北京市从道路管理到出行服务:京雄高速北京段打造智慧交通生态链 公路数字化转型探索与实践

　　一、实施背景

　　作为连接国家政治中心与“千年大计”雄安新区的战略大动脉，京雄高速公路北京段自规划建设之初，就被赋予了探索智慧高速前沿、打造数字交通标杆的使命。面对京津冀城市群核心区特有的超大规模车流、显著潮汐现象、复杂交通环境及高安全要求等多重严峻挑战，京雄高速北京段以“全要素感知、全链条智控、全方位服务”为目标，采用“1+1+1+5+9”架构设计模式，即1套泛在感知体系、1套融合通信系统、1个数据中心、5个综合应用平台、9大智慧应用及服务。5大平台系统相互协作，借助现代信息技术赋能高速公路传统三大机电系统，实现管理决策科学化、路网调度智能化、出行服务精细化、应急救援高效化，构筑起“5G专网全覆盖+北斗高精度定位+国产化服务器”的新时代示范性智慧高速，形成了一套完整、先进、可复制的智慧高速解决方案，成为我国数字交通建设当之无愧的“中国样板”。

　　二、主要做法

　　(一)筑基：构建“全息透视”的数字感知神经体系

　　智慧交通的核心基础在于“感知”。京雄高速北京段构建了一张覆盖全域、全天候、全要素的立体化高精度感知网络，为全线提供跨时间、跨盲区、高动态服务，让驾驶更稳定，让行车更安全，让道路更通畅。全线27KM实现5G专网全覆盖，提高整条高速的网络服务能力，专网时延降到1毫秒，减少智能应用系统的通信时延，提高各类会话的并发连接能力。路段实现全域感知,通过感知、计算、通信、信息发布等技术的一体化融合技术，实现“人-车-路-云”高可靠的信息交互，为驾驶人员提供超视距感知信息服务。通过强大的实时业务处理能力，使交通信息在高速交通环境中快速流转，有效应对高速瞬时变化的路况，为驾驶人员提供毫秒级的信息服务。基于融合感知等技术，保障享有优先路权的车辆(如网联通勤车)行驶路径畅通，创造高效的行驶环境，全面提升高速公路的安全、效率、环境友好性和用户体验。

　　(二)强脑：打造“自主进化”的AI决策与管控中枢

　　感知是基础，决策与管控是核心。京雄高速北京段利用“多源数据接入+AI分析”，基于“云”、“边”、“端”架构，打造新一代基础设施感知体系，实现全面感知，动态监测，自动报警。提供视频监控、交通流感知、交通环境感知、交通事件感知和基础设施状态感知等六类新建系统以及国家气象局、导航地图、重点营运车辆等第三方数据接入。

　　系统通过对接入数据的调取分析开发，实现事件动态检测、及时确认和自动报警，极大的降低故障发现、处理时间，预估降低50%以上运维成本及故障处理时间。实现面向高速公路运行监管、指挥调度、决策支持、运维养护、公众服务的全面的、实时的感知数据支撑，并可实现所辖路段内的重点运行车辆管控;在不同场景下，可提供基于车道级的主动管控策略;提升对突发事件的响应、上报、发布、指挥、调度速度及效率，助力安全通行。

　　利用“数字孪生+多项智慧应用”，深度整合多源数据的分析、挖掘，生成决策支持信息，打造一个融合物联网设备、监测数据、业务信息及多元数据为一体的三维全息化场景的数字孪生平台，并在展示界面之上叠加多个业务系统，可总览整个京雄高速北京段的事件、场景、设备、流量等全方位信息，提供一站式访问服务。满足高速公路管理跨地域多站区的统一管理要求，日常管理效率可提升50%。

　　应急处置调度平台搭建预防、预警、指挥、调度、协调、信息自动处理系统，在实现信息高效互通的基础上，确保各单位、各部门高度协同，实现及时预警，高效指挥，全程跟踪，应急管控更高效。

　　资产管理及机电运维平台将道路、桥梁及附属设施等公路资产全面数字化，同时结合交通量、气象气候等多元数据，提供全寿命周期的分析、管理、决策等支撑，实现降本增效，高效管控。

　　(三)惠民：提供“全程伴随”的智慧出行服务

　　全线覆盖行车安全诱导系统，系统与能见度检测器、气象设备联动，在雾天、强降雨、沙尘暴、烟雾等低能见度下自动启动不同工作模式，改善低能见度路段行车安全，引导车辆安全行驶，有效地防止追尾事故，助力安全通行。

