普通基础设施数字化赋能

　　公路基础设施数字化是未来智慧公路发展的方向及基础，河南公路交通部门认真贯彻落实交通运输部关于加快数字公路、智慧公路决策部署，坚持把数字化作为创新驱动的主引擎，加快推动5G、人工智能、云计算、大数据与公路交通深度融合，全面推进公路行业数字化智能化改造，打造以基础设施数字底座为支撑、核心产品研发为突破、融合应用创新为引领、数治能力提升为关键的数字化转型新格局，有力支撑行业高质量发展和交通强国建设战略实施。

　　一、建设情况

　　河南省普通公路通车里程近27万公里，通车里程长、覆盖范围广，沿线各类公路基础设施，种类繁多，数量庞大、管理难度大，这给公路管理工作带来很大困扰。河南省通过开展“智慧公路”试点，道路资产数字化，高分遥感核查，路况自动化检测等工程，构建了业务中台，打造了数据底座，采用智能化的手段对公路基数设施进行精细化、动态化的管理，在普通公路基础设施数字化建设方面取得了显著进展，从而更好的服务于生产，服务于公众。 实施“智慧公路”试点工程 作为全国唯一的普通干线公路“智慧公路”试点工程，我省以提升管理效率和出行体验为核心，建设涵盖省、市、县、基层各级人员的业务系统，选取7个路段，通过外场终端建设，打造4条特色试点线路，基本建成外场终端、前端平台、数据中心有机统一的河南省普通公路和水路管理平台，形成集数字化分析应用、网络化感知、智能化管理和服务于一体的普通干线公路网智慧公路体系。试点工程于2019年底开始建设，2021年3月完成建设，并在全省进行推广应用。统一平台建成后，为进一步丰富数据信息内容，有力支撑行业管理及服务出行。

　　(二)实施道路资产数字化工程

　　道路资产数量庞大、管理对象底数不清、数字化程度低，一直是制约公路管理水平提升的关键因素。为摸清我省公路资产底数，实现公路资产数字化、可视化，提升行业管理精细化、科学化水平和服务公众能力，河南省自2018年12月起启动了普通干线公路道路资产数字化工程，综合北斗高精度定位、激光测绘、实景三维建模和三维GIS分析应用等技术，对全省近3万公里普通国省道沿线设施进行采集、提取、数字化处理，形成了公路电子轨迹、公路激光点云、公路实景、公路资产矢量、倾斜摄影三维模型、资产单体化模型等6类数据，数据量达到1.5PB，数字化率接近100%。编制了路网级数据、路线级数据、单元级调查数据、点级数据等132个要素的道路资产的资源目录，初步建成全省普通干线公路全要素资产数据库。贯彻落实交通部关于基础设施数字化的战略部署，全面摸清我省普通干线公路道路资产底数，提升路网管理精细化、数字化水平。

　　2023年，更新完善河南省普通公路和水路管理平台，增加河南省公路数字化分析与应用系统模块，开展数据应用研究，基于资产数字化数据，深挖数据应用，形成年报线形和属性更新、超标准路段排查、路产路权排查、交通安全设施专项提取等应用。

　　年报数据核查。通过叠加激光点云数据、资产数据与年报地理信息轨迹，提取路面材质、道路边线和道路中心线，计算路面宽度，辅助年报路面材质、道路轨迹、道路宽度、附属设施等数据核查与更新;

　　超标准路段排查。以急弯、连续急弯、陡坡、连续上下坡为基本对象，结合相关行业设计规范，进行涵盖路段切分、指标测算、设计规范符合性判断、安全设施完整性判断等在内的安全隐患自动化排查算法构建，对公路线形进行评估，辅助确认出存在安全隐患的急弯、连续急弯、陡坡、连续上下坡等不良线形路段。

　　路产路权排查。构建涉路违建知识库，对公路沿线及建筑控制区内违法私搭乱建、违法标志牌广告牌、穿(跨)越公路的占用挖掘等涉路违法施工等进行提取排查，建立疑似涉路违建数据库。

