完成无人机的姿态解算是将各个位置的方向或加速度传感器得到的数据通过MCU计算转换成姿态角，一般有欧拉角表示法、方向余弦矩阵法以及四元数表示法等运算方法。

无人机和多功能智慧杆的闭环应用

智慧综合杆杆体结构设计。如图3所示，底部设备仓约高 2 0 0 0 { m } ，主要用于部署智慧网关、水浸检测仪、交换机、边缘计算终端、北斗接收机等设备，在 4 0 0 0 { ~ } 5 0 0 0 {mm } 区间位置设计网络音柱和信息发布大屏，在 6 0 0 0 { {mm } } 位置设计枪型摄像头2套、球型摄像头1套，往上是北斗基准站、环境监测仪和智能照明，智慧综合杆顶部设计无人机自动机场。整体设计上充分考虑色调、穿线、打孔等诸多要素，杆体采用凹槽设计，便于后续增设新的感知设备，增加智慧综合杆的可扩展性及美观性。

图3无人机&智慧灯杆设计

四、智慧灯杆构建区域动态感知与边缘智慧服务的闭环

目前，5G技术本身具备的高速率、低时延和大连接等特点具备针对现实环境中发生的各种特殊标记事件进行实时化、高速化决策能力。边缘计算科技赋能道路智慧化，道路交通智慧保畅，提升交通通行效率，减少碳排放。

在道路边，智慧路灯是道路智慧化最为合适的载体，当与所搭载的其他智能感知终端融合，可形成在城市数字神经与边缘大脑的“感知-计算-决策-反馈”的闭环方案。

在5G万物互联时代的大背景下，不仅仅是在道路场景，在未来园区、文旅、校园、商超、社区等场景当中，如图4所示，智慧灯杆与边缘计算的应用能力和表现都能得到适用，在空

域感知敏感度和智慧化扩展场景与能力应用方面将获得未来的发展潜力。

图4智慧灯杆扩展应用

基于BIM底座的建管养运一体化贯通应用平台

中咨泰克交通工程集团有限公司

一、基本情况

（一）产品定位

随着智慧交通行业数字化转型的加速，传统的建设、运营、管理、养护模式因信息割裂、协同效率低、数据难以追溯等问题，已难以满足现代化智慧高速全生命周期管理的需求。基于BIM底座的建管养运一体化贯通应用平台旨在创新变革设计、施工、养护、运营全生命周期管理模式，以BIM技术为基础，融合AI、人工智能、物联网、大数据、互联网 + 等新信息技术，以“模型”为载体，公路工程的全过程全要素“数据”融合共享为抓手，实现数字化移交、智慧运营、智慧养护、智慧服务、安全应急数字化管控等应用，促进工程全生命周期数字化转型升级。

（二）总体设计

本系统采用分层架构设计，以BIM建模为核心实现建管养运一体化信息融合。应用系统层集成建设管理、运营管理、养护管理、应急管理、移动APP等服务应用。

应用支撑层提供统一认证与权限管理、流程管理等应用支撑服务，支撑多业务协同，确保各模块高效联动。实现交通基础设施全生命周期数字化管理，提升运维效率与服务能力。

数字底座基于数据中台、数字孪生底座、算法服务中心、物联网平台构建，是系统的智能化支撑平台，通过数据中台实现多源数据的汇聚与治理，依托数字孪生底座构建三维可视化模型，借助算法服务中心提供智能分析能力，并基于物联网平台实现设备互联与实时数据采集。如图1所示。

图1系统架构图

二、建设内容

（一）一套BIM模型基础上的贯通应用

本产品以打造“公路全生命周期数字化管理”为核心目标，以BIM模型为数据载体，整合设计、施工阶段数据，建立覆盖高速公路全过程的数字孪生体系。在运营管理方面，实现路况实时监测、设备智能管控和应急指挥联动；在养护管理方面，依托BIM模型开展病害精准定位、养护方案模拟和资源优化配置，形成"监测-评估-决策-执行"的智慧化闭环管理，全面提升公路管养效率和服务水平。

1.运营管理方面

1）构建孪生展示

运营管理方面构建了完整的数字孪生应用体系，实现"物理设施-数字模型-管理业务"的全面贯通。针对关键路段主要对隧道群入口、易拥堵互通，构建了高精度数字孪生体，实现"全要素数字化、全状态实时化、全业务协同化"的智慧管理，密切关注重点路段的交通情况。如图2所示。

2）事故事件精准定位

基于多源感知与智能算法融合，结合BIM李生展示，实现交通事故厘米级精准定位。通过AI实时分析视频、雷达等数据，5秒内完成事故自动识别与定位，同步触发应急响应机制，工单处置时间缩短 40 % ，显著提升道路突发事件处置效率。如图3所示。

3）重点车辆轨迹跟踪

构建了基于数字孪生的全流程可视化跟踪系统。通过融合北斗高精定位、AI视频分析技

术，在三维数字孪生路段中实时展示车辆位置、车牌、速度等参数。实现重点车辆 1 0 0 % 全程可追溯，轨迹回放等可视化监管功能，使事故率明显降低，违规行为查处效率显著提升，提供路段重点车辆安全监管水平。

图2孪生展示界面

图3事故事件精准定位

2.养护管理方面

1）病害上图

基于BIM的病害数字孪生展示，实现高速公路病害的智能化可视化管理。系统将检测获取的裂缝、坑槽等病害数据与BIM模型精准关联，在三维场景中直观呈现病害空间分布，为养护决策提供数据支撑，使病害处置效率得到提升，降低养护成本。如图4所示。

图4病害上图

2）技术状况评定上图

基于BIM的结构物技术状况数字孪生展示，实现桥梁、边坡等关键结构的安全状态可视化监控。系统将定期检测获得的技术状况评级数据与BIM模型精准关联，通过三维可视化界面直观展示各构件的安全状态，为预防性养护提供决策依据，使结构物安全预警效率得到提升，养护决策科学性显著提高。如图5所示。

图5技术状况评定上图

3）飞行模式下全路段机电设备巡检

将BIM技术与主动巡检系统深度融合，支持全路段三维主动巡检模式，通过第一人称视角模拟运维人员上路进行巡检，直观展示设备运行状态与空间分布。巡检过程中发现异常时，平台自动定位故障设备，关联维修档案并智能派发工单至责任人员，实现了养护管理从被动应对到主动预防的智能化升级。

4）健康监测孪生展示

三维可视化形式直观展示结构物实时健康状态，包括位移、应力、裂缝等监测指标。当监测数据超阈值时，自动触发分级预警，并关联显示历史数据对比曲线。使结构安全风险识别效率得以提升，应急响应速度明显提高，为重大基础设施安全运营提供智能决策支持。

（二）AI深度赋能

基于BIM底座的建管养运一体化贯通应用平台深度融合人工智能技术，实现对多种主流AI大模型（如DeepSeek、通义千问等模型）的无缝集成与协同管理，构建了高速公路交通领域的垂类分析大模型。实现了对交通流量、路面状况、设备运行状态等多维度数据的实时采集与深度挖掘。基于海量历史数据训练，平台具备智能预测、异常检测和决策支持等功能，可提供基于自然语言的业务咨询分析、预测交通拥堵、动态优化交通管控方案、评估设备健康状态、精准识别路面病害。

1．运营联动知识库

按类别建立专项知识库，结合RAG、向量数据库、知识图谱等技术，从运营应用系统平台的数据中枢进行数据采集，实现专项知识库动态更新。让用户能以自然语言交互方式获取经过梳理总结的经验知识和业务洞察，降低了用户获取知识的门槛，提高了用户学习和工作效率。

2.运营业务综合分析

依托大模型的语音识别与合成、自然语言处理（NLP）、语义理解、数据分析与挖掘的能力,通过用户与模型之间的问答，将用户的查询分析内容转换成模型可识别的信息,经过MCP、动态任务调度等技术实现了用户与AI智能体直接的交流，可输出文字、语音、图表等多模态业务分析信息。如图6所示。

3.事件报送建议和闭环处理报告

通过多源数据自动整合与智能闭环管理，实现从事件发生到解决的全流程动态追踪与报告生成。AI大模型基于全流程数据自动聚合分析，生成深度结构化报告——不仅涵盖事件追溯、处理逻辑与结果验证，更能提炼根因洞察、提供优化建议，并以自然语言生成解释性说明，同步输出可操作的决策支持结论。如图7所示。

4.智能预案生成与推荐

通过通用AI大模型和交通行业垂直模型协同。通用AI大模型负责语义理解、推理、任务规划及调度，交通行业垂直模型负责专业分析、精准执行、实时响应、结果验证。二者协同，完成智能预案的生成与推荐。

图6多模态方式生成图表

图7事件分析报告

5.机电运维业务评估及建议

依托通用AI大模型与机电运维业务垂直模型算法的融合应用，接受用户自然语言咨询，对机电设备运行数据、历史维修记录、环境参数深度解析，精准评估关键设备的健康状态，针对突发故障辅助维修人员快速定位问题，构建“预测性维护-智能调度-快速处置-成本优化"的闭环体系，为机电运维提供全流程智能化支持。

三、核心技术

（一）BIM模型与数字孪生集成技术

构建统一的BIM模型和数据标准，整合设计、施工阶段数据，建立覆盖公路资产全过程的数字孪生体系。通过高精度数字孪生体构建技术，针对关键路段实现“全要素数字化、全状态实时化、全业务协同化”的智慧管理。

（二）多源感知与智能分析融合技术

结合多源感知与智能算法，实现交通事故厘米级精准定位和重点车辆轨迹跟踪。通过融合北斗高精定位与AI视频分析技术，实时展示车辆位置、车牌、速度等参数，实现全流程可视化跟踪和监管。

（三）AI深度赋能与智能决策支持技术

深度集成AI智能分析能力，构建高速公路交通领域的垂类分析大模型。实现对交通流量、路面状况、设备运行状态等多维度数据的实时采集与深度挖掘，提供智库咨询、智能预测、异常检测和决策支持，显著提升运营养护效率和应急响应速度。

（四）全业务周期智能管理与闭环控制技术

涵盖“建设-运营-养护”的全业务周期智能管理。通过专项知识库构建与动态更新、运营业务智能分析与可视化、多源数据整合与智能闭环管理等技术，实现业务全流程管理、事件全过程动态追踪与报告生成，以及智能预案的生成与推荐，形成“监测-评估-决策-执行”的智慧化闭环管理。

