国企数字化转型背景下的智慧高速建设.pdf

综合：国企数字化转型背景下的智慧高速建设于鹏（阿里云计算有限公司，浙江杭州）摘要：本文针对高速公路普遍存在的 感知能力弱、管理协同难、体验服务 少三大 痛点，集成高德、钉钉以及数据中台的能力，研究 形成一套全及盖态势感知、一路多方高效协同、精准及时 的伴 随 式服务等场景化服务 能力，实现高速公路管控的精准感知、精确分析、精细管控、精心服务，显著提升高速公路的 管控效率与出行安全。关键词：国企数字化转型；智慧高速数字化转型的目标是 通过数据和智能化建 设，助力高速公路运营管理集团打造主业突出、核心竞争力强 的基础设施投资建设运营服务商和行业龙头企业。一、数字化转型的目标颈，打造走在行业前列的示范样板，交通、物流、金融等主业产业板块全面实现智慧化运营管理。（三）实现数字新产业的打造“高速云”新一代数字技术基础设施更加完善，布局新型数字产业，并大幅提升数字产业规模和占比。数字化愿 景是依托数字化和智能化打造具有全球竞争力的世界一流基础设施综合服务 商，其核心是依托数据驱动 管理升级、数据提升运营效率 以及数据赋能价值创新来 实现。数字化转型架构如图所示。基础设施云化一提供支揮业务数据 化数据智能化路棚；互联网“数据大脑”大数据图数字化转型架 构图（一）实现管理决策的智慧化“云大物 移智”和为代表的 新一代信息技术与各类管理活动深度融 合，通过数字化转型助推管理手段现代化，驱动产业提质升级，培育高质量发展新动能，切实增强企业竞争力、创新力、控制力、影响力、抗风险能力。（二）实现业务运营的智慧化以打造智慧高速的建、管、养、运、服全生命周期 的一体化二、数字化转型路径数字化转型并非一蹴而就，将会是一个漫长而持续的过程，般 会从基础设施云化、核心技术互联网化（一切业务数据化、一切数据业务化）和应用数据智能化三个核心阶段帮助 客户推进数字化转型，结 合高速集团自身发展水平，在“十四五”期间分数智交控夯实 基 础、数智交控全面深化、数智交控成果巩固三个阶段推进“”数智交控蓝图。数字化转型路径如图所示。具有全球竞争力的世界一流基础设施综合眼务商（一）数智交控夯实基础数字化管理为主线，重点突破智慧建设、智慧高速、智慧物流、该阶段集团层面在保障体系方面的主要工作目标是完成统智慧金融，管理内控支撑能 力等领域的数字化转型困境和能力瓶筹数字化转型办公室 的建立并完成全员数字化认识提升工作；在 年增刊（总第期）中国交通信息化数据？据资产数据数据休系休蒹休綦数据休系中 台数据工厂边高精 度定高 精度定位精 度 定位基站位终蝙一体视觉智机体机云料台体机鲕上云脚端知毫朱波激 光霣蠶视一交通监设备當达达体 机控相机外采气高重由车据据裙玥据智搴 故败费没备雾灯车盒站 灯车 路 协目云控平台运行监测决养护支持管理收费管理协同管控（云控）办公、？公、工作、移动财努管理、人力资源、招板采亂党？工作、法偉法规、纪检麄黎、：出行 服努车路协同产业数字化之管理数字化方面完成一体化管理平台和穿透式门户的搭建、建设完成集团层面的管理驾驶舱的建设。在产业数字化的生产经营方面，完成建管养运服一体化管理平台建设并完成试点；数字产业化层面，集团牵头完成产业布局规划。该阶段的阶段总 体目标是数据在 线 和组织协同，并将高速运营板块打造为一个集团数字化转型的样板间。实现高速运营板块在管理上实现横向协同与纵向贯穿、业务人员的关键运营活动实现在线化，数据智能在运营阶段可以识别出降本增效的亮点场景，管理层面实现数据实时可见，实现一屏观高速。（二）数智交控全面深化该阶段的核心是 数据运营，目标是管理一体化、运营 数据化、决策全面可视化，初步具备产业内协同能力，在“”蓝图之下各业务板块深化数字化建设。