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1、河南省交通规划设计研究院股份有限公司2023年10月河南省普通公路“车路空天”一体化感知系统新基建示范工程一、背景背景河南省交通规划设计研究院股份有限公司的前身河南省交通规划勘察设计院始建于1964年,2017年12月在深交所创业板上市,是国家高新技术企业、河南省创新龙头企业,2023年4月荣获“河南省省长质量奖”,也是华中区首家上市的设计咨询类企业。河南省交通规划设计研究院股份有限公司(证券简称:设研院 证券代码:300732)公司持有公路工程、市政工程、建筑工程、煤炭工业、电子信息工程、城乡规划等相关40余项甲级资质资信。40+背景设研院坚持“用服务创造价值,让生活更美好”的企业使命,践行
2、“追求卓越、潜心笃行、诚信担当、合作共赢”的核心价值观,贯彻“以服务为核心、以质量为根本、以技术为保障、以市场为引领”的发展理念和“规范、创新、优质、和谐”的质量方针,围绕构建工程领域全生命周期一体化服务产业链,遵循设计咨询服务、技术研发与成果推广两条成长主线,致力于成为中国领先的工程技术综合服务企业。成为中国领先的工程技术综合服务企业交通城建建筑能源水利环境背景博士、硕士1195人正高级职称177人高级职称633人国家各类注册工程师1234人国家级和省级勘察设计大师5人国务院、省政府特殊津贴专家5人河南省学术技术带头人河南省优秀青年科技专家、河南省高层次人才共11人国家、省部级劳动模范和“五
3、一”劳动奖章获得者共9人截止2023年7月底公司员工总数超过3800人研发平台目前公司拥有政府部门批复认定的各级研发平台19个(其中控股子公司中赞国际建有5个),包括:1个交通运输行业研发中心、10个省级研发平台、8个市厅级研发平台。科技创新国家科技进步奖 1 项交通运输部重大科技成果 4 项省科技进步奖 20 项有效专利 264 项其中发明专利 89 项软件著作权 175 项背景国务院:交通强国建设纲要国家综合立体交通网规划纲要交通运输厅:河南省“十四五”公路发展规划 河南省交通运输领域新型基础建设实施方案交通运输部:数字交通“十四五”发展规划 交通运输领域新型基础设施建设行动方案(2021
4、-2025年)党的二十大报告背景必要性分析“7.20”特大暴雨灾害交通运输量持续增长背景已建感知系统政策支持推动交通新基建重点工程目前相关感知设施技术成熟河南省已经开展试点工作,已有一定的基础河南省普通公路和水路管理平台落实举措基础保障提升效率改善服务可行性分析二、工作基础工作基础1、西部、北部山区个别路段水毁、滑坡、塌方等地质灾害明显。2、旅游资源丰富,有较多的旅游干线公路。3、一些路段超载超限严重,对道路损毁较大。4、干线路经常交通拥堵严重。截止2021年底,干线公路3万公里,农村公路23万公里;根据河南省“十四五”公路发展规划,到2025年末,干线公路达到3万3千公里,农村公路达到25万
5、公里。工作基础2017年,河南省启动了全省干线公路路网运行监测与综合管理信息系统项目建设。将现有业务系统数据资源进行整合,进行统一管理,做到“一数一源”的数据管控。2018年底,河南省开展实施了河南省新一代国家交通控制网和智慧公路试点工程(普通干线公路)建设,选取郑州市、济源市、兰考县(直管县)为试点区域,主要工作有以下三方面:构建全省公路一张图,形成“1库+1图”的大数据中心建设干线公路全业务、全层级、全要素干线公路综合管理平台选取少量典型路段外场终端试点建设工作基础2021年河南省开展全省自然灾害综合风险普通干线公路、水路以及农村公路承灾体普查工作,查明重点地区公路抗灾抗风险能力,客观认识
6、我省公路灾害综合风险水平,了解自然灾害风险隐患情况,为社会经济可持续发展,提供权威的灾害风险信息和科学决策依据。858个干线公路高风险点一级风险点95处,二级风险点数量为763处,主要分布在南阳、洛阳、三门峡、济源、焦作、新乡、驻马店、安阳等8个地市。105个农村公路高风险点一级风险点11处,二级风险点数量为94处。河南省干线公路风险点分布图工作基础3.感知手段欠缺导致应急处置能力不及时1.农村公路技术状况检测评定慢农村公路点多、线长、面广,传统的技术状况检测方式以人工调查为主,存在工作量大,检测效率低,评定主观性强,数据质量不高等问题。2.重大安全隐患路段状态感知周期长传统状态感知依赖人工巡