四、产品亮点

（一）运行状态一屏展示

依托数据中台提供的强大数据计算和支撑能力，结合GIS地图与道路BIM模型的可视化动态图景，为管理人员提供高速公路建设、运营管理、养护运维等全面的高速公路管理信息。呈现各类关键指标数据，帮助管理人员做出更为科学、有效的决策。

（二）建管养运一体融合

通过整合BIM、大数据、云计算等先进技术，打破了传统高速公路管理中信息孤岛的现象，

实现了从建设到运营的全链条数据共享与业务协同。建、管、养、运各阶段通过“一套模型，一套数据”在平台上无缝对接，确保了信息的准确性和时效性，为管理者提供了全面的决策支持。

（三）AI赋能一智通途

构建了“通用大模型 ^ + 交通垂直模型”的双模型协同架构，基于RAG、向量数据库与知识图谱技术构建动态知识中枢，实现运营数据的实时更新与智能决策；利用大模型的NLP与多模态能力，实现自然语言交互的业务智能分析与可视化输出；开发交通管控策略自动生成算法，显著提升事件响应与处置效率；结合预测性运维技术，实现机电设备健康状态的精准预测与主动维护。形成“数据驱动-智能分析-自主决策-持续优化”的闭环管理体系。

（四）智能管控一键执行

通过深度整合建设、管理、养护、运营等各阶段的信息资源，实现了全生命周期的紧密衔接。无论是建设期的进度监控、质量把控，还是运营期的交通管理、设施维护，都在统一的平台上进行管理和分析。不仅提高了工作效率，还大大增强了决策的准确性和及时性。管理者可以实时了解高速公路的运行状态，快速响应各种突发情况，确保高速公路的安全、高效运行。

（五）资产养护一站管理

通过高度集成化的设计，在统一的界面下，轻松切换不同环节的管理视图，实现资产信息的即时共享与流转。极大提升了工作效率，减少了信息孤岛现象，确保了高速公路资产全生命周期管理的连贯性和高效性。

（六）应急救援一体联动

建立突发事件闭环管理机制、典型场景应急处置管理策略、应急预案数字化建模与评估方法以及基于三维仿真的高速应急救援管理平台，实现突发事件下的灾情研判、应急联动、仿真推演、辅助决策，提高突发事件应急处置响应能力。

五、应用推广

目前，该系统已在浙江柯诸高速项目完成安装调试，计划于2025年四季度进入试运行阶段，通过实际场景验证其在路况监测、智能管控、应急响应等核心业务中的效能。系统以BIM模型为基础构建的数字孪生体系、多源感知融合定位、AI深度赋能等技术模块具备行业通用性，形成的“物理设施-数字模型-管理业务”贯通范式可标准化推广，为其在智慧公路建设中的规模化应用提供了支撑，后续可通过标杆案例示范，加速推动智慧高速数字化转型。

大模型智能体驱动的高速公路智慧管控平台

南京理工大学戚湧董浪

一、研究背景

交通运输是经济社会发展基础性先导性行业，其中高速公路具有举足轻重地位。据统计，高速公路客货运量分别占全国公路客货运量的 80 % 以上。目前，高速公路里程快速增长，密度持续加大，交通事故持续增长，区域拥堵和交通事故频发，安全问题日渐突出，特别是经济发达地区面临土地资源和环保影响，改扩建空间有限。与此同时，信息化、智能化最新科技成果集成应用日新月异，促进了提供优质高效服务的智慧高速公路进程，智慧高速公路建设成为适应我国经济社会高质量发展的当务之急。

习近平总书记指出：“谁能把握大数据、人工智能等新经济发展机遇，谁就把准了时代脉搏。”经过多年的持续研发布局，我国人工智能科技创新体系逐渐完善，新型数字基础设施不断布局，智能经济和智能社会发展不断深入。这些成绩的取得为推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，加快制造业、农业、服务业数字化、网络化、智能化奠定了坚实基础。在政策支持、数据资源和应用场景上，我国人工智能产业发展优势明显，但在理论创新、算力资源、人才发展等方面仍面临较大挑战。目前我国人工智能整体发展已进入全球第一梯队，人工智能应用前景大有可为。

2018年，交通运输部下发《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，拉开了我国智慧公路，特别是智慧高速公路建设的序幕。各试点省、市先后开展各类智慧高速公路建设和管理试点，制定出台一批规范性要求和标准性方案，做了多方面的有益探索。

二、主要功能及应用原理

大模型智能体驱动的高速公路智慧管控平台（慧视平台）见图1。以强大的大模型技术与智能体架构为核心，构建起高速公路交通场景的深度感知与智能决策体系。平台依托大模型卓越的自然语言处理与多模态理解能力，结合智能体自主感知、学习和交互特性，实现对高速公路复杂场景的全方位洞察。

平台具备三大核心功能模块：基于大模型的实时目标检测智能体，能够精准识别车辆、行人等目标信息，对目标的类型、速度、行驶轨迹进行动态分析；道路事件检测智能体借助大模型的逻辑推理能力，可实时监测异常停车、逆行、低速车流等突发状况，并预判事件发展趋势；交通参数检测智能体则通过智能体与大模型的协同，快速准确地检测应急车道占用、统计车道速度，为交通流量调控提供数据支撑。各智能体在大模型的统一调度下，实时捕捉、提取和分析海量交通信息，为交通管理部门输出高精度、高时效性的决策依据。

在技术实现层面，平台部署高清视频传感器，结合先进图像处理技术，确保在不同天气、光照条件下稳定采集数据。大模型经过海量交通数据的训练，拥有强大的模式识别和特征提取能力，能从复杂视频流中自动挖掘关键信息。智能体通过与大模型的持续交互学习，不断优化检测与分析策略，实现对交通流量、拥堵态势及交通安全隐患的实时监测与动态研判，以智能化手段提升高速公路的管理效能与通行安全。

图1大模型智能体驱动的高速公路智慧管控平台

三、技术特点

（一）高度智能化与深度学习技术

大模型智能体驱动的高速公路智慧管控平台，深度融合大模型与深度学习技术，具备强大的自学习与自适应能力。平台中的大模型经过海量高速公路视频数据与多源交通数据的训练，形成了对车辆、行人、道路标志等目标的深度语义理解。基于此，智能体借助大模型的特征提取与模式识别能力，能够自动从复杂视频流中挖掘关键信息，无需人工手动调整参数即可精准识别各类目标。面对夜间、雨雾等恶劣环境，大模型可通过多模态数据融合，结合天气、光照等辅助信息，智能体动态优化图像处理策略，强化图像预处理与特征提取效果，显著提升低能见度下目标识别的准确率与稳定性，同时支持算法的持续迭代更新，以适配不断变化的交通场景。

（二）高效视频处理与实时分析能力

平台依托大模型的强大算力调度与智能体的协同处理机制，实现高效视频处理与实时分析。在分析阶段，智能体利用大模型的逻辑推理能力，快速识别交通事件、提取交通参数，一旦检测到拥堵、事故等紧急情况，立即触发预警机制，并将实时交通信息同步至交通管理部门，为应急处置争取宝贵时间。

（三）高性能计算与边缘计算的融合

平台构建了云端大模型与边缘智能体协同的融合架构，满足高速公路视频数据高并发与实时性需求。在云端，大模型集群凭借强大的计算能力与存储资源，负责处理大规模交通数据的深度分析与复杂模型训练，如交通流量预测模型、事件风险评估模型等。在边缘端，部署轻量化智能体设备，这些智能体基于大模型下发的指令与模型参数，对前端视频流进行实时预处理与初步分析，过滤无效信息、提取关键特征，仅将必要数据上传至云端，有效降低数据传输压力与带宽消耗。同时，边缘智能体可在断网等极端情况下，依据本地缓存的大模型策略进行独立决策，确保系统的持续稳定运行，增强系统的灵活性与可靠性。

（四）多维度数据分析与智能预测

平台充分发挥大模型的多模态数据处理与智能体的协同分析优势，实现多维度数据分析与智能预测。大模型能够整合视频数据、交通流量数据、车辆类型数据、行驶速度数据、天气数据等多源信息，构建复杂的交通知识图谱。智能体通过与大模型的交互，深入剖析交通数据间的内在关联，挖掘潜在规律，利用大模型的预测算法，对交通流量变化趋势、拥堵发生概率、事故风险等级等进行精准预测。预测结果为交通管理部门制定科学决策提供有力支撑，例如基于预测优化交通信号灯配时方案、提前规划车道调整策略，从源头上缓解交通拥堵，提升道路通行效率。

（五）数据安全性与隐私保护

平台深度融合区块链技术，协同大模型的数据加密机制与智能体的权限管控策略，构建起更加坚实可靠的全方位数据安全防护体系。平台引入区块链的分布式存储与加密哈希算法，将加密后的事件数据以分布式账本的形式存储在区块链节点网络中。每个数据块都包含前一个数据块的哈希值，形成链式结构，任何对数据的篡改行为都会导致哈希值变化，从而被全网节点迅速发现，确保数据在采集、传输、存储各环节的完整性与安全性，杜绝非法窃取与篡改风险。

四、应用场景及应用领域

（一）应用场景

1、三维建模：在全市二维数字地图基础上，对全路段涉车涉路静态信息全要素采集，数字化处理，建立三维实景模型，可展示、计算、描述，为实战应用提供载体;

2、实时交通仿真：在三维建模基础上，对高速公路监控视频进行定帧结构化处理，虚拟全景、实时精准显示高速公路全要素信息和交通态势，多目标、跨视域、持续时空定位，“变万维视角为上帝视角，融千路视频为一路动画”；

3、物联网管控：通过视频监控及智能传感器沟连道路设施设备，形成全信息数据感知物联网络，实现异常状态实时报警、安全隐患自动排查、可变设施远程可控;

4、模型系统分析：在高速公路车辆运行海量数据基础上，根据需要建立如交通事故、交通态势、交通流聚散、恶劣天气等各类数据模型，进行深度分析研判，落实交通安全主动管理措施；

5、智能指挥调度：指挥中心与执勤人员之间实现音视频、文字信息实时互动，平台自动获取现场数据，并可精准推送，准确实时获取各类资源信息，智能比对分析，快速形成多选项、流程化处置方案，实现现场显现精准化、预案生成智能化、事件处置流程化，指挥调度可视化、扁平化;

