略微縮小、精度不受影響。

　　(三)適用范圍

　　本項(xiàng)目適用于公路運(yùn)行精準(zhǔn)感知及可視化管理。

　　(四)獲獎(jiǎng)情況

　　本項(xiàng)目獲“2020中國(guó)高速公路信息化獎(jiǎng)冶創(chuàng)新技術(shù)獎(jiǎng)。

項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

　　(1)提出了基于全向毫米波雷達(dá)的車(chē)輛精準(zhǔn)定位與軌跡監(jiān)測(cè)方法,研究了車(chē)輛精準(zhǔn)定位、車(chē)輛遮擋軌跡補(bǔ)償、多目標(biāo)數(shù)據(jù)傳遞等技術(shù),有效解決了傳統(tǒng)技術(shù)在公路運(yùn)行監(jiān)測(cè)中的精度、覆蓋度不足的問(wèn)題,填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外技術(shù)空白。

　　(2)研發(fā)了基于ETC門(mén)架系統(tǒng)的車(chē)輛特征信息融合、基于全向毫米波雷達(dá)和視頻融合的車(chē)型識(shí)別等技術(shù),提出了車(chē)輛特征信息與雷達(dá)監(jiān)測(cè)的車(chē)輛動(dòng)態(tài)信息綁定方法,實(shí)現(xiàn)車(chē)輛多元特征信息的精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)。

　　(3)提出了公路邊緣計(jì)算路側(cè)設(shè)備硬件和軟件容錯(cuò)方法,攻克了基于交互式復(fù)合結(jié)構(gòu)的硬件容錯(cuò)技術(shù)、基于恢復(fù)塊和防衛(wèi)式程序設(shè)計(jì)的軟件容錯(cuò)技術(shù),極大提升了公路邊緣計(jì)算路側(cè)設(shè)備的適用性和可靠性。

　　(4)提出了雷達(dá)全程跟蹤與視頻聯(lián)動(dòng)技術(shù),通過(guò)雷達(dá)探測(cè)的車(chē)輛位置精準(zhǔn)控制多臺(tái)監(jiān)控?cái)z像機(jī),解決了目標(biāo)車(chē)輛連續(xù)跟蹤監(jiān)控問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了跨監(jiān)控域的雷達(dá)與視頻的目標(biāo)匹配、協(xié)同配合和連續(xù)跟蹤等。

　　(5)利用全向毫米波雷達(dá)和ETC門(mén)架系統(tǒng)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)了全天候、無(wú)盲區(qū)、更精準(zhǔn)的車(chē)輛軌跡跟蹤與還原、交通運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)和異常交通事件實(shí)時(shí)檢測(cè)等應(yīng)用。

　　(6)研發(fā)了高精度四維實(shí)景地圖構(gòu)建技術(shù)、基于虛擬現(xiàn)實(shí)仿真的預(yù)處理技術(shù)和動(dòng)態(tài)建模技術(shù),實(shí)現(xiàn)了公路精細(xì)化的四維可視化管理。

同類(lèi)項(xiàng)目比較

　詳見(jiàn)表 1

應(yīng)用案例

　　(1)項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了研究成果的全部轉(zhuǎn)化,形成一套全向毫米波雷達(dá)、高可靠交通邊緣計(jì)算設(shè)備和四維實(shí)景可視化管理平臺(tái)等公路運(yùn)行監(jiān)測(cè)成套裝備,為行業(yè)路網(wǎng)運(yùn)行精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)提供了一整套全新的技術(shù)和解決方案。目前,已具備每年2000套的生產(chǎn)能力。

　　(2)研究成果已在延崇高速公路(河北段)、國(guó)家智能網(wǎng)聯(lián)武漢示范區(qū)、杭州繞城西復(fù)線(xiàn)、江蘇五峰山隧道、山東濱萊高速公路等大規(guī)模應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了“全天候、全覆蓋無(wú)盲區(qū)、智能化、高精度、全程車(chē)輛精準(zhǔn)定位、全面動(dòng)態(tài)真實(shí)監(jiān)視冶的目標(biāo),取得了良好成效,社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益顯著。兩年來(lái)已銷(xiāo)售4300萬(wàn)元。

　　(3)目前成果正在京雄高速、杭紹甬高速、深中通道、貴州貴安高速、濟(jì)南大東環(huán)項(xiàng)目、杭紹臺(tái)高速等實(shí)施,合同額預(yù)計(jì)8000萬(wàn)元以上,未來(lái)可推廣應(yīng)用在城鄉(xiāng)道路等重要交通基礎(chǔ)設(shè)施上,具有十分廣闊的推廣前景。

社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益

　　(一)社會(huì)效益

　　(1)提供一整套技術(shù)、解決方案和成套裝備,實(shí)現(xiàn)公路從宏觀(guān)向微觀(guān)精細(xì)化管理,大幅推動(dòng)路網(wǎng)監(jiān)測(cè)和管理科技進(jìn)步。

　　(2)大幅提升公眾出行服務(wù)水平和安全水平,用戶(hù)體驗(yàn)感和時(shí)間效率較大提升,取得良好社會(huì)效益。

　　(3)為公路管理部門(mén)的決策提供新手段和新方法,極大提升了路網(wǎng)運(yùn)行的精準(zhǔn)度、應(yīng)急處置效率,最大限度減少交通擁堵和事故影響,社會(huì)效益巨大。

　　(4)研究成果在推動(dòng)行業(yè)智慧化提升、推動(dòng)公路交通高質(zhì)量發(fā)展、落實(shí)新基建政策等方面意義重大。

　　(二)經(jīng)濟(jì)效益

　　(1)節(jié)約行程時(shí)間,降低路段通行成本。

　　(2)減少各類(lèi)交通阻斷事件引起的間接經(jīng)濟(jì)損失。

　　(3)降低公路運(yùn)行管理成本。

　　(4)有效控制交通突發(fā)事件的直接經(jīng)濟(jì)損失。