7、检,安全隐患感知速度不够快速,影响评估路网通行能力、应急救援和管理决策工作的展开。在突发自然灾害情况下,无法及时快速地了解路网阻断情况,评估路网通行能力,不能快速规划救援路径。4.重点路段路网状态感知信息不准确感知手段有限,人工感知存在一定程度的主观性,获取到的信息不够全面和准确,从而影响判断评估重点路段路网运行状态的准确性。5.信息资源共享不充分造成资源浪费在省、市、县三级路网管理部门之间、相关业务部门之间的信息未能充分共享,造成一定程度上的信息资源浪费。行业管理短板三、总体方案总体方案感知设备多层次多来源多维度全覆盖河南省普通公路“车路空天”一体化感知系统工程按照“统筹规划、省市共建、需求
8、导向、以人为本”的总体工作思路。提升业务能力养护安全农村计划路政建设思路总体方案有效提升精准感知、精确分析、精细管控、精心服务能力。路网透明路网健康状态+路网运行状态+路域环境状态智慧决策道路管养+应急救援优质服务服务管理者+出行者服务中心+地市+公众 总体目标总体方案01基本建成普通公路“车路空天”一体化的全维度感知网02开展全省公路无人机技术应用03建设河南省普通公路智慧大脑04开展全省公路遥感技术应用主要建设任务总体方案基于河南省普通公路和水路管理平台扩展公路感知服务网、普通公路综合管理平台及基础支撑平台,通过“车路空天”实现普通公路的全域智慧感知。总体架构四、建设方案建设方案车采用路面
9、快速检测车搭载多传感器进行公路路面技术状况的快速感知。路在省内已建干线公路的关键节点设置基础感知设备进行健康及运行状态感知。空采用中小型无人机搭载多源传感器实现对公路的状态感知、巡检和应急测绘保障。天采用多源高分卫星遥感影像实现对公路的路网提取、灾害监测、形变监测等全方位感知。平台基于车路空天感知数据,分析路网运行状态、实现道路管养工作提质增效,提高信息服务水平。建设内容建设方案建设内容建设方案关于农村公路路面状况快速自动化检测评定,采用以下方案:设备+采集+数据处理模式各县公路部门在养护作业同时自行采集数据。由第三方公司负责数据处理。车端专项建设方案公路在役单孔跨径500米以上的悬索桥、单孔
10、跨径300米以上的斜拉桥、单孔跨径160米以上的梁桥和单孔跨径200米以上的拱桥;上跨铁路的桥梁;技术状况等级为3类、4类且需要跟踪观测的在役桥梁;其它经评定需要进行结构监测的桥梁;跨越黄河的桥梁;上跨一、二级水源且跨径大于45米的桥梁;桥梁布局要求大件运输车通行频繁路段上的典型桥梁;山区高墩桥梁。应建设健康监测宜建设健康监测路侧专项建设方案路侧专项深挖路堑(土质大于20m,岩质大于30m)且土岩结构不利的边坡;顺倾层状(倾角大于10度且小于35度)边坡或软弱夹层倾向路基的边坡;边坡塌滑区内有重要建(构)筑物基础及边坡塌方影响区内有重要建(构)筑物时的边坡工程;经专家评估安全状态较低且灾害危害
11、性较大的边坡;边坡布局要求运营期经常发生崩塌、落石等导致道路断行或危及行车安全的边坡;在河南省自然灾害综合风险普通公路和水路承灾体普查工作中一、二级风险点涉及的边坡。运营期少于5年的高填陡坡路堤边坡;欠稳定或不稳定的采空区路段高填或深挖路基边坡;路线穿过古滑坡段落的边坡;建设方案路侧专项公路养护等级为二级及以上隧道;三车道及以上大跨隧道;01030204特殊结构隧道(连拱隧道、棚洞、明挖隧道等);已产生病害或已开展病害整治的隧道;隧道布局要求0506在河南省自然灾害综合风险普通公路和水路承灾体普查工作中一二级风险点涉及的隧道;其他需要监测的不良地质和特殊性岩土隧道(黄土隧道、膨胀性岩石隧道)。
12、建设方案路侧专项普通公路运行状态感知通过卫星影像,提取路网运行信息,整体评价路网通达性。边坡运行状态感知通过采用视频监测设备,结合AI技术进行异常事件智能化监测,可以实现视频事件监测分析应用,通过视频智能化分析,加强对异常事件的智能化监测分析,及时发现交通安全隐患。隧道运行状态感知在隧道建设中央控制、现场控制、视频监控、交通控制、环境检测、火灾报警、应急通信等系统。桥梁运行状态感知通过对状态监测,结合公路条件、历史交通数据、结构安全等因素,开展可变限速等主动交通管控,保障交通运行安全。建设方案路侧专项边坡监测设备以北斗高精度定位技术和精密传感技术为支撑,为监测结构提供高精度(毫米级)的在线监测