6、精准治安防控：控制节点是高速公路治安防控关键。精准感知视频、抓拍设备形成的主线节点，建设AR视频管控模块，对接查缉布控和人脸识别系统，闭环管控站区主阵地，实现人车触网报警、目标实时追踪、路线预测复原、历史轨迹查询，依托三道防线，构建高速公路智能防控体系；

7、警示诱导系统：先期建成疲劳驾驶警示系统、雾天行车诱导系统、分流管控诱导系统，后期规划建设事故现场、施工现场安全警示和违法查处诱导系统；

8、部门协作联动：系统平台由“一路三方”一体运行，联动协作，信息深度共享，分模块管理。同时通过自我研发APP，深度联动地方警种和应急、救护等协作部门，建立事件分析与联动处置机制。

（二）应用领域。

目前开展了3个应用领域：

1、团雾研究：在团雾多发路段利用视频结构化技术、物联网管控、大数据分析，实时发现、有效管控团雾。同时，全天候采集数据，建立分析模型，通过较长时间数据积累和深度学习，多样本模型匹配，力争几年内实现对团雾的高概率研判预测；

2、交通态势模型研判：充分运用大数据、AI等技术，对高速公路交通流量、车辆类别及

占路资源指数、运行状况、路段存量、路段出入量、拥堵预测等各项交通数据进行全面的感知、整合和研判分析，从而得出节点、分路段和全路段交通通行、拥堵等具体交通态势指数，全面掌控交通状况，及时有效分级管控和主动管理；

3、无人机巡控一体化：无人机作为新型警用装备，势将成为高速公路管控主力军。系统支持实时传输视音频、定线巡查、定点监控，高空喊话，实现24小时全天候常态巡逻、违法行为抓拍和警示、疏导、救援等先期应急远程处置以及交通事故现场勘查。

五、应用案例

五峰山大桥作为连镇高速铁路与江都一宜兴高速公路（苏高速 S39）跨越长江的关键枢纽，承载着巨大的交通压力。在此背景下，大模型智能体驱动的高速公路智慧管控平台应运而生，以基础设施数字化与系统管控自动化为目标，依托前沿技术，为五峰山大桥构建起全方位、智能化的交通管理体系。

在数据采集环节，平台接入高清监控摄像机、沿线路侧监控相机、卡口相机等多种感知设备，实现对大桥及周边路段交通状况的立体式监测。大模型凭借强大的多模态数据处理能力，对不同设备采集的视频、图像等异构数据进行深度融合与解析，智能体则依据大模型制定的数据处理策略，对原始数据进行实时清洗与预处理，剔除无效信息，提取关键特征，确保数据的准确性与可用性。通过网络与服务器等基础设施，这些经过处理的数据被高效传输至平台后端，为后续的智能分析奠定基础。

在业务功能实现层面，大模型与智能体深度协同，发挥核心驱动作用。基于大模型的深度学习算法与海量交通数据训练成果，智能体具备了精准的异常事件检测能力。无论是车辆在桥上的异常停车、逆行，还是道路设施的损坏等突发状况，智能体都能借助大模型的模式识别与逻辑推理能力，迅速捕捉异常特征，触发实时报警机制，并将事件信息同步至交管部门，为应急处置争取宝贵时间。

在数据检索与统计方面，大模型构建起强大的交通知识图谱，整合了车辆类型、行驶轨迹、时间节点等多维度信息。智能体根据用户需求，在知识图谱中快速定位相关数据，实现高效检索。同时，通过对海量历史数据的分析，大模型能够挖掘交通流量变化规律，智能体则依据这些规律，动态生成流量统计报表与趋势预测，帮助交管部门提前规划交通疏导方案，优化资源配置，提升大桥及周边路段的通行效率。

在大模型与数据库查询技术的融合应用上，平台实现了查询效率与精准度的双重提升。大模型凭借自然语言处理与语义理解能力，能够将用户模糊、复杂的查询需求转化为结构化的数据库查询语句。例如，当用户输入“查询近一个月内早高峰期间，通过五峰山大桥且车速低于限速 50 % 的大型货车记录”，大模型可快速解析语义，将需求拆解为时间范围、地点、车辆类型、车速条件等关键要素，并生成对应的SQL查询语句。智能体则负责执行查询任务，通过优化的索引机制与缓存策略，在数据库中高效调取数据。在数据返回后，大模型进一步对结果进行分析与整理，剔除冗余信息，提炼关键结论。此外，大模型还能基于历史查询记录与数据特征，对数据库索引结构进行智能优化，预判潜在查询需求，提前缓存相关数据，使后续同类查询响应速度大幅提升。通过大模型与数据库查询技术的深度融合，交管部门能够快速获取所需交通数据，为决策制定提供更及时、准确的数据支撑。

此外，平台采用业务模块化运作模式，大模型负责对各模块的功能进行智能调度与优化。例如，在恶劣天气条件下，大模型可自动增强视频图像的处理模块性能，智能体配合调整异常事件检测阈值，确保系统在复杂环境下依然稳定运行。各功能模块在大模型与智能体的协同下，既相互独立又紧密配合，实现了高效、灵活的智能交通管理，真正推动五峰山大桥高速路桥管控迈向智能化新台阶。五峰山大桥智慧巡检系统架构如图2所示。

图2五峰山大桥智慧巡检系统架构

五峰山大桥智慧巡检系统架构包括视频结构化和管控平台两大子系统，其中视频结构化系统提供实时视频流的机动车检测跟踪及其特征属性（包括车辆品牌、颜色、类型等）提取、安全事件检测（包括异常停车、行人上路、能见度检测、道路施工/救援、路面抛洒物、非机动车上路、占用应急车道、车辆拥堵、交通事故、倒车/逆行等）、交通流量检测等功能，支持多路视频源的结构化图片管理、高速特征提取、快速并发搜索。系统基于视频结构化系统提供的数据，实现道路异常事件实时预警可视化其特征检索图片展现、轨迹还原等业务和流量统计可视化。

基于精准感知与数字孪生底座的智慧高速云控平台

重庆首讯科技股份有限公司

一、概述

在交通强国建设和数字产业化、产业数字化转型的时代背景下，智慧交通成为推动交通运输行业高质量发展的关键力量。重庆首讯科技股份有限公司作为市属重点国有企业重庆高速公路集团有限公司的全资子公司，凭借其在智慧交通领域的深厚积累和创新能力，成功研发出基于精准感知与数字孪生底座的智慧高速云控平台。

智慧高速云控平台（图1）通过整合先进的传感器技术、数字孪生技术、大数据分析等技术，以全域感知为基础，基于车载高精地图采集与处理、无人机地理信息采集与处理、轻量化三维地图引擎、数字孪生引擎和车路协同引擎，再结合高速公路数据大脑、AI底座服务，构建“运行监控、应急指挥、车路协同、仿真决策、数据分析"等系统，实现路实时感知、数字孪生、仿真分析、车道级管控、指挥调度、网运行实时监测、隧道行车安全管控、准全天候通行和“驾驶舱"集中监控、机电设备云端管控、事件及时处置、应急协同调度、交通状态研判，以及智慧服务区信息发布和车辆应急救援服务、伴随式信息服务等功能，最终为高速公路各类应用场景提供精准的数据融合能力、强大的数据计算能力，以及全面的应用服务能力，促进数字孪生世界和物理世界的深度交互，从而达到对高速公路的全方位、全生命周期的智能化管理。

图1智慧高速云控平台

二、背景与需求

传统机电工程的局限性。主要体现在数据分散、碎片化，资源难以共享，造成资源、信息、技术交接过程中的效率低；对提升交通安全、交通效率和服务水平的潜力逐步挖掘殆尽。

山区高速公路数字化需求迫切。重庆地形地貌复杂，地势起伏大，由此导致本地交通运行的痛点突出，如桥隧比高、气象复杂、交通流量大、重载货车比例高，安全隐患较大。以致造成地区高速公路交通流量集中，过境交通多，运行压力较大、运营能耗高、设施管养任务重等问题，特别是节假日等旅游旺季交通需求远超道路负荷，加之收费站、服务区、关键节点数字化不足，无法支撑管理决策的科学性，以及应急指挥调度、公共服务能力等。

国家从政策层面对山区高速公路安全与服务提升提出明确要求。在交通强国战略指导下，国家部委和地方先后出台了一系列政策，包括《数字交通发展纲要》《关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》，以及《重庆市推动交通强国建设试点实施方案（2021-2025年）》，明确了高速公路数字化建设的必要性，并提出了相关要求。

首讯科技充分利用已建、在建和拟建的信息化系统，紧跟全球信息技术前沿动态和交通新业态发展的趋势，充分利用北斗高精度定位、物联网、大数据、人工智能、车路协同等技术在智慧高速建设中的创新应用，建设高速公路云控平台，旨在为管理者和出行者提供全新的用户体验。

三、总体设计

充分利用已建、在建和拟建的信息化系统，准备把握全球信息技术前沿动态和交通新业态的发展趋势，充分体现高速公路基础设施数字化、北斗高精度定位、物联网、云计算、大数据、人工智能、车路协同等技术在G65重庆至武隆段的创新应用，基于“云-网-边-端”架构，建设公路数字化“一朵云 ^ + 一底座 ^ + 一中台 ^ + 多系统”全生命周期云控平台，总体技术架构如图2所示。

\bullet 建成一朵云：建设面向高速公路区域中心的云服务基础设施；
\bullet 打造一底座：倾斜摄影 ^ + 高精地图 ^ + GIS;
\bullet 集成一中台：1个数据大脑 ^ { + 4 } 大智慧引擎；
\bullet 应用多系统：5业务系统 + 1 后台管理系统+1BI驾驶舱。智慧高速公路云控平台云 智能化综合业务平台（多系统）BI驾驶舱.EEEES·路段态势感 隧道综合管 应急处置系车路协同系统 数宇孪生系统 知系统 理系统 统SaaS↑ 介 ↑伴随式信息服 准自由流收费务系统 站管理系统 大数据分析决策系统泛车路协同平台 智慧管控平台中台三维地图引擎 数字李生引擎 AI引擎 车路协同引擎
管理体制机制 标准规范体系 1E33 E33331 SESEES 信息安全体系 运维管理体系高速公路数据大脑数据服务数据接口服务 数据目录 数据鉴权服务 元数据服务 索引服务PaaS数据治理数据资产管理 数据质量管理 数据资源目录 分级分类管理 血缘关系管理数据接入 数据处理（提取、 清洗、 关联、 对比、标识）
制数存据 RedisKafla HDFSbaseHive MogCOD底座 地理信息采集、高精地图、三维建模laaS 朵云（计算、存储、网络、虚拟化、数算分离）OTN loT C-V2X DSRC (ETC)网 广播 GNSS/GPS 5G Intemet边 边缘控制设备 边缘网关 视频网关 边缘计算设备端 感知设施 车 管控设施 服务设施 安全设施 养护设施 供能设施