持续 完善数字化文化培养工作，全员对数字化 认识持续加深、积极参与数字化建设和运营；管理方面实现集团各业务板块全面实现一屏观集团、一平台管集团、一门 户连集团；核心主业的运营可以基于集团的二级数据中台开展数据智能 的创新研发和主业相关的数据服务，初步实现数据运营；集团级数据治理工作取得成效，实现集团级数据资产目录，板块间数据共享已经有章可循、安全可控；集团基础设施完成万兆网升级、持续优化扩容集团企业云、高速云和产业云，具备完善和坚固的 信 息安全和数字治理体系；数字化新产业完成相关的组建工作进入业务展开阶段。（三）数智交控成果巩固该阶段的核心是数据智能，目标是管理决策的智慧化、业务运营的智慧化、新产业初步成型；对数智交控的成果进行巩固，对各项数字化能力和方案进行沉淀并通过数字产业对外输出。数字化转型交通基础设施板块如图所示。布島交 通？慧 交猶孖枳蜃长三罾 輦遍承？费化 全寿 羼 色要 木应用酱？含的公实图数 字 化 转型 交通 基础设施板块图三、智慧高速建设研究与实践何为“智慧高速”？就是借助 移动通信和互联网、云计算、大数据、人工智能等新一代信息技术，实现公路运输系统的协同管控与创新服务，促进路网科学管理、高效运行和优质服务的新理念和新模式，运用先进信息技术，实现高速公路系统的协同管控与创新服务，支撑高速路网更加通行便捷、更加安全可靠、更加运营高效、更加优质服务，从而实现打造公路数字经济体。智慧高速六“新”如图所示。精铟化管理多绝道路交通智意化道路智车路协同奴区块链伴？式运營辖助 决策资源想知分析交通主动管控创新探索建设全眉 期溯 爾交通信服努：？图智 慧高速六新”图出行中服务 乘人员路段管理处￥智轚地前台）云、高精定位与地图、车路协同等技术保陣体系图智慧高速整体架构图综合提准保收“收费洞察、出行洞察费串 管 理可视化持情计费收费争议可视化大车小标出行轨邊异常客货混标收费纖迁徒分析出行特征分析？通行费预估：八收费特 征分 析！高速数据底盘一挡车一档一雀一档一辜一档一人一一站一档道路值 息交遁信 息出行轨迹费幸信 息择通信息瑜邁行费最小费額基础俚 息流水？息思卞话思车牌识别敷 据车拥通行数据车辆收费败 据图片数据北斗数据高德数据技术中台（）云计算大数据平台数据分析引擎视觉分析引擎高德边缘计算（边）稽核一体机（旗舰版）稽核一体机（专业版）稽核一体机（敏捷版）收费终端（端）图智慧高速大 数据中心图（一）智慧高速整体架构“”总体蓝图：批感知 设备，个赋能中台，大应用平台，个技术体系。智慧高速整体架构如图所示。（二）智慧高速大数据中心企业云改战略包括业务上云、系统上云、网络上云，其中最基础的环节是系统上云。采用自主研发生态合作相结合的方式，打造数字化能力平台作为开放合作的核心载体。人工智能、大数据、区块链、云计算技术 等前沿技术不断成熟，从企业的角度看，只有不断提升自身数字化能力，才能在数字化新常态下保持竞争力，适应数字化经济变革，进而完成数字化转型。智慧高速大数据中心如图所示。云平台由云主机、云存储空间、云网络、云数据库及其支撑基础设施等组成，为数据存储、网络安全、分析计算等各项需求提供基础支撑，通过梳理集团业务 与资源进行科学规划建设。（三）智慧高速数据中 台数据中台由大数据平台、数据治理、智慧算法等组成，按照集团需求并结合现状，分类、分批接入集团各业务系统，汇聚各部门子公司数据和外部合作方数据，实现安全、便捷的数据交换共享，为 集团业务进行更深层次 的数据赋能、为集团创新战略发展提供支撑。数据中台建 设边界，建设个集团层面总的数据中台多个分公司层面分的大数据中心，通 过数据汇聚、融合、分析，基于业务场景挖掘数据价值。（四）基于边缘感知的云控平台通过对数据的分析挖掘，智能评估交通事件对交通运行的影响，形成系统性交通事件感知方案，提升行车安全与效率技术路线，实现高速公路智慧化服务的品质提升，主要研究内容包括高速公路交通事件检测关键技术研究、高速公路交通流数据检测关键技术研究、多维数据融合技术研究等。智慧高速云控平台关系如图所示。（）数据反馈图智慧高速云控平台关系图以物联网、云计算、大数据、人工智能、等先进技术为依托，专注智能交通 的落地应用，着力发展智慧 集成、智慧出行、智慧数据三大业务板块，构建智能交通商业生态圈，力争成为智能交通行业内具有较强竞争力的交通科技型平台型企业。