13、。农村公路路面快速监测及自动化评定设备,采用北斗导航,实现精准定位。用5G+北斗+边缘计算技术,实现桥梁静态毫米级位移监测,及时向管理者发送预警信息。北斗精准定位建设方案无人机专项公路无人机技术应用创新中心通过部署工业级无人机,配备专业的无人机机载设备,以北斗卫星导航定位技术和5G/互联网技术建立高速的通信链路,结合人工智能识别技术,最终形成基于无人机地面智慧和空中感知一体化的智能感知体系。地图数据视频数据地面感知数据大数据技术物联网技术人工智能技术实现跨系统、跨领域的数据融合、态势监测、智慧信息服务路面巡查日常养护巡查应急测绘保障服务交通阻断情况勘查公路无人机技术应用创新中心建设方案无人机专
14、项公路巡检桥梁巡检边坡巡检交通疏导空地一体化无人机系统主要功能及场景应用应急救援应急巡检应急测绘小型无人机中型无人机无人机地面指挥系统无人机机载感知设备多设备、多维度感知数据融合联动分析日常:系统联动常态化监测,道路、桥梁、边坡等关键节点日常巡检应急:系统联动应急指挥,灾害应急响应感知和应急方案决策道路、桥梁、边坡监测部分关键节点及单体设施感知应急灾害感知响应其他感知设备辅助建设方案遥感专项公路遥感技术应用创新中心建立河南省公路遥感技术应用创新中心,应用高分辨率遥感卫星影像和高精度定位卫星相结合,对河南省普通公路路网进行全覆盖感知,完成全省干线公路及农村公路的创新应用,并对应急情况下完成网路灾
15、害情况的感知。基于卫星遥感影像的普通公路全覆盖感知基于卫星遥感技术的普通公路灾害感知建设方案遥感专项公路用地清表路面摊铺成型已完工通车路基填筑成型道路建设计划执行监督建设方案日期N01N02N03N04N05N062021/1/26-69.83514-66.72704-63.65118-96.97058-101.2617-75.076692021/2/19-71.57462-68.39877-64.22524-98.61352-102.5372-76.584212021/3/15-74.5565-71.26469-65.88192-100.7999-104.145-81.032362021/4
16、/8-76.68286-74.50856-66.9122-101.7649-105.5487-84.113372021/5/2-86.90759-77.84065-74.9986-111.4586-116.7595-86.040592021/7/1-145.1497-71.91295-149.1445-98.36344-103.8434-89.925992021/8/18-147.4204-62.91592-141.5483-186.0798-191.4897-128.11192021/9/11-159.1646-74.54516-157.3857-198.1819-200.2274-137.
17、34552021/10/29-163.7152-81.37767-164.2359-199.1143-195.1561-124.77942021/11/22-160.0676-74.004-155.9124-208.6875-213.8401-123.36062021/12/28-167.3936-71.66337-163.6559-218.4451-223.7493-128.9672基于INSAR技术的公路灾毁隐患排查遥感专项总体方案省市共建市县建设内容省市配合建设省级统筹建设负责本辖区范围的农村公路路面技术状况自动化检测工作;负责本辖区范围的路侧感知设备建设工作。优化地市已有的本地智慧公路信息化平台,向省平台汇聚结论性数据;正在建设的智慧公路项目,必须与省平台对接,提交结论性数据;应急时配合省中心开展无人机巡查工作;配合省中心完成本地遥感卫星影像的应用工作;地市拟建的在役智慧公路项目方案,通过评审纳入本项目实施建设。负责全省普通公路无人机应用;负责全省普通公路卫星遥感应用。本项目从今年获批持续至2025年,通过三年建设,实现全省普通公路“路网透明、智慧决策、优质服务”,重点路段综合运行实时信息可查询率达到全国领先水平。谢谢!THANKS FOR YOUR LISTENNING!