四、关键技术

（一）面向高速公路数字化底座信息资源技术

传统的高速公路信息管理系统往往只能处理单一类型的数据，导致信息分散且缺乏关联性。而该数字化底座技术具体包含高精度地图采集与处理技术、基于数字孪生的虚拟化模型构建技术、基于大数据的基础设备数字化采集与应用技术、基于多源信息的车辆定位技术、基于多传感设备的隧道照明灯清洁车自动清洁技术。如图3所示，通过融合来自交通传感器、监控摄像头、气象监测设备、车载终端等多源异构数据，解决通过总中心访问收费数据的高时延、因收费站引导门架到栏杆机雷达感知盲区不能跟踪车辆等问题，实现基于ETC的隧道车辆跟踪，预交易门架对车辆更准确的识别等，打造收费站、隧道、全程监控路段三个场景的数字孪生。以上技术获得发明专利授权5项。

图3数据融合设计图

（二）面向复杂艰险高速公路的全域感知技术

重庆地区地势复杂，高速公路桥隧比高，地势起伏大，该技术融合了多类先进技术，将全路段监控视频AI识别、ETC门架数据深度挖掘、隧道视频监测识别等多种技术有机整合，打破传统单一监测的局限。引入边缘感知与计算单元，建成车路协同控制系统；利用AI和大数据分析，基于数字化基础设施采集与生产的多源异构大数据，实现了高速公路运行状况和交通环境的全域感知，进而支持隧道数字化李生技术在交通仿真、实时预警等方面的深入应用。技术创新性显著，获得发明专利授权5项。此技术解决了诸多实际问题。在交通安全方面，能实时监测车辆热源、跟踪“两客一危”车辆，及时发现潜在危险，预防交通事故。如车辆出现过热情况，基于传感器的车辆热源监测技术可及时预警。交通效率上，通过交通气象实时监测和全路段特殊事件检测，提前掌握路况，合理调度交通，减少拥堵。基础结构物监测技术能及时发现道路桥梁的安全隐患，保障道路设施的稳定运行。在复杂艰险的高速公路环境下，全域感知技术实现了全方位、智能化的交通管理，为高速公路的安全高效运行提供了坚实保障。

（三）面向出行的智能化伴随式服务技术

传统的出行服务模式已难以满足人们多样化、个性化的出行需求，同时，交通拥堵、信息不畅通等问题也给出行带来了诸多不便。面向出行的智能化伴随式服务技术基于高速公路大数据平台，结合智慧服务区研究成果、面向出行的大数据服务技术研究成果，为公众提供了更丰富的伴随式信息服务，如车位智能引导、餐饮预订、商品推荐等个性化服务；基于可变信息板的交通诱导技术、自由流无感ETC收费技术、基于大数据的单车运行分析技术，以直观的图表和图像展示出行信息，提高了公众出行效率，优化出行规划，增强了出行体验。

（四）面向路段级云边端结合的智慧管控平台

该平台采用云边端结合的架构，整合了智慧路网管控平台技术、服务区综合管理平台技术、路域机电综合管理平台技术、路域养护平台技术、数据共享与展示平台技术、公众出行信息服务平台技术、超融合边缘云系统平台技术，实现路网管控、路域养护、机电管理、一路三方协同指挥等整体业务上云，打破了传统各系统独立运行的局限，实现数据的互通共享和业务的协同处理，构建了一个全面、统一的路段管理体系。同时取得软件著作权登记1项。

五、实现功能

智慧高速云控平台主要包括安全提升、效率提升、服务提升、品质示范四大功能，如图4所示。

图4平台功能

六、应用成效与可推广性

（一）应用成效

智慧高速云控平台是交通运输业通用软件产品，主要面向政府交通管理部门、高速公路运营商、智能交通系统供应商、交通信息服务提供商、汽车制造商和自动驾驶相关技术公司等，可广泛应用于全国各大高速公路智慧化改造应用场景。

目前，智慧高速云控平台已在山区高速公路大规模隧道群G65重庆至武隆段安全与服务智慧化提升研究与应用示范项目投入使用，该路段包含收费站8座、隧道14座（特长隧道6座，隧道总长 3 6 . 6 3 { k m } ）、服务区4对、高边坡4处、桥梁113座（特大桥2座、大桥64座）、互通15座。借助该平台，实现了对试点路段 90 % 以上的车辆进行轮廓画像和行驶轨迹识别，车辆定位精确到车道级，大数据量感知信息接入交互 { < } 1 { s } ，通过智能分析后能够对行驶中的车辆单独制定行驶建议，并能够通过5G、4G、C-V2X等传输网络向对应车辆发布诱导建议，发布时间 { < } 2 { s } ，试点高速公路拥堵时段最大通行能力提高 >= 1 0 % 、通行时间减少 >= 1 0 % 应急处置时间下降 2 5 . 3 9 % ，安全事故率下降 1 2 . 7 1 % ，事件发现响应时间缩短 2 6 . 8 8 % ，ETC车道交易时间缩短约 80 % ，交通管制率下降 8 4 . 7 2 % 。

（二）可推广性

智慧高速行业正受到国家政策的有力支持，并伴随着物联网、云计算、大数据、人工智能等技术的进步而快速发展。行业发展趋势表现为技术融合与智能化升级，重点构建车路协同系统，实现更安全、高效的全天候通行能力。同时，智慧高速的数字化转型正推动交通基础设施向全方位感知和实时信息交互的方向发展，实现综合交通、智慧交通、绿色交通、平安交通的发展目标。

而智慧高速云控平台通过应用新一代信息技术，构建了“运行监控、应急指挥、车路协同、仿真决策、数据分析"等系统，实现对高速公路的全方位、全生命周期的智能化管理。通过实时监测和预警，降低事故发生率，缩短救援时间，可有效提高道路的通行能力和平均车速，有助于实现精细化管理和高效协同处置，降低能源消耗和碳排放，为公众提供更精准的信息和便捷服务。该平台功能切实契合智慧高速行业的发展趋势和市场需求，因此其推广应用价值显著。

七、社会经济效益

（一）系统灵活选配，助力降本增效

要解决目前飞速增长的交通需求，仅仅依靠传统的以交通基础设施建设为特征的解决办法是很难实现的，往往都需要巨额资金的投入。而智慧高速云控平台更多的是将数字孪生、云计算、人工智能等先进技术有效地综合运用，从而建立的一种高效、大范围、全方位发挥作用的交通运输管理系统，能够处理传统方法无法有效解决的问题。从目前的应用来看，智慧高速云控平台投资小，见效快，可大大减少交通管理现场工作量。

（二）云端统筹治理，提高管控水平

通过应用智慧高速云控平台，借助实时感知功可实现对高速公路设备状态、实时路况、交通流量、交通事件、交通气象、重点车辆等的实时监测、异常预警、联动处置及态势研判分析等，降低交通事故发生率，保持道路畅通，从而提高道路交通安全水平。

（三）驾乘服务提升，降低运营成本

智慧高速云控平台可提供智慧服务区信息发布和车辆应急救援服务、伴随式信息服务功能，进一步优化了高速公路通行，明显改善了交通环境，缩短出行时间，降低燃油消耗，降低车辆轮胎磨损费用，降低货运成本，提高运输效率，给企业带来无形效益，促进企业发展。同时也可减少高速公路运营企业电费支出。

例如：按高速日均车流6万辆次/日、每辆车平均每次出行节省1.5分钟、怠速时平均油耗1.5L/h计，则每年至少可降低车辆燃油消耗：6万 x 1 . 5 { m i n } x 1 . 5 { L } / { h } x 3 6 5 / 6 0 = 8 2 . 1 2 5 万升。

（四）新兴技术融合，带动产业发展

智慧高速云控平台涉及智能网联车、大数据、高精地图、北斗定位等多个领域，将带动智能制造业、软件设计和开发、信息服务等相关产业的发展；以智慧高速建设为切入点，利用产业基地相关资源，以行业应用为突破，形成多层次系列化产品，促进智慧交通资源的整合与分工协作，实现产业倍增，获得巨大的产业带动效益。

高速公路隧道用能无人值守管理系统方案

贵州高速公路集团有限公司凯里营运管理中心杜益文唐瑞达顾波唐本方　杨云

摘要：本文针对贵州省高速公路隧道配电房去有人值守化条件下，运用ITS智能交通系统架构，如何构建一套高速公路隧道用能无人值守管理系统，以实现提升贵州省高速公路隧道配电房用能无人值守的现代化管理水平，提高隧道配电房用能远程管理水平，推动交通智能化发展。

【关键词】：ITS系统，隧道配电房，无人值守，远程运维。

一、前言

黔东南州高速公路隧道众多，配电站房规模大，点多面广，相对分散，设备运行情况日益复杂，目前配电站房运检模式仍以人工驻守，技术人员人工巡检为主，人工投入多，工作量日渐繁重，人员管理复杂；现场设备智能化水平低，对设备缺乏有效远程监控手段，被动抢修现象突出，运维成本高；站房内各类辅助子系统相对独立，数据融合度不高，“信息孤岛”问题突出。亟需通过智能化建设，实现配电站房状态预警、精益运维和智能调控，达成配电室无人值守、智慧运维的目标。

针对高速集团凯里营运管理中心所管辖路段（G60 沪昆高速段、黎洛高速、天黄高速施黄段、余安高速余凯段、松从高速三黎段、黎洛段、厦蓉高速水格段、凯雷高速），实施配电房无人值守监控提升工程。工程的核心是在上述路段51个配电站房以电力监测传感/智能开关和站房网关为核心，配套应用温湿度、水浸、烟感等各类传感器、摄像头、智能开关、发电机远程控制、变压器测温等设备，实现站房环境及设备运行全量监测及设备联动控制，实时监测设备用能情况，建设智能化配电站房，实现隧道用能节能目标。