　　全线实现气象数据采集，同时结合沿线及周边气象站能见度、气压、温度、湿度、降水量、风向、风速等监测数据，提供精细化气象预警预报信息，实现对雨、雾、冰、雪等多种气象灾害的监测与预警，为运营管理单位及公众提供气象数据支撑，助力安全通行。

　　全渠道+融媒体信息发布，将实时的交通状态、精准的交通信息服务形成交互式交通引导和出行建议。利用互联网地图APP、交通广播、可变信息板、C-V2X通信系统、行车安全诱导系统等多种渠道，面向智能网联车辆、高级辅助驾驶车辆等社会车辆，工程车辆、两客一危、网约车等营运车辆，提供差异化的综合道路交通服务，实现由事件被动响应向风险主动干预的转变。

　　(四)革新：加速交运行业信息系统国产化替代

　　京雄高速公路北京段全部采用国产化服务器，结合中国移动信创云，为各类信息化应用提供可灵活使用的弹性计算、存储、网络、安全等服务。

　　移动云基于5G+云双引擎核心技术、虚拟化、自动化等云计算关键技术，作为应用重构的创新云平台，深度匹配国产化服务器。在满足基础算力服务同时，未来可根据业务需要发展，实现平台的安全自主扩容，提供稳定、可靠的云资源，避免国际形式变化带来的影响，真正实现“一云多芯、全栈自主、安全可信、生态丰富”。

　　三、初步成效

　　(一)智治精准运维，降本增效新范式

　　1.让桥梁管养更精准。京雄大桥作为飞燕式提篮拱桥，主拱跨径300米，地质条件复杂，精度控制要求高，安全风险高。通过在桥梁关键位置布设安装机器视觉测量仪，利用5G Uu接口进行差分数据的播发，基于AI算法实现对桥梁动态挠度微变形进行监测，测量精度达到0.1mm，部署后，桥梁安全应急管理效率提高50%，管养效率提高30%。

　　2.让道路巡检更便捷。通过目标检测、语义分割等人工智能技术的应用，实现事件动态检测、及时确认和自动报警，监测实时率可达100%，较传统道路巡检方案，单个事件的发现到上报事件时间降低80%以上，整体巡检成本降低50%以上，相比人工巡检效率提升20倍，准确率提升50%，运维成本及故障处理时间降低50%以上。

　　3.让业务管理更高效。通过三维建模技术手段实现全路段高速的立体展示，并在展示界面之上叠加多个业务系统，提供一站式访问服务，打破信息孤岛，可精简管理业务流达50%以上。将空间内车辆信息流、设备信息流、系统信息流等相互关系联动呈现展示，消除信息盲区，可降低运营时间成本达30%～40%。

　　4.让施工作业更安全。通过基于5G eMTC特性的智慧锥桶道路安全物联网解决方案，车主可以事先获知路面信息，提前主动减速并带动后车有秩序避让，降低道路拥堵率30%。

　　(二)智享安全畅行，高效舒适新体验

　　1.让高速信息服务更及时、更丰富。利用5G网络及5G终端5G RCS消息功能，使5G业务通信时延最低为4G的10%，为京雄高速的司机和乘客提供丰富的毫秒级伴随式信息服务,如实时安全预警、服务区信息推送、事故救援求助、车辆避让提示、路径指引等，服务体验指数增长率达60%。

　　2.让异常天气行驶更安全、更高效。京雄高速北京段对全线气象数据进行采集，同时结合周边的气象站监测数据，通过计算分析，制作并发布精细化气象预警预报信息，实现对雨、雾、冰、雪等多种气象灾害的监测与预警，助力公众准全天候通行。针对异常天气及夜间行驶看不见、看不清、看不远的痛点，依托先进的事故主动防控技术及光能供电等技术，实现低能见度下自动行车安全诱导，有效降低事故率80%以上，同时配合异常事件下的人工复核干预，可有效提升通行率10%以上。

　　四、下一步工作计划

　　(一)深化“一张网出行服务”

　　整合高速公路与城市交通数据，通过导航App、交通广播、可变信息板等多渠道发布实时路况、气象预警、事故提醒等信息，实现“门到门”全链条出行服务。

　　(二)优化“数字孪生”平台功能

　　完善全路段数字孪生系统，结合北斗高精度定位和桥梁振动监测等数据，实现道路状态实时仿真与预测性养护。

　　(三)强化智能化养护与监测

　　利用物联网传感器监测桥梁、路面结构健康状态，自动识别裂缝、沉降等隐患，实现精准养护;推广无人机巡检替代人工巡查，提升效率并降低安全风险。