　　(三)实施高分遥感核查工程

　　为全面提高普通公路建设管理科学性、高效性，实现对全省路网项目进行精确定位，以及交通运输脱贫攻坚工程计划安排的精准性，解决“村村通”最后一公里问题，2018年，实施基于高分遥感的普通公路大数据精准核查工程。利用卫星遥感与地理信息等技术，完成全省16.7万平方公里0.8米分辨率的河南省域工作底图，利用公路年报数据叠加高分影像、民政部门自然村普查数据，提取全省建制村46089个、自然村19.9万个、年报外路网15万公里，形成全省普通公路路网轨迹图，助力“百县通村入组工程”的高效推进。

　　2023年3月份，为确保农村公路服务乡村振兴三年行动计划的顺利实施，河南省启动全省农村居民聚居区道路通达通畅情况普查项目，通过0.5米分辨率卫星遥感影像，全面提取农村公路的线位、路宽、路面类型等属性，助推路网规划更加科学高效，服务乡村振兴战略。利用高分遥感影像对全省农村公路进行普查，河南省在全国是第一家。

　　利用高分卫星遥感影像和智能提取算法开展路网精准核查，完成黄河沿线1.1万平方公里及郑州、开封区域路网数据提取，助力沿黄旅游公路规划、郑汴融城规划;开展全省农村居民聚居区道路通达通畅情况普查，提取全省每一个村民聚居区道路线位、路宽、路面类型等属性数据，助推农村公路路网规划更加科学高效，助力乡村振兴战略实施。

　　(四)实施路况自动化检测工程

　　为推进我省普通公路科学决策体系建设，自2016年开始，我省每年统一组织开展全省普通干线公路路况自动化检测工作。以路面损坏状况、路面平整度为重点，分析研判路况发展变化趋势，合理安排养护工程项目，建立预防性养护项目库，结合市县实际，科学安排预防性养护项目。针对检测数据评价为次差的路段，建立了大中修项目次差路段库，合理安排养护大中修项目。目前，我省普通干线公路自动化路况检测覆盖率达100%，建成了以路况数据、养护工程方案和路况衰变模型为重要内容的养护决策模型，深入推进了自动化检测信息化和科学决策技术运用及普及。

　　农村公路方面，切实落实河南省政府和交通运输部提出的在农村公路推广应用自动化检测的有关要求，进一步提升管养精细化、智慧化水平，2021年我们研发公路路面技术状况自动化检测系统，实现了路面病害的自动化采集、智能化识别和精准化分类入库。我省自动化检测评定工作采取“数据采集与处理相分离”的方式，数据采集交由市县基层完成，外业采集的数据通过互联网上传至省公路水路数据中心，省数据中心利用人工智能大数据分析技术完成病害数据的自动化、智能化分析处理。充分保障了检测评定结果的可靠性和一致性，做到全省“一把尺子”“一盘棋”。在我省农村公路养护资金安排和养护决策制定等方面发挥了重要作用。系统自2022年面向全省推广应用，累计完成近24万公里的农村公路自动化检评工作。2022年被交通运输部、财政部作为典型案例，向全国推广应用，形成了可复制、可推广的“河南经验”。

　　(五)形成技术规范

　　结合河南省数字化的建设经验，充分运用卫星遥感、激光测绘、机器视觉、物联网监测等技术手段，研究形成高效率、低成本的普通干线公路基础设施数字化技术方法。并以此编制了《普通干线公路资产数字化技术规范》、《普通干线公路多源数据融合技术规范》。技术规范发挥多源数据资产价值、拓展数据应用的广度深度，为实现普通干线公路数字化管理和智能化应用提供了可参考的依据，也是推动公路交通高质量发展的重要手段。