二．系统构建和实施

（一）项目研究的背景及必要性

1.项目研究的目的

该项目的核心目标是通过创新的技术手段，全面提升配电房远程值守信息化能力，实现远程智能控制、故障自动定位隔离，实现区域内站房的全景监测。

通过打造基于“云-管-边-端”电力物联网架构的智慧化配电站房，实现站房智能遥控、故障自动定位隔离、台区管理、环境监测、联动控制、安防监控、视频监控、设备在线监测等功能，可对配电站房运行状态进行精准管控和智能调节。

针对高压配电站房部署系列物联网化的设备和监测装置，对高压站房运行数据的全感知，对数据进行汇聚、计算并上传主站系统，实现远程智能控制、故障自动定位隔离，实现区域内站房的全景监测。

低压配电房无人值守建设主要包含变压器、进线柜、无功补偿、出线柜各回路在线监测与控制，安防监测、消防监测等组成，全面安装传感器与智能塑壳开关，实现配电房的全面感知，将数据上送主站，达到全面可视。经过系统多种应用模块，实现故障预警与实时告警，能源流图与消耗类别分析，远程分合闸控制与故障联动控制，智能抄表与用能分析，远程视频监测与AI行为规范识别，根据实际需要自定义逻辑编程控制多个设备，以此达到站房无人值守。

通讯管理主机采集配变侧的电气量及非电气量等结构化数据，通过对数据价值进行深度挖掘，对配电设备可能发生的故障及时准确的作出预测，实现台区运行状态监测及健康诊断，保证配电网安全、稳定、经济运行。

采用边缘计算及物联网技术，通过485有线方式采集站房内的温湿度、烟雾、水位、有害气体等信息并分析，联动灯光、空调以及门禁等系统，实现站房环境监测、辅助控制、设备监测等功能。

通过加装变压器桩头温度传感器、噪声传感器、AI摄像头等设备，通过实时采集分析变压器的运行温度、电压、电流等非电气量和电气量数据，对变压器可能发生的故障及时准确的作出预测，并结合AI摄像头的监拍功能，实现变压器运行状态、环境状态的监测和告警，保证配变的安全、稳定运行。

2．项目研究背景

目前每个隧道配电房至少配备3个值班人员值守等问题，配电站房运检模式仍以人员值守，人工巡检为主，人工投入多，工作量日渐繁重；现场设备智能化水平低，对设备缺乏有效远程监控手段，被动抢修现象突出，运维成本高；站房内各类辅助子系统相对独立，数据融合

度不高，“信息孤岛”问题突出。亟需利用现有的监控设备和多种监测手段。

（二）平台逻辑结构设计

平台的逻辑结构设计，是确保配电房安全、高效运营的核心环节。通过集成化、智能化的技术手段，实现对隧道配电房内各类设施、环境的全面监控与精准调控。

首先，平台采用分层架构设计，以确保系统的稳定性、可扩展性和可维护性。具体来说，平台自下而上可分为感知层、传输层、数据管理层、业务逻辑层和应用层。感知层负责通过各类传感器、摄像头等设备，实时采集配电房内的电力数据、设备状态、环境参数等信息；传输层则利用光纤、无线通信等技术手段，将采集到的数据快速、稳定地传输至数据中心；数据管理层对接收到的数据进行清洗、整合、存储，并通过数据分析算法，提取有价值的信息；业务逻辑层根据数据分析结果，制定并执行相应的控制策略，如用电调控、环境监测预警、设备故障处理等；最终，应用层将业务逻辑层的处理结果以图形化、可视化的方式展现给用户，并提供人机交互界面，方便用户进行监控和管理。

在逻辑结构设计过程中，特别注重系统的集成性和联动性。通过统一的接口标准和协议规范，实现各子系统之间的无缝对接和高效协同。

此外，平台还注重数据的安全性和隐私保护。通过加密传输、访问控制等安全措施，确保数据在传输和存储过程中的安全性和完整性。同时，严格遵守相关法律法规和隐私政策，确保用户数据的合法使用和保护。

平台的逻辑结构设计是一个复杂而精细的过程，需要综合考虑系统的稳定性、可扩展性、可维护性、集成性、联动性以及数据的安全性和隐私保护等多个方面。通过科学合理的设计和实施，可以显著提升隧道运营的安全性和效率，为公众提供更加安全、便捷、舒适的出行体验。

1．数据采集与预处理

后台处理程序首先通过网络通讯主机、电力采集模块、远程控制模块、摄像头等前端设备，实时采集电力数据、环境参数（如温度、湿度、烟雾浓度、水浸等）以及采集设备状态等关键数据。这些数据经过预处理，包括数据清洗、格式转换、压缩加密等步骤，以确保数据的准确性和安全性，为后续的分析与处理提供可靠依据。

2．数据分析与决策支持

在数据采集与预处理的基础上，后台处理程序运用大数据分析、机器学习等先进技术，对海量数据进行深度挖掘与分析。通过分析每个高压进出线柜、低压柜、抽屉柜、环境参数变化等因素，程序能够自动识别潜在的用能趋势和现状、环境异常等问题，并快速生成相应的决策支持信息。这些信息包括用电调控方案、环境监测预警信号、设备故障处理建议等，为管理者提供科学的决策依据。

3．发电机的远程监控

发电机控制是本次无人化的一个重点，基于发电机发电数据采集、分析，发电机自身油位数据（主副油箱）、冷却液温度、电池电压、开关机状态，实施停电自启动和远程停机操作，合理管控加油和发电机耗油数据的采集管理，提高发电机管理水平。

4.报警与应急响应

当隧道配电房内发生电力异常、温控异常、发电机设备异常、油位异常、环控异常情况时，后台处理程序会立即触发报警机制。程序会根据预设的报警规则和应急预案，向相关人员发送报警信息，并启动相应的应急响应流程，通过及时有效的报警与应急响应，程序能够最大限度地降低事故损失和风险。

（三）平台实现功能

1．提高管理效率

无人值守配电房在智能化可视化、自动化、互动化方面，可实现配变远程智能化运维管理，还可实现对环境参数的实时监测;对环境和设备状态能主动记录和预警、突发告警，对设备、人员的安全工作状况能实时监控，对变压器、中低压柜的温度、局放等状态量能实时监测，信息可上传云平台并实现告警。

2.降低运营成本

实现站房智能监控，提高了管理效率，减少了人工巡检工作量，为配电网企业降低了人力成本。在此过程中，可以提前预测潜在的风险，提前介入，降低了事故处理成本。

3．实现真正无人值守

配电站房智能辅助监控系统主要由数据采集层、数据传输层、数据应用层三大部分组成，通过建立配电室综合监控平台，将配电室的电力信息，环境信息，安全门禁信息，视频监控信息等数据通过边缘设备传至中心监控室，由中心监控室对系统内的配电室实行远程、集中监控，实现真正意义上的配电室“无人值守”。

4.避免重复投资

系统具有开放性、可扩展性、兼容性和灵活性等特点，可适应产品升级，避免重复投资。

（四）项目实施

1.项目实施地点：沪昆高速段、黎洛高速、天黄高速施黄段、余安高速余凯段、松从高速三黎段、黎洛段、厦蓉高速水格段、凯雷高速。

2.项目具体实施

2.1高压集体建设实现

针对高压配电站房部署系列物联网化的设备和监测装置，对高压站房运行数据的全感知，对数据进行汇聚、计算并上传主站系统，实现远程智能控制、故障自动定位隔离，实现区域内站房的全景监测。

2.2低压集体建设实现

低压配电房无人值守建设主要包含变压器、进线柜、无功补偿、出线柜各回路在线监测与控制，安防监测、消防监测等组成，全面安装传感器与智能塑壳开关，实现配电房的全面感知，将数据上送主站，达到全面可视。经过系统多种应用模块，实现故障预警与实时告警，能源流图与消耗类别分析，远程分合闸控制与故障联动控制，智能抄表与用能分析，远程视频监测与AI行为规范识别，根据实际需要自定义逻辑编程控制多个设备，以此达到站房无人值守。

2.3低压设备全景监测

网关采集配变侧的电气量及非电气量等结构化数据，通过对数据价值进行深度挖掘，对配电设备可能发生的故障及时准确的作出预测，实现台区运行状态监测及健康诊断，保证配电网安全、稳定、经济运行。

2.4低压设备控制

低压进线开关根据框架的具体情况进行改造，接入网关，实现远程监测与控制；低压馈线柜，将传统的普通塑壳开关改造成智能塑壳开关，实现监测与远程控制。

2.5配变运行状态监测计健康诊断

通过加装智能通讯管理单元、变压器温度传感器、电量采集器、AI摄像头等设备，通过实时采集分析变压器的运行温度、电压、电流、电量等非电气量和电气量数据，对变压器可能发生的故障及时准确的作出预测，并结合AI摄像头的监拍功能，实现电气设备运行状态、环境状态的监测和告警，保证配变的安全、稳定运行。

2.6动环监测

采用边缘计算及物联网技术，通过2.4GHz无线通信方式或485有线方式采集站房内的温湿度、烟雾、水位、有害气体等信息并分析，联动灯光、空调以及门禁等系统，实现站房环境监测、辅助控制、设备监测等功能。

2.7视频监控及门禁

视频监控终端基于国产芯边缘计算核心板及人工智能芯片设计，集成高性能嵌入式神经网络处理模块，可对站房环境、设备状况、人员进出和行为等进行人工智能识别与判断，可将识别后的图像数据以及告警通过通讯管理单元传输至管控平台，供管理人员能够及时查看现场状况，针对异常状况迅速作出响应，视频录像、广播喊话。

2.8自主定制主站界面

丰富的元件库与图形库，可视化支持2D、3D，视觉冲击更易接受，根据企业客户爱好，自由定义每一个项目的可视化，满足客户对于可视化的个性化需求，物联数据关联展示更简单，与可视化页面结合，形成数字孪生画面、图表、用能报表、故障报表、人员进出报表、运行报告等分析展示多样化，可按客户实际需求完成工程配置，无需再次定制开发，节约成本自定义逻辑编程控制联动能源流图、能源分析以及预测

3、系统测试

3.1监控功能测试：验证监控系统能否实时、准确地捕捉隧道内的视频图像、电力信息、环境参数等数据，并通过用户界面清晰展示。同时，测试系统是否具备智能分析功能，能够自动识别异常情况并发出预警，如图1。

