作者：王鑫涛（河南省交通规划设计研究院股份有限公司）
摘要：河南省作为交通运输部开展新一代国家和智慧公路交通控制网和智慧公路的第一批试点，正在开展全省范围内的干线公路智慧提升。郑州市干线公路基础设施和信息化建设成果，在干线公路智慧公路建设中也应起到带头和示范作用。本文介绍了郑州市普通国省道干线智慧公路的建设目标、建设内容和总体设计，提出了建设方案，以期为干线公路管养工作和公众出行服务带来提升。
近年来，郑州市对全市范围内的国省干线、快速通道进行了大规模的改扩建和新建，路网密度和格局都发生了巨大的变化，路网体系更加完善。强化了郑州在河南省乃至国家公路网的枢纽地位，形成了“两环多放射”的公路网，完善了国省干线公路网布局，加快推进了都市区G310、G234、G343、S232、S541等国省干道的建设，形成了“七横十四纵五放射”的干线公路网络。为了提高郑州市普通国省道干线公路信息化水平，为全省路网普通干线公路运行监测项目实施提供有益的借鉴，拟在郑州市开展普通国省道干线公路智慧公路建设，通过外场监测设施和服务设施、分级运行监测体系及管理系统建设，全面实现建设范围内普通国省道干线公路的路网资产、承载对象、管理资源等要素数字化和立体化，有效提升设施、养护、路政、工程、安全应急管理水平及设施的运行监测能力，实时掌握交通设施的运行情况，为公众出行提供优质的交通信息服务。
基于公路基础设施数字化，将物联网、空间感知、移动互联网、大数据、云计算等信息技术有效应用于郑州市干线公路的养护管理和运营服务中，以“重点感知、高效互联、深度融合、多维服务、协同管理、科学决策”为总体思路，构建各类数据模型，建设契合郑州市公路管理局需求的智慧公路综合管理平台，实现“智”于管理、“慧”及民生的目标。郑州市智慧公路总体定位可以用“1、2、4、6、8”来涵括。“1”是指一个郑州市普通国省道干线公路信息化系统平台。“2”是指两个中心，即郑州市公路信息化服务中心和郑州市大数据中心。“4”是指4个支撑平台：视频整合平台、可视化地图平台、大数据处理平台、数据交换共享平台。“6”是指6个综合应用系统：设施管理系统、养护管理系统、应急管理系统、路产管理系统、运行监测发布系统、公众服务系统。“8”是指8项示范试点应用：尝试基于电子政务云的行业数据中心建设、探索多部门资源交互共享的大数据综合应用、试点打造公路基础设施全资产数字化管理、创新基于移动端的路养巡查应用系统、打造多维公众出行信息服务模式、构建多源数据异构的桥梁健康安全实时监测预警系统、创建基于干线公路视频结构化分析多应用示范、开展雾区行车提醒系统示范应用。郑州市普通国省道干线公路智慧公路建设示范项目主要建设内容包括相关示范路段外场监测设施和服务设施建设、分级运行监测体系建设、郑州公路综合管理中心系统建设。根据国省干线公路运行监测需求，在示范道路沿线建设视频监控设备、路面气象环境检测设备、沉降路段检测设备、边坡检测设备、桥梁检测设备、车载监控设备，实现设施运行、环境、气象及养护作业车辆等的智能监测。在停车区提供交通信息、旅游信息、气象信息、服务设施信息的查询，建设Wi-Fi设备和人流检测设备，实现停车区的免费Wi-Fi上网服务和人流量实时检测。建立郑州市公路事业发展中心日常监管和下属单位日常运行监测的分级运行监测体系，建设或完善市级公路事业发展中心及7个下属服务分中心。根据市级公路事业发展中心及7个下属服务分中心的运行监测实际状况并结合本工程实际需求，为其配备视频存储及转发服务设备、视频事件分析设备、发布服务设备、运维设备，中心及分中心之外的外场检测设备和服务设备、前端设备、车载设备等软硬件设施。在郑州公路综合信息平台基础上，新建公路设施管理系统、养护管理系统、应急管理系统、路产管理系统、运行监测系统和公众服务系统，满足公路业务管理的需要，满足公路运行监测的需要，满足公众服务的需要。根据郑州公路综合管理中心系统功能、性能、网络、安全等方面的建设需求，配备郑州公路综合信息平台及其业务应用系统建设所需要的软硬件设施。1、集约化建设原则。按照集约化建设要求，充分利用郑州市电子政务外网、郑州市电子政务共享基础设施进行建设。与市内相关单位的信息均通过市级共享交换平台进行共享，并预留接口与省公路行业相关业务系统如干线公路路网运行监测信息系统等进行数据共享交换。2、需求导向原则。以公路管理实际需求为导向，进行相关业务系统、业务流程、外场设备的设计和布设。3、先进性原则。综合考虑国内外交通监测发展趋势，采用先进的技术和设备，保证示范的先进性。4、经济性原则。充分考虑项目特点，在满足需要的同时，兼顾建设规模与投资相适应，设备选型力求通用、替换性强、便于维护、系统性价比高。5、可实施性原则。充分考虑道路沿线的供电、通信等实际情况，合理选择供电和通信方案，确保工程的可实施性。郑州市普通国省道干线公路信息化系统平台在业务方面主要由设施管理系统、养护管理系统、应急管理系统、路产管理系统、公众服务系统、运行监测发布系统组成。除业务系统外，还有支撑业务系统的GIS2D 3D地理信息系统等，此外还需预留交叉部门接口系统及信息上报接口系统。本项目信息化系统平台构成如下图所示。