构建“一库”“一网”“一图”“一云”来打造一网通，实现路网监测、应急调度、决策分析、信息发布和资产管理。一库：基础数据库，建 立统一的数据标准集，形成高速公路数据中心和业务系统的“一对多”关系，实现业务的协同化。一网：实时 路况一张网，组建 全局统一高速 公 路的路网信息，实现智能路网监测和智能研判。一图：决策 调度一张图，基于实现可视化展示与分析，云呼叫中 心系统在线客系统话务工作台智能客 银系统文本机器人语音 机器人智能外呼机器人智 眭质检智能知识库系统智能工单系统败据接口务系塊基础数据中心（地图、视频收费站、？务区、路段相关等基迅数据）年增刊（总第期）丨中国交通信息化 为营运管理提供及时有效的基础时空信息服务。一云：推进信息系统向集约化和云服务模式转变，实现管理工作的信息网络化、数据标准化、资源合理化、业务规范化、决策科学化。（五）基于数字孪生的精准管控研究高精度电子地图服务与数字孪生技术应用，融合高速公路数据资源，研究三维模式的高速公路数字孪生系统，基于数字孪生技术整合全域覆盖的感知体系、全网共享的数据资源体系，实现面向车道级精准化管控实践方法，实现感知、预警、诱导、事件模拟仿真、调度、车道级诱导、决策建议与安全辅 助信息推送等应用场景，为公路管理者提供决策 辅助，提升司乘人员通行效率与安全保障。智慧高速数字孪生如图所示。图智 慧高 速数字孪 生图（六）基于的公众出行服务随着国家推广力度 的持续加大，用户增长迅速，根据国家发改委、交通运输部印发的加快推进高速公路电子不停 车 快捷收费应用服务 实施方案，为大 力推广在髙速领域以外的拓展应用，结 合 交通运输部有关要求，充分云计 算、大数据、人工智能等 方面的技术，积极开展停车场拓 展应用，满足用户在停车场消费需求，积极推进在城市停车管理、拥堵收 费等领域的应用，积极探索停车场收 费与“互联网”融合发展的模式和路径，创新使用“”无感支付模式，开启智慧停车、绿色出行的新生态。打造以“智 能业务”双能力引擎为核心的公众出行服务平台，全面实现高速公路网面向用户出行、运营管理、决策研判等需求 的能力输出。其中客户服务智能化能力引擎以先进的计算机技术、人工智能算法 为基础，为全客户服务渠道提供智能化能力；路网公众出行业务能力引擎以高速公路相关业务为核心，以信息报送系统及其他相关信息系统数据为支撑，围绕公众出行及运营管理需求，着重打造及公众出行相 关业务服务，在为智能客户服务系统提供支撑的同时，具备向其他端系统及第三方公众服务软件输出的能 力。出行服务架构如图所示。（七）高质量云上智慧服务区通过大数据、云计算、人工智能、北斗、移动互联网、数字孪生等技术使能，因地制宜地构建智慧化的服务体系、数字化经营体系、精细化管理体系，有效提髙服务区运营管理和出行服务信息化、智能化水平，打造高品质“云上智慧服务区”，更好地满足驾乘人员出行需求。智慧服务区架构如图所示。（八）高效益云上智慧收费站对 收 费 车 道通过的车辆类型、车牌、车流统计以及突 发事件和非法事件进行观察、记录、分析与决策。针对收费业务的标准化、智能化、在线化、云化的“新型四化智慧收费站”建设思路，实现以下创新应用场景。（）云边端新一代收费站软件，实现网络化，可远程对设备集中控制，系统迭代、部署更加灵活，实现设备集约化，收费无人化。（）收费机器人，借助深度学习，自动准确识别车牌、高速 路況公众号公众号网 站 及其 他靖服务，可视化大屏应用开发學？公众出行服务平台 路况客服 客服；人工智能训练师培训系统日常维护服务系统安装部署公有云资图出行服 务架构图综合司乘：智慧出行 子平台四、结束语高淸视頻数据交易数据充电数据智能厕所数据用户行 为数据图智 慧服务区架构图车型、车辆特征信息，在收费站汇聚后，提供云收费系统，稽查系统、入口治超系统、门架系统进行信息匹配。