图1配电房数据展示

3.2控制功能测试：测试平台对隧道配电房内发电机设备的远程控制能力，包括监测、启停、监听等操作。确保系统能够准确接收并执行控制指令，实现设备的自动化管理，如发电机监控，对发电机电池电压、冷却液温度、主油箱油量、副油箱油量、开关机状态的监控，对发电机发电运行电量、电压、电流、功率因数、有功功率的监测，对发电机远程启停、远程加油的控制，如图2。

图2发电机监控图

3.3应急响应测试：模拟隧道配电房内发生突发事件（如火灾、水浸、温控过高、油位不正常、高压掉线等）的情景，测试平台是否能在最短时间内启动应急预案，通过声光报警、信息推送等方式通知相关人员，并协调各系统进行应急响应。如图3配电房的实时监测。

图3配电房的实时监测

3.4系统稳定性与兼容性测试：在长时间运行和多种负载条件下，测试平台的稳定性和可靠性。同时，验证平台与不同品牌、型号的机电设备之间的兼容性，确保系统能够无缝集成并协同工作。

3.5用户界面与交互性测试：评估用户界面的友好性、易用性以及交互响应速度。确保操作人员能够迅速熟悉并熟练使用平台，提高工作效率。如图4。

图4配电房界面

3.6系统展示、管理功能测试如图5等。

图5网络自动构成架构图

图6数据查询 (实时数据历史数据)

五、结语

在“信息化、智能化、智慧化”的理念指引下，利用ITS系统架构理念构建高速公路隧道配电房信息化水平，提升实现高速公路智能化和智慧的现代化管理水平，继而推动隧道用电节能的有效实现。

“粤通行平台”省级“一张网”出行服务的技术与应用解决方案

广东联合电子服务股份有限公司冯炳辉

摘要：“粤通行”平台是广东省级“一张网”出行服务（公路）平台，旨在解决高速公路服务入口分散、数据孤岛、体验割裂三大行业痛点。平台通过统一入口、统一账号、统一体验、统一架构的创新模式，集成导航、路况、ETC、加油、充电、商圈等全流程服务，为用户提供“行前-行中-行后”一体化出行体验。本文从技术架构、核心功能、应用成效等方面系统介绍该平台的建设方案，为智慧交通领域提供可复制、可推广的示范样本。

一、建设背景与行业痛点

1.1行业发展需求

随着数字交通战略的深入推进，公众对高速公路出行服务提出更高要求。传统服务模式存在明显短板：

\bullet 服务入口分散：各路段独立建设服务平台，用户需频繁切换应用\bullet 数据孤岛现象严重：缺乏统一数据中台，跨系统数据互通困难\bullet 服务响应迟缓：缺少全程伴随服务和动态调度机制

1.2平台定位创新

粤通行平台创新性地提出“四个统一”解决方案：

\bullet 统一入口：整合APP、小程序、公众号等多端入口\bullet 统一账号：建立OneID体系打通各业务系统身份认证\bullet 统一地图：基于高精度数字底图提供一致导航体验\bullet 统一服务：集成出行全流程服务形成完整生态闭环

二、技术架构与创新亮点

2.1 总体技术架构

平台采用“微服务 ^ + 数据中台 + \mathbf { A I } 能力融合”的技术体系（见图1）：

\bullet 接入层：支持多终端统一接入，提供认证、权限管理等基础能力\bullet 服务层：基于SpringCloud构建微服务架构，实现业务模块解耦\bullet 中台层：建立业务中台与数据中台，沉淀通用业务能力\bullet 基础设施层：采用混合云部署模式，保障系统弹性扩展

粤通行APP 广东粤通行小程序 广东粤通行公众号路网出行线上商圈 路网出行公众服务 分销应用（粤通圈小程序） 联合电服系统前端应用 务区 服务区加油 服务区充电 路 高安 高速信息服务 通路车辆救援 ETC停车 ETC加油 邀请拉新 商品分享非 区 路段资讯服务 数字客运服务 粤通卡服务 差异化营销 货车TC及 积分奖励 个人中心商户管理系统 运营管理系统 分销管理子系统PC端 移动端（粤通商户小程序） 商家管理 店铺管理 商品管理 促销管理后台服务端 商家入驻 店铺管理 资讯管理 投诉管理 订单管理 营销管理 内容管理 装修管理 分销规则配置 分销订单商品管理 订单管理 营销管理 结算管理 会员运营 权限管理 .. 分销员管理 分销奖助管理 粤运交通系统介API服务 离线采集 ↓ 实时采集业务中台 OnelD.. 数据中台 数据理点 高精数字底图平台用户中心 营销中心 消息中心 商品中心 地图引擎 数字孪生引擎OneID 数据开发 数据可视 据理点合订单中心 支付中心 客服中心 积分中心 体系 治理 化分析 规采集系统 仿真引擎 高精数字地图出行服务能力中台 路径规划与导航组件 业务中台维件 异构容器服务 数据采集和 数景中台件 数据可视化 高格云维件 其他业务系统消息队列 日志服务 微服务框架 计算组件 开发组件 分析组件 网络 数据库云资源 广交云 公有云服务基础设施 计算 存绪 网络 数据库 云安全 防DDOS 业务安全 短信服务 CDN服务 智能推荐服务 域名与云解析

2.2 核心技术突破

平台重点攻克五大技术难题：

（1）多源数据融合治理

整合收费系统、门架系统、服务区、气象、视频监控等10余类数据源，日均处理数据千万条级别。通过Flink实现实时流处理，基于StarRocks构建高性能分析库。

（2）低延迟服务调度机制

建立“事件预警 ^ + 用户上报 ^ + 精准调度”应急联动体系，救援响应时间从5分钟缩短至3分钟，效率提升 40 % 。

（3）高并发实时计算

支持500QPS交易处理能力，20万日活用户访问，服务端响应时间不超过0.5秒。

（4）统一身份服务体系

构建OneID体系，整合ETC账户、粤通卡、APP账号等身份信息，支撑770万 ^ + 注册用户的跨终端服务。

（5）标准化输出与复制

目前正在牵头制定团体标准《公路“一张网”出行服务平台系统技术规范》，形成可推广的标准化方案。

2.3智能技术应用

（1）AI助手“小粤”

基于混合架构人工智能技术，开发检索增强生成（RAG）和智能体应用：

\bullet 智能问答：融合大语言模型与交通知识库，提供准确出行咨询\bullet 场景伴随：贯穿行前、行中、行后全流程的智能服务\bullet 个性化推荐：基于用户画像的定制化路线和服务推荐

（2）差异化导航服务

结合互联网导航和广东高速独有信息，提供四类差异化路径推荐（见图2）：

\bullet 最近主推路段

\bullet 有优惠路段

\bullet 车流数字化孪生路段

\bullet 提供视频点路段

.图2平台智能导航服务功能示意

三、平台功能与应用场景

3.1核心功能模块

平台构建 3 0 + 服务模块，形成完整的功能矩阵：

（1）路网出行公众服务

\bullet 智能导航：提供路径规划、实时路况、差异化路线推荐\bullet 移动支付：聚合二维码支付通行费，在线开票\bullet 粤通卡服务：在线申办、激活、查询、维护全流程服务\bullet 道路救援：一键求助，快速响应机制\bullet 路况资讯：实时交通事件和路段信息发布

（2）路网出行线上商圈

\bullet 服务区商业：加油、充电、餐饮、购物等线上服务\bullet 沿线生态：酒店、景点、美食等个性化推荐\bullet 会员体系：积分兑换、优惠券、专属权益等服务

3.2典型应用场景

场景一：全程智能出行规划

用户出行前通过平台规划路线，系统基于实时路况、用户偏好、优惠信息等因素推荐最佳路径。出行中提供伴随式服务，包括路况预警、服务区推荐、优惠推送等。出行后自动生成行程记录，提供费用结算和电子发票服务。图3为出行全流程服务示意图。

图3出行全流程服务示意图

场景二：应急救援快速响应

车辆发生故障时，用户通过APP一键求助，平台精准定位并调度最近救援资源。救援人员通过移动端接收任务详情，实现快速抵达现场。整个过程实现数字化跟踪和闭环管理。

场景三：服务区智能消费

用户行驶过程中，平台根据车辆能耗情况和用户偏好，智能推荐沿线服务区。用户可提前预订餐饮、购物等服务，享受无感支付体验。平台同时提供实时充电桩、加油站信息查询和导航服务。

四、运营模式与推广机制

4.1 创新运营体系

建立“粤通行联合运营中心”，采用“平台统筹 + 业主协同”模式：

\bullet 联合办公：全省高速大业主单位全部参与，已有9家单位驻点集中办公\bullet 协同机制：建立信息共享、商户联动、事件响应等标准化流程\bullet 绩效评估：制定平台运营绩效评价体系，涵盖活跃度、可用性、满意度等指标

4.2多元推广策略

（1）线上推广

\bullet 与高德、百度等地图平台合作，在导航场景中嵌入服务\bullet 利用社交媒体和短视频平台进行创意传播\bullet 在ETC账单、小程序等现有触点植入推广信息

（2）线下推广

\bullet 服务区实体推广：电子屏宣传、展台指导、交叉营销\bullet 收费站广告投放：利用等候时间吸引用户关注\bullet 线下活动联动：结合节假日开展主题推广活动

（3）全员分销机制

创新性地将集团员工和服务区商户纳入推广体系：

\bullet 员工推广：每位员工成为平台推广大使，通过分享获得奖励\bullet 商户激励：服务区商户引导用户使用平台，获得引流和分成\bullet 积分体系：建立完善的积分奖励和兑换机制

五、应用成效与价值创造

5.1社会效益

\bullet 提升出行体验：用户平均行车时间和油耗下降 5 % - 1 0 % ，年节省燃油开支数千万元\bullet 促进服务公平：实现城乡、干支线服务一体化，改善偏远地区服务可达性\bullet 增强安全保障：构建“全民参与、实时掌握、精准调度”的安全体系\bullet 推动绿色发展：通过路径优化减少拥堵与空驶，降低交通碳排放\bullet 赋能政府治理：为路网规划、交通组织、应急指挥提供数据支撑

5.2 经济效益

\bullet 引车上路：与高速公路沿线景区联合精准营销，吸引车辆走高速公路\bullet 创新盈利：构建商圈抽佣、精准广告、会员付费等多元商业模式

\bullet 成本降低：节省人工成本 1 0 % { ~ } 1 5 % ，年节约运营成本数百万元\bullet 品牌增值：增强“粤通行”品牌在智慧交通领域的影响力和竞争力