信息化平台应用系统由设施管理系统、养护管理系统、应急管理系统、路产管理系统、运行监测发布系统、公众服务系统组成。1、设施管理系统。公路设施信息化管理中，需要完成示范路段的公路设施的静态数据采集和存储组织，形成覆盖国省干线公路的国省干线公路设施静态数据库（公路设施空间数据库和属性数据库）；同时结合公路设施业务管理职能和业务管理信息化系统发展要求，构建反映公路设施运行状态的国省干线公路动态数据库，为进一步的公路设施动态管理打下基础。该部分数据库设计按照省厅统一标准和规定进行。2、养护管理系统。公路设施养护运行管理功能是在郑州市普通国省道干线公路信息化系统平台的核心应用系统之一，包括养护管理部门的监管功能、养护调度指挥功能和企业养护管理、作业过程信息化的各项功能。3、应急管理系统。应急管理系统需要配置的信息化设施分为下述几部分：郑州公路综合信息平台中心设施，应急作业人员、作业车辆的信息化终端设施，应急管理相关企业或部门的信息化终端，以及中心设施与外部互联的通信网络。4、路产管理系统。路产管理信息化系统是一个建立在中心计算机系统架构基础上的逻辑子系统，实现路政调度和运行管理；在公路路产管理信息化发展中，需要实现路政作业人员的信息化，配置相应的手持终端,也可以通过其桌面计算机终端实现各项路产管理工作；需要实现各项路产管理功能，包括路政审批档案管理功能，路产档案管理功能，公路沿线管线设施管理，路产管理信息展示、查询等。5、运行监测发布系统。运行监测发布系统主要包括：运行监测数据接入、交通事件的自动检测和报警、交通状态处理、共享互联网公司提供的区域路况信息并发布、停车区Wi-Fi客流量预警及展示、交通运行数据展示及查询统计、视频事件展示及查询统计等。6、公众服务系统。公众服务系统的主要包括：路边可变信息标志发布、停车区信息查询及发布、微信小程序信息查询及发布等。系统数据来源主要有外场传感数据、外场视频数据、公路基础设施数据、公路养护数据、公路应急预案数据、公众服务数据、GIS基础数据、公路设施地理信息数据等来源。现将本系统数据库分为基础数据库、业务数据库、专题数据库进行表述。本项目数据库建设与省公路事业发展中心保持一致，除自身业务逻辑所需个性化数据库外，其余数据库均按照省公路事业发展中心所提供结构和标准进行建设。在工程实施前，数据建设需与省公路事业发展中心进行紧密沟通。根据郑州市公路日常管理的特点及郑州市电子政务共享基础设施的现状和管理要求，郑州市公路信息化数据采用分级的方式存储。外场示范应用包含智能感知、智能管控、智能服务和基础支撑。1、智能感知。智能感知系统通过在外场布设感知设施，采集并分析交通数据。包括设施状态感知、车辆运行感知、交通参数感知、交通事件感知和气象环境感知。2、智能管控。智能管控系统包括路面养护、监测预警和动态车速管控。3、智能服务。智能服务系统包括雾天行车诱导、智慧服务区和在途信息服务。4、基础支撑。基础支撑系统包括融合通信、设施供电和基础设施数字化。项目信息平台利用郑州市电子政务共享基础设施进行建设。外场设施通过有线或者无线方式接入视频专网，视频专网与政务外网通过防火墙逻辑隔离，数据则由视频专网交换进入政务外网。此外，公路综合信息平台中心部分所用的设备均按照市政务云平台技术标准进行市政务云平台计算资源扩展建设，所有设备信息联网接入、系统部署均依托于政务外网；视频资源需按照市视频专网技术标准进行建设，并与市视频共享平台进行对接。所有接入政务外网的自建网络需与互联网进行物理隔离。通过郑州市普通国省干线公路智慧公路的建设，可推动要素对象数字化、业务管理精细化、运行监管智能化、决策支持智慧化、各种服务优质化，对于推进综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通、法治交通、服务交通（即“六个交通”）建设，全面加快郑州市交通运输科学发展的步伐具有积极作用。（原文刊载于2021年第10期《中国交通信息化》）
