我國擁有全球最大的公路路網,總里程數穩居全球第一,道路交通建設速度與運營都處于全球領先地位。但是,我國路橋在運行過程中事故頻發,在建造過程中存在諸多安全隱患,應急調度反應能力差,傳統的路橋造行安全管控已經落后,急需一種新的技術實現道路的安全防護、集成管控與智能管理。對此,江蘇海盟攜手多家科研院所經過不斷探索實踐,研發出基于“5G+激光”新技術的公路、橋梁安全防護智能集控系統工程(以下簡稱“路橋工程”),現已在多個地區成功試點并取得良好效果。
“路橋工程”針對我國公路、橋梁布線長、跨地廣、車輛多等特點,有效融合智慧路燈、大數據、物聯網等高新技術,集傳統監測設備、公路設備、智能終端設備于一體,以多圖合一的地理信息平臺為基礎支撐,以互聯網+大數據為采集手段,對公路、橋梁在建造過程中進行全程監測、危險預警與安全保障,在營運過程中實時感知,掌握每段路、每輛車和每個結構物的現狀并精準預測發展趨勢,構建路橋體系的“大腦”,實現對路橋造行的實時監測、集成管控、智能分析、智慧服務。
智能感應云路燈:核心是系統集成強大的專用操控軟件,融合多個傳感器、無線及載波網絡、視頻監控、微基站等相關跨界學科技術;通過采用照度傳感器技術,感應可見光強度轉換成相應電信號,內置芯片根據溫度感應電路,將采集到的光電信號進行溫度補償,以輸出精準的線性電信號;通過調制解調設備,對電壓進行調制后傳輸,能夠對設備提供電力的同時還能進行數據的傳輸。
激光探測掃描:海盟獨家研發的激光探測掃描設備分單射與對射兩種類型,可360度方位設定探測方向,通過漫反射實現1500米之內的測距;采用905±5nm的波長,該波長為人眼安全激光波長,抗干擾能力、穿透力和傳輸距離較強;采用GPRS通訊技術,支持遠程控制與遠程報警,可實時查看設備狀態;采用MP3語音解碼技術與AES-128加密解密技術。
AR現實增強:借助計算機圖形技術和可視化技術產生現實環境中不存在的虛擬對象,并通過傳感技術將虛擬對象準確"放置"在真實環境中,借助顯示設備將虛擬對象與真實環境融為一體,并呈現給使用者一個感官效果真實的新環境。
超寬帶定位:是目前全世界最先進的無線電定位平臺。通過在固定的基站和移動的標簽之間發送UWB無線脈沖來測量飛行時間(差),然后通過類似三邊定位等方法,及創新的定位算法,來實現標簽的高精度定位。
5G移動通信:5G是最新一代蜂窩移動通信技術,其性能目標是高數據速率、減少延遲、節省能源、降低成本、提高系統容量和大規模設備連接。通過在智慧路燈燈桿上預留標準化的5G微基站接口,可搭載5G通信基站,無線設備配套能力有保障。
智能終端設備:智能手環、標簽、胸卡內置的 GPS 模塊接收到衛星信號或通過WIFI、基站模塊,搜索附近WIFI、基站ID,通過內置通訊模塊,把定位數據傳送到后臺系統,再結合地圖軟件,將目標位置顯示在地圖上,也可安裝在APP,登陸后臺系統實現定位跟蹤。
物聯網:物聯網的應用體現為車路協同、車車協同、人車協調,通過在車輛、人員身上安裝智能終端設備并與平臺相連接,搜集、儲存車輛駕駛狀況信息并發送給實時數據庫,對過濾后的數據進行處理,實現管理人員對車輛的實時管控,實現人車協同。
大數據:實時監測全路網的交通流量狀況、前端設備運行狀況、交通事件狀況,統計分析歷史數據,預測未來交通流量,評估并優化現有道路資源配置。通過整合路橋各業務數據、行業資源,實現“跨部門、跨業務”的協調應用和處理,在出現極端天氣、重大交通事故等緊急狀況時,提供較優解決方案輔助決策。
1、智慧路燈無線集控系統