5.3技术成果

\bullet 软件著作权：已登记4项软件著作权\bullet 专利申请：围绕路径识别、服务标签体系、推荐算法等方向推进专利申请\bullet 团体标准：牵头制定团体标准《公路“一张网”出行服务平台系统技术规范》\bullet 系统性能：支持日均请求量20万 ^ + ，峰值QPS超过500，可用性达 9 9 . 9 %

六、推广价值与未来展望

6.1 行业推广价值

粤通行平台已形成可复制、可推广的核心成果：

\bullet 统一入口设计：多终端服务体系与统一身份认证\bullet 伴随式服务模型：全流程一站式服务体验\bullet 联合运营机制：一路多方、运营协调、属地联动的创新模式\bullet 数字消费闭环：场景化运营与行为转化体系

平台经验可在全国范围内推广，为其他省份提供：

\bullet 标准化技术框架：接口规范、系统架构、数据标准\bullet 运营管理模式：绩效考核、协同机制、评估体系\bullet 生态建设方案：商户整合、用户运营、价值创造

6.2 未来发展方向（1）技术演进

\bullet 推进“AI智能体 ^ + 大模型 ^ + 高精底图”深度集成\bullet 建设多模态出行感知模型与智能引擎\bullet 部署“车路协同 + 边云协同 ^ + 出行智能推理”新架构

（2）服务拓展

\bullet 从高速公路向普路、水上、城市交通延伸\bullet 拓展港澳协同通行、跨境旅游等跨域服务\bullet 发展“公众 ^ + 货运 ^ + 旅游 ^ + 政务”全用户覆盖

（3）生态演化

\bullet 探索会员制服务、交通保险等新型营收模式\bullet 构建“交通 ^ + 商品 ^ + 内容”多元生态体系\bullet 推动平台从“系统建设”向“能力服务”转型

七、结论

粤通行平台作为广东省智慧交通建设的重要成果，通过技术创新和模式创新，有效解决了高速公路出行服务的痛点问题，形成了可复制、可推广的解决方案。平台不仅显著提升了公众出行体验，也为行业数字化转型提供了成功范例。

未来，粤通行平台将继续深化技术应用、拓展服务边界、完善商业模式，努力打造全国领先的智慧出行服务基础平台，为交通强国建设贡献“广东方案”，为全国智慧交通发展提供有益借鉴。

平台的建设运营实践证明，以统一服务平台为核心的数字交通转型路径是可行且有效的，具备广泛的推广价值和长远的发展潜力，必将为我国智慧交通建设注入新的活力。

92GHz频段交通毫米波雷达政策解读与应用展望

河北省交通规划设计研究院有限公司京雄云控（北京）智能交
通科技有限公司
刘耀武

摘要：在交通数字化转型与自动驾驶技术快速发展的背景下，92GHz频段交通毫米波雷达成为解决路侧与车载设备干扰、提升交通感知精度的核心方案。本文系统梳理了我国92GHz频段政策演进逻辑，从技术特性、性能参数、产业链布局等维度展开分析，重点阐述了河北省交通规划设计研究院有限公司（以下简称“河北交规院”）在核心芯片研发、整机集成及工程化应用中的突破性成果。研究表明，河北交规院通过“芯片-算法-整机”全链条自主创新，构建了国内首个92GHz雷达国产化解决方案，其技术指标与工程应用规模均处于行业领先水平，为我国交通感知设备自主可控提供了关键支撑。

关键词：92GHz毫米波雷达；交通感知；国产化；河北交规院；技术创新

一、引言

（一）研究背景

交通路侧雷达作为车路协同与智能交通的“神经末梢”，其性能直接影响自动驾驶安全与交通管理效率。据中国智能交通协会数据，2024年我国路侧雷达市场规模达87亿元，但传统2 4 { G H z } 频段带宽不足（ 2 5 0 { M H z } ）、77GHz频段被车载雷达占用，导致路侧与车载设备干扰事件年均增长 1 5 % ，虚警率高达 1 8 % [ 1 ] 。在此背景下，92-94GHz频段的政策划设为交通雷达发展提供了新路径，而国产化突破成为打破《瓦森纳协议》技术封锁的关键。

（二）河北交规院的行业定位

河北交规院作为国内最早布局92GHz频段的科研单位，率先实现“核心芯片-雷达整机-

工程应用”全链条国产化，其研发的92GHz高精度毫米波雷达已通过工信部认证，成为国内首个规模化落地的交通路侧雷达产品。本文以河北交规院为案例，探讨高频段雷达国产化的技术路径与产业价值。

二、92GHz频段政策演进与技术标准构建

（一）政策划设与行业影响

我国92GHz频段政策历经“探索-规范-落地”三阶段，河北交规院深度参与政策制定过程，其技术成果为频段划分提供了核心依据：

（二）技术标准的引领作用

河北交规院联合工信部无线电监测中心，建立了国内首个92GHz雷达测试认证体系，其提出的“等效全向辐射功率（EIRP） { <=slant } 3 3 { d B m } ”“杂散发射 { <=slant } { - 5 4 } { d B m / M H z } ^ { \prime } 等指标被纳入国家标准（GB/T40278-2025），成为行业准入基准。

三、河北交规院的技术创新与性能优势

（一）核心芯片自主化突破

河北交规院历时3年研发的92GHz4T4R单片微波集成电路(MMIC)，采用SiGeBiCMOS工艺，实现三大技术突破：

1.芯片性能：功耗降至 0 . 8 { W } ，噪声系数（NF）≤5dB，饱和输出功率（Psat）≥15dBm，性能达到国际同类产品的 8 5 %

2.制造工艺：突破晶圆级封装技术，模块体积缩小 40 % ，量产良率提升至78%（行业平均 6 5 % ）；

3.专利布局：围绕芯片架构、波束成形算法等核心领域申请专利27项，其中发明专利12项。

（二）雷达整机性能参数

河北交规院92GHz雷达产品（型号：HB-RADAR-9200）性能指标领先行业：

（三）关键技术创新

1.抗干扰算法：提出“空时自适应处理（STAP） ^ + 深度学习”融合方案，将同频段干扰抑制比提升至 4 5 { d B } ，虚警率降至 0 . 5 %

2.超视距感知：采用128通道相控阵技术，实现 ± 6 0 ^ { \circ } 波束扫描，角分辨率达 0 . 5 ^ { \circ } ，可提前 2 0 0 { m } 预警弯道障碍物;

3.低功耗设计：通过动态功率管理技术，待机功耗降至1.2W，较行业平均水平降低 30 % 。

四、工程化应用与产业化成果

（一）国内首个规模化应用案例（如图1）

河北交规院92GHz雷达在秦皇岛至唐山高速公路唐山段（唐秦高速）和G2002石家庄绕城高速石家庄西端口收费站至石太枢纽段及G20 青银高速石太枢纽至冀晋界段（石太高速）实现全线部署，共计320套设备，形成三大示范效应：

图1

1.全场景覆盖：覆盖桥梁、隧道、弯道等复杂路段，平均580米/套，实现无盲区监测；2.事件检测：异常事件（抛洒物、停车、逆行）响应时间 <=slant 1 0 0 { m s } ，准确率达 9 9 . 2 % ，较传统视频监控提升8倍；3.经济效益：交通事故率下降 7 5 % ，年减少经济损失1.2亿元，运维成本降低 60 % 。

（二）产业链带动效应

河北交规院联合中电科13所、华杰智通等企业构建“芯片-模组-整机”产业联盟，2025年带动上下游产值超15亿元，形成：

\bullet 上游：推动SiGe衬底材料国产化，良率从 6 5 % 提升至 80 %
\bullet 中游：雷达模组产能达30万套/年，占国内市场份额的 40 %
\bullet 下游：形成“高速公路-城市道路-智慧港口”多场景解决方案，累计签约项目金额超8亿元。

五、国产化战略贡献与行业引领

（一）打破国际技术封锁

在《瓦森纳协议》限制92GHz雷达芯片出口的背景下，河北交规院实现核心器件 1 0 0 % 国产化，芯片成本从进口的1200美元/片降至380美元/片，降幅达 6 8 % ，保障了国家交通感知供应链安全。

（二）标准体系建设

主导制定《交通毫米波雷达技术要求》（GB/T40278-2025）、（ ⟨ 9 2 { G H z } 频段雷达测试方法》（JT/T1500-2025）等3项国家标准，参与ITU-R国际频率划分谈判，推动92GHz频段成为全球交通雷达推荐频段。

（三）行业示范效应

河北交规院的技术成果已被纳入交通运输部《智能交通装备国产化白皮书》，其“芯片自主化 ^ + 工程化验证”模式被工信部列为“专精特新”典型案例，带动国内12家企业启动92GHz雷达研发，加速行业技术迭代。

六、结论与展望

92GHz频段交通毫米波雷达的国产化突破，是我国交通数字化转型的关键一步。河北交规院通过“核心技术自主化、工程应用规模化、产业生态协同化”路径，构建了从芯片到整机的全链条解决方案，其技术指标与应用规模均处于行业领先水平。未来，随着第二代芯片（GaN工艺）的研发落地（预计2026年量产），92GHz雷达成本将进一步降低 50 % ，有望在城市交通、智慧港口等场景实现大规模普及，为我国交通强国建设提供核心感知支撑。

参考文献

[1] 工业和信息化部.雷达无线电管理规定（试行）[Z].2024.
[2] 河北省交通规划设计研究院. 9 2 { G H z } 毫米波雷达技术白皮书[R].2025.
[3] 中国智能交通协会.交通感知设备国产化发展报告[R].2025.