（）掌上收 费终端，基于云端独立部署 的车道收费服务 与手持终端交互，实现轻量实时的移动收费，可以解决异常情况下的发卡和收 费业务，不仅仅是与收费站打通网络，更重要是与 分中心、省中心互联，站段系统瘫痪的情况下，收费终端不影响收费业务。（）全域监控，出口匝道预交易，针对不同的提前交易结果和车辆特征，提供不同的通行体验和服务，实现与云端及智能管理终端互联互通，实现特情处理。（）堵漏增收，事中稽核，对于高速收费路径流水，提供图像级的路径合理性査询和匹配服务，逐一验证收费路径的相机图片，提供图像结果用于收费稽核，减少收费纠纷。（）差异化收 费，充分考虑路网结构及运行因素，创新服务模式，科学精准 制 定差异化收费方 案，全面推广分路段、分车型（类）、分时段、分出入口、分方向、分支付 方 式 的差异化收费。（）站级边缘云平台，边缘云安全是全方位的云原始的安全设计，云计算的安全都是软件实现的，随着云平台的基因长出来的安全。（）全要素感知一张图，基于互联网数据、视频 分析数据、气象数据、本地路侧感知数据、重点车辆等数据，实现高速路况、事件、气象、设备、重点车、养护车辆等全要素感 知一张图。（）实时预警与协同管控，引擎覆盖交通拥堵预警、车辆卨速信息数据预瞀、道路安全预警、稽查逃费四个领域，基于“数字预案”处置流程，实现收费站相关路段诱导发布、设备控制、收费站限流等控制策略。（）智能诱导及匝道控制，实现主动 管控的出行服务场景，匝道主线联动控制辅以智能诱导，从导、疏、控三个方面实现高速智能诱导，结合大数据和人工智能算法，提供单匝道控制和多 匝道联动控制。通过融合多元数据，提供收费站实时动态和匝道管控情况，通过统一的信息发布。智慧收费站示意如图所示。在国企数字化转型大背景下，针对 高 速公路集团运营管理业务要求，智慧高速建设研究和实践了交通监控、安全应急和信息服务能 力，具体包括交通监控、设施监测、收费稽核、路政执法、安全 应急、信息服务等，主要解 决了以下痛点：感知能力弱，高速公路三大系统侧重设备覆盖，但算法识別较弱，从事件级到态势级是路网管理趋势，均需要更多融合感知和 识别算法加持；管理协同难，紧 急突发场景下，一路多方之间联情响应难，事故取证、溯 源、隐患排查等安全管理亟须改进；体验服务少，车道级主动管控是趋势，高精化、实时和短时推演能力是关键；导航提示、精准触达是高质量出行服务的痛点和关键。未来，智慧高速仍然会在基础设施 数字化、路网数字化、云控平台、数据中台、数据中心等 横向上依然会继 续演进，路段级、省中心级、部中心级纵向上也逐渐 清 晰，持续研究，迭（下转第页）区内拥挤指区内视顇含特色推荐文族体验定刨高速智慧服 务区运营管理平台管理：智能运行管理子平台运营：商业运 营子平台智慧运营改造方案服 务区运营司乘期 产品运营用户运营活动策划推广品牌述设传播体验产 品迭代运 营效 果脍涮服务区改造脈务 区调研腹务策划设计服务区业 态规划运营端：（）司乘端（小程序）务接平台应用服务务台据台业中数中中台服务 年增刊（总第 期）丨中 国交通信息化 ，（），】赵生，王诣佳，廖志鷗，等基于深度学习的危险品车辆识别技术研究公路交通技术，（）：丨 丨】王海蔡柏湘，蔡英凤，等基于语 义分割网络的路面 积 水与湿滑区域检测】汽车工程，丨，（）：？】张文风，于艳玲基于 的高速公路抛落 物检测【上海船舶运输科学研究所学报，丨，（：王笑风，毛海臻，杨博，等基于深度学习 网络的沥青路面性能预测研究公路交通科技（应用技术版），（）：李勃基于法的高速公路 边 坡稳定 性研究河北工业 科技，丨，（）：丨丨间江晓东基于丨识别的高速公路能见度预警平台】机电技 术，丨（）：丨丨丨丨林艺华基于 深 度 学习的高速公路交通流 数据监控方 法研究 ，（）：责任编辑：张华彬（上接第页）图】智 慧收费站示 意图代实践。参考文献张亮兵车路协同技术在智 慧高速 领 域的应用智 能建筑与智慧城市，（丨）：丨 丨吕璇智 慧 高速公路 建设与思考交通世界，（）：张伟，卜德江，孙玉柱，等山东 智 慧高速公路建设标准体系研究】中国交通信 息化，（丨丨）：丨责任编辑：孙婧