在城鄉路橋安裝智慧路燈,通過用軟件平臺串聯所有的功能模組,并且按需配置相應功能,提供無極充電、環境監測、LED信息屏等功能服務。按照季度、天氣、人車流量、亮度傳感、地理經緯度等照明策略實時下發控制,決定路燈是全夜燈點亮還是半夜點亮,當天氣或時段發生變化時,路燈的亮度以及強度也隨之進行調節。支持對所有燈具遠程開關、調光控制,節約用電成本。
2、AR道路安全立體防控
為道路防護人員佩戴AR眼鏡,可有效捕捉人員信息、車輛號牌等,與信息庫中的數據進行比對分析,讓各類關注人員、車輛隨處觸網;為道路施工負責人佩戴AR眼鏡,第一視角記錄工作人員的作業流程、操作步驟、工具器等,借助智能分析系統檢測是否符合安全流程,遇到問題時刻遠程呼叫專家,尋求協助。當發生事故時,現場施工負責人員通過AR眼鏡與指揮調度中心進行雙向溝通,指揮中心可通過AR眼鏡捕獲的第一視角畫面,準確掌握現場情況,高效部署救援方針。
3、重要路段交叉口、特殊防區:智能防護報警
在重要路段交叉口和特殊防區設置安全防線,通過搭配防止越線的激光雷達掃描探測裝置,實時監測重要交叉口地段及特殊防區的車輛與人員信息,自動調節信號燈,當交通燈顯示為紅色狀態時,激光探測器為設防狀態,對闖過紅燈的行人或車輛進行報警提示或采取強制措施。當遇到突發情況,激光探測器進行報警提示,并迅速撥通相關求救電話,根據燈桿GPS定位即刻了解報警地點,協助相關人員準確實施救助。
4、山洞、地底、水下:施工安全管控
在山洞、地底、水下等施工現場的出入口、大型機械周圍、供電設施、臨時交通通道、支護周圍、易燃易爆物周圍以及具有一定危險性和危害性的氣體、材料周圍等位置,安裝激光探測器與超寬帶定位設備,對水準點、電桿設置防護欄,將為施工人員佩戴手環、胸卡等智能設備,實時監測施工環境、人員位置與身體狀況。當發生事故或者人員身體不適時,及時發送報警信息,指揮調度中心通過獲取的位置信息,派遣人員前往救援。
5、涵洞、隧道、超高類:監測預警提醒
在涵洞、隧道、超高類地段,激光有效探測距離為1500米,可動態從路況、車況及駕駛員的綜合信息中判斷是否構成安全隱患并給與提示,在緊急情況下,能自動采取措施提醒汽車,使汽車能主動避開危險,保證車輛安全行駛。當車輛被探測到存在超高、超重的情況時,可通過周圍的智慧路燈、遠程喇叭等設備向違規車輛發出提醒,要求在就近路口駛出高速,并及時通知指揮中心,實時監測該車輛的動態,保障道路行駛安全。
6、遠程喇叭/公共廣播
遠程喇叭通過GPRS遠程通信技術以及實時語音編解碼功能,實現指揮中心遠程喊話功能、APP遠程在線喊話。動態設置需進行遠程喊話設備,在任何擁有網絡的地方都能實現遠程喊話,對需要進行喊話的地方進行定點喊話,不需要的地方不進行喊話。一般情況下或無緊急現象發生時,遠程喇叭可用于發布新聞和區域信息、提供背景音樂以及用于尋呼和強行插入災害性事故緊急廣播等。
7、智能管理應急平臺
平臺通過配合完善的地理信息系統、大數據分析研判、APP客戶端等手段,對路橋運行狀況與服務水平進行全天候、全方位、無死角監管,通過建立可變情報板信息發布模塊,動態發布路橋施工占路、路橋阻斷、路橋氣象及突發路橋應急事件等情況,為路橋管理與應急處置提供輔助支持。
在路橋管理方面,實現設施的可視化管理、路橋運行狀態的動態監測(通過交通量、氣象、視頻等動態數據監測)、路橋占路施工信息的采集與報送、路橋事件報告熱線的接聽與處置、路橋網的動態調度管理、路橋業務車輛的統一監控與調度;在應急處置方面,實現路橋交通應急預案管理,路橋交通事件的監測、預警及影響態勢分析,應急方案制定,應急資源管理、配置與調度。