高速公路微功耗雾区行车诱导防护栏碰撞报警系统-低功耗太阳智能雾灯研究

贵州高速公路集团有限公司凯里营运管理中心杜益文唐瑞达顾波 唐本方 杨云

摘要：本文针对贵州省低太阳能照度条件下，运用ITS 智能交通系统架构，如何构建一个高速公路微功耗雾区行车诱导防护栏碰撞报警系统，以实现提升贵州省山区高速公路的现代化管理水平，提高道路交通安全，推动交通智能化发展。

关键词：ITS系统，多雾山区，低太阳能照度，主动安全诱导。

一、前言

黔东南州易出现低温冷冻、风雹、洪涝、强降雨、雷电、高温等极端天气；洪涝、山体滑坡、坍塌等自然灾害，交通运输等重点行业领域安全风险高，交通安全隐患点多面广，高速公路山多路弯，能见度低时极易导致重大交通事故。该路段建设通车时所安装桥梁道路轮廓雾灯系统，产品功能单一，且无法满足智能交通化的管养需要，必须重新进行升级改造。针对现有路况特点，建设一套雾天行车安全诱导及护栏碰撞声光报警系统，以利于大雾、雨天或夜间行车安全，设备基本安装在路边山脚下，山体滑坡时也能做到报警功能。

二、系统构建和实施

（一）构建思路

随着信息技术、通信技术、控制技术、传感技术、计算机技术和系统综合技术等技术的发展和运用，ITS 智能交通系统在处理当今交通领域的三大难题，交通安全、交通堵塞、环境污染方面效果明显。本项目的系统构建思路正是基于此框架理念而建。

系统构建从遵照国标GB/T24965.3-2010和公安部《关于加强低能见度气象条件下高速公路管理的通告》公交管[1997]312号相关要求出发，以实现以下功能：

（1）道路轮廓显示清晰；
（2）雾区行车主动诱导；
（3）护栏碰撞现场声光警示和后台报警；
（4）雾区自动实现能见度检测；
（5）响应低功耗和节能减排要求；
（6）桥墩上安装小巧不影响行车路面。

在设备选型方面充分考虑节能、减排因素，系统各组成部件需满足2016年国家交通运输部发布的《JTT1032-2016雾天公路行车安全诱导装置》国家标准中规定的各种诱导灯的功能及技术指标。

（二）构建方案

依照系统构建思路形成如图1所示。基站在实现安全指示系统功能的同时，链接气象要素传感器，形成多要求天气数据采集功能，并实现联动共享。

图1本地无线双向通信(实现同步和控制)

诱导警示装置由安全指示灯和智能基站构成，安全指示灯通过本地LORA无线方式与基站通信，经由基站通过lot/CAT与中心平台通信，完成同步、控制、运维、语音等功能。如图2。

图2系统构成

（三）简要说明

此系统由控制中心子系统、区域控制子系统、能见度检测子系统、边际轮廓诱导警示灯子系统、警示广播子系统、防护栏防碰撞警示报警子系统、太阳能子系统等七套子系统及相应监控软件组成。各子系统简述如下：

1.边际轮廓诱导警示灯子系统：诱导警示灯采用微功耗设计，太阳能供电，无线通讯传输，并采用小型微波车检器检测雾区路段车辆的驶入、车速、道路占有等运行数据。本系统所采用的为广播型，每个诱导警示灯带一个20W扬声器，功能示意图见下图3。

图3车A和车B都有两组（可设置）尾随红灯、让后车保持车距

在浓雾天工作时，黄闪的频度和亮度由平台定义，同时，检测子系统检测到车辆经过时，开启红灯尾迹跟踪功能，防止后车跟车过近，平台可定义跟随的灯数。

诱导灯由立杆支架、诱导灯板和诱导控制器三部分组成，如下图图4所示。

2.能见度检测子系统：采用现场视频对雾区的能见度数据实时采集和处理,并把有关数据发送给区域控制主机和路网中心计算机，同时对相应区域的气象监测仪采集到的数据进行处理并进行相应对策处理，以避免异地能见度检测结果与现场的雾区信息差异。

3.区域和中心控制子系统：本系统的主要控制设备，配有高性能处理器、电源驱动模块以及无线传输模块。主要负责系统上下通信、自动启停或远程启停控制、卫星同步授时等功能。当平台授权区域控制主机处于配置模式时，能够一对一和一对多的对新接入的灯进行编号和绑定，用于新建、增减和维护；区域控制主机与边际轮廓诱导警示灯、边际轮廓诱导警示灯相互之间使用无线传输，卫星授时同步。

图4诱导灯由立杆支架、诱导灯板和诱导控制器（含太阳能板）三部分组成

4.警示广播子系统：每个边际轮廓诱导警示灯配置一套20W微功耗广播，实现对雾区现场进行自动和远程警示广播。

5.防护栏防碰撞警示报警子系统：在防护栏发生碰撞事故时，边际轮廓诱导警示灯震动感知后信息发往区域控制主机，区域控制主机通过接收到的数据，分析出碰撞中心位置，并界定事故区域，相关的边际灯立刻处于报警红色闪烁的状态，开启事故区和减速区相关的语音提示，并同步向中心发出报警信息，让平台及时向相关情报板发布事故信息和调配事故处理部门行动，采取及时有效的措施，在事故后方诱导警示灯红色闪烁的同时，提示来车方向的驾乘人员前方事故放缓车速，避免二次事故的伤害。功能示意图见下图5。

图5功能示意图

6.太阳能供电子系统：由太阳能板组件、蓄电池和控制器组成。

7.计算机及软件系统：系统配置一台计算机及相应的软件，负责雾区诱导系统的监测和控制。

（三）项目实施

1.项目实施地点：沪昆高速贵州凯麻段

2.项目具体实施

在G60 沪昆高速（贵州境凯麻段）下行K1700+750-K1712长下坡特控关键路段，实施重要的交通安全提升工程。工程的核心是在护栏外侧安装416 套微功耗雾区诱导灯，同时配套安装8套区域控制器和1套中心控制平台，全面提升该路段在恶劣天气条件下的行车安全性。

具体来说，416套微功耗雾灯将被精心布置在护栏外侧，每套雾灯间距30米，形成一道连续的警示光带。雾灯采用先进的低功耗设计，能够在保证照明效果的同时，最大限度地减少能源消耗，符合绿色、环保的现代化交通建设理念。在雾天、雨天、夜晚等能见度较低的天气条件下，雾灯能发挥至关重要的作用，为过往车辆提供清晰的道路轮廓和警示信息，有效减少交通事故的发生。

8套控制器则负责接收来自控制平台的指令，对雾灯进行精确控制。能够根据实时天气状况、交通流量等多种因素，智能调整雾灯的亮度和闪烁频率，以实现最佳的照明效果和警示效果。同时，控制器还具备故障自检和报警功能，一旦检测到雾灯或线路出现故障，将立即向控制平台发送报警信息，确保问题能够得到及时处理。

1套控制平台作为整个系统的中枢，负责收集和分析来自各个控制器的数据，并根据这些数据生成控制指令。该平台具备强大的数据处理和分析能力，能够实时监测雾灯的工作状态，预测潜在的交通安全隐患，并采取相应的预防措施。此外，控制平台还提供了友好的用户界面和丰富的管理功能，管理人员能够轻松实现对整个系统的远程监控和管理。

安装示意图6：

图6安装示意图

区域控制主机安装在路侧边际轮廓诱导警示灯带附近的合适位置，每个边际轮廓诱导警示灯和区域控制主机均采用5Wp（广播为8Wp）太阳能板供电，以实现边际轮廓诱导警示灯连续不断电闪烁。

在雾区雾灯带1号基站和4号基站各设置一套微功耗太阳能能见度检测摄像机，摄像机视频数据通过光缆和中心控制主机连接通信。

控制主机和边际轮廓诱导警示灯、相邻边际轮廓诱导警示灯之间实现一对一或一对多自动实时通信。控制主机独立实现现场计算并判断雾区状况可自动或手动启停诱导警示灯。

边际轮廓诱导警示灯通过下述控制方案警示司机控制车速和保持车距：

① 系统配置基本型边际轮廓诱导警示灯时，边际轮廓诱导警示灯按国标显示黄色，当雾区诱导系统启动时，所有边际轮廓诱导警示灯黄色同步闪烁，指示边际。

② 系统配置加强型边际轮廓诱导警示灯时，边际轮廓诱导警示灯可以显示黄色诱导和红色预警两种颜色：黄色诱导的显示规律与国标一致；红色预警显示可以设置为当能见度低于60米时，及时发出信号通知该车后方的连续3只边际轮廓诱导警示灯转变成红色闪烁，频次为105次/分钟，已经变成红色的边际轮廓诱导警示灯在接收到前方第4只边际轮廓诱导警示灯检测到的车辆通过信号，及时把红色转变为黄色，并按基本型规律显示。

③ 系统配置广播型边际轮廓诱导警示灯，边际轮廓诱导警示灯在实现上述功能的同时，实现浓雾或事故时现场警示广播。

④ 红色预警距离的设置根据现场实际情况适当调整，安全距离主要是根据能见度距离和车速进行判断，不受警示灯的数量和间隔影响。

⑤ 当红色边际轮廓诱导警示灯闪烁时，提示后面的车辆不能进入红色区域，以避免在大雾天气可能出现的追尾现象。当前车与后车的间距大于安全距离时，离后车最近的边际轮廓诱导警示灯自动显示黄色，提示后车可以缓行，避免堵车。

⑥ 区域控制主机通过接收、分析护栏被撞击引起边际轮廓诱导警示灯响应产生的数据，判定现场护栏被碰撞中心位置，并界定事故区域，相关的边际灯立刻处于报警红色闪烁的状态，开启事故区和减速区相关的语音提示，并同步向中心发出报警信息，让平台及时向相关情报板发布事故信息和调配事故处理部门行动。

3.系统测试

① 系统要求：

0 雾灯强制全天24小时开启，连续7天无断电，车上观看亮度明显。0 广播强制语音播放，连续12小时无断电，车上关窗听声音清晰明亮。0 同步测试：黄灯同步闪烁正常，广播语音播放同步测试正常。0 护栏碰撞报警测试：碰撞区红灯快速闪烁正常，碰撞区段警示语音正常。0 来车方向红灯快速闪烁正常，来车段警示语音正常，两个区段语音内容按不同要求播放不同内容。0 软件功能：能够实现对诱导系统配置、基站管理、气象站管理，能够实现各雾灯电量、灯色、亮度、闪烁频率、雷达状态、语音、手自动模式、碰撞模式等进行监测修改；显示气象数据；显示现场实时视频。

② 测试结果软件测试结果见图7：

图7软件界面图

现场设备运行图片见图8：

图8现场安装示意图

三、系统应用优势

通过对比原有的桥梁道路轮廓雾灯系统，该系统在实际场景应用中还存在以下几方面优势：

（一）开启方式

原系统采用人工干预的开启方式，在浓雾天气时，以电话通知路网中心人员，在监控软件上手动开启雾灯。而本系统具备一台能见度摄像机，能24小时不间断对能见度进行监测，并将数据汇总至控制中心，自动干预控制开启轮廓警示灯。

（二）警示方式

两个系统中黄色引导雾灯的显示亮度、频率与国标都一致，在60-80次/分钟。而本系统