　　二、经验做法

　　一是建立“空天地”一体化数据采集体系，全面推进公路资产数字化与数据资源整合，实现业务平台“一网通管”。综合利用多种技术手段，完成全省近3万公里管养道路资产数字化工作，实现道路资产多维度查询、精准定位等功能。按照“逻辑一库、一数一存、多源更新、一源多用”的建设思路，建成统一的数据库，实现了基础数据共享、业务数据互通。全面完成全省普通公路和水路管理平台升级，形成省、市、县三级协同管理、联动作业的监管体系，基本做到了“所有业务上平台、平台之外无业务”。

　　二是制定两个地方标准，有效支撑数据采集、数据处理和信息共享应用以及资产数据一体化。建立数据采集汇聚等标准规范，支撑“空天路车”等不同技术手段对普通干线公路基础设施数据进行采集与汇聚，从数据感知、数据清洗、数据分类、数据信息库方面规范多源异构数据融合前数据预处理的流程，确定统一的编码规则、数据格式、共享交换机制，规范多源异构数据融合算法的输入与输出。

　　三是强化数据治理，积极开展多源数据的综合分析应用，构建多个智慧安全、协同高效的公路数字化应用服务，提升行业决策科学化水平。创新性建立了一套基于“遥感”好中差的新评价指标，利用“遥感+AI”手段对路面技术状况进行快速评价，针对性地指导制定巡查与养护计划，并通过不同时期遥感影像进行路况快速评价所生成的结果，对比发现路面技术状况的时序变化;依托高精度硬件设备，构建稳定、可靠、高精度的路面病害特征检测算法、巡检线路自动生成算法与普通干线公路智能养护决策模型，极大提升了路面病害智能检测与养护水平;利用遥感手段对大范围地区进行交通安全隐患与违建排查和评估，快速定位存在道路安全隐患的重点区域，建立起安全隐患及违建粗筛库，并通过融合激光点云技术对重点区域开展精细化检测与验证;提出InSAR信息提取新方法，实现对路基沉降、路面变形和附近地区地表形变开展高精度、全天候、广域、动态地监测，对影响公路安全性和可靠性的因素进行预警;剖析路网状态感知的信息需求，结合交调数据和视频监控卡口数据，提取路网运行状态评估指标。

　　三、应用成效

　　(一)经济效益

　　一是提高公路养护效率，有效降低养护成本。公路养护智能化巡查技术较当前人工巡查可提升效率约30倍以上。路面养护科学决策模型实现从全生命周期角度优化养护路段与养护方案，大幅降低养护成本。

　　二是提升公路通行安全可靠性，有效降低经济损失。一方面通过对重要交通设施进行长期健康监测，实现干线公路交通基础设施灾毁智能化评估，可以及时发现、尽早处理险情，消除隐患;另一方面通过对安全隐患路段的排查，提前处理，避免了可能发生的交通事故、人员伤亡及财产损失等。

　　三是多技术手段开展资产数字化及应用，有效降低投入成本。利用卫星遥感、激光点云与智能设备等技术手段，结合独创性算法与AI技术，实现了处理效率的大幅度提高以及成本的大幅度降低，提升了公路养护管理的智能化、自动化水平。公路资产数据化采集成本压缩到市场价的一半。基于遥感手段的试点应用场景相较与传统路况检测手段，节约成本近80%。

　　(二)社会效益

　　(1)提升公共服务水平。数字化管理使公路管理部门能够提供更高质量的服务，如更准确的路况信息和更高效的应急响应。

　　(2)增强安全性。通过智能化的超标准路段和路产路权排查，可以及时发现并处理潜在的道路安全隐患，提高道路安全性。

　　(3)促进区域经济发展。数字化项目的实施有助于提升区域交通基础设施的现代化水平，吸引投资，促进区域经济的整体发展。

　　(4)支持决策制定。为政府和相关部门提供科学、准确的数据支持，帮助制定更加合理的交通规划和政策。

　　(5)提高应急响应能力。在灾害或紧急情况下，数字化分析系统可以快速评估灾情，指导救援工作，减少损失。