5月28日,湖南首條“全過程數字高速”G7221衡南高速衡陽至永州段和S81永賀高速永州至零陵段順利建成,正式開閘通車,繪就永州交通事業濃墨重彩的一筆。作為湖南省“七縱九橫”高速公路網規劃的加密線,衡永、永零高速公路起于衡陽市雨母山鎮,接岳臨高速,途經衡陽、永州9個市縣(區),止于零陵區富家橋鎮,順接零道高速。其中,衡永高速線路全長106.227Km,概算投資148.43億元,2021年5月28日開工;永零高速線路全長58.766Km,概算投資75.39億元,2021年9月27日開工。
項目在設計、施工、運營全階段廣泛應用BIM、大數據、數字孿生、人工智能等數字技術,打造全過程數字高速,助力項目高質量發展。
設計階段的數字化
衡永高速是湖南省內首條開展設計、施工兩階段的BIM應用示范項目,項目運用大數據、GIS空間網絡分析等技術,在交通量預測、選線等方面發揮了顯著作用,提高設計效率和科學性。衡永高速公路電子沙盤項目基于機載激光掃描、傾斜攝影建模、遙感、三維GIS等技術,構建出項目施工場地的三維數字化實景模型,通過多源數據融合技術,實現三維實景與設計方案、生態紅線、基本農田的精準融合。項目還廣泛應用BIM技術,基于BIM可視化模型優化設計方案、校核圖紙,減少變更,節省項目投資;項目在省內首次采用BIM三維可視化技術交底,讓參建各方對施工重難點、施工工序等一目了然,提升施工效率。
數字技術孕育新質生產力,項目利用電子沙盤三維可視、高精度、可量測分析的特點,高效、高質解決了臨建選址、水系路系調查、征拆控違、臨時便道設計、施工方案組織策劃、現場工程變更等系列難題,減少初設用地39公頃;推行數字化精細化設計理念,優化12座橋梁跨徑布置,并對30米小箱梁進行精細化設計,合理周轉利用其他高速公路項目小箱梁模板34套,節約項目造價近億元,有效提升了項目數字化管理水平與效率。項目編制的《電子沙盤項目》等6項應用榮獲中國公路學會微創新大獎;《BIM解決方案》榮獲Bentley全球基礎設施大賽“突出貢獻獎”等5項重量級獎項。
施工階段的數字化
項目強化整體管控,建立了人員考核進場制,設定信息化考勤打卡和軌跡管理;通過手機App實現質檢報驗“云核驗”,嚴格執行施工“自檢”、監理“驗收”質檢程序,通過數字化質量檢測、數字化路基路面壓實控制,杜絕偷工減料行為,確保工程質量;通過數字化項目管理、數字化梁場,實現項目建設及箱梁制造的全過程智能管理;為打造平安工地,項目深入落實“一會三卡”制度,建立智慧管理平臺,強化作業人員安全意識,對橋梁掛籃懸臂澆筑、高大
支架、架橋機、隧道、路塹高邊坡等重大風險源實行全天候可視化
監控,實現了安全生產“零事故”。
“研發的邊坡智能監測與風險管控云平臺,可實時監測、預警邊坡狀態,施工期間發布各類預警十余次,有效避免紅砂巖、紅黏土邊坡滑坡引起的安全事故。”衡永高速管理公司總工辦主任劉崢嶸介紹,該平臺利用GIS+BIM、物聯網、云計算、嵌入式技術以及多媒體信息手段,不僅具備覆蓋邊坡全壽命周期的數據庫和監測預警模塊,還創新性開發了服務于邊坡施工期的動態風險評估、開挖面地質對比、設計變更線上申報、質量與安全巡檢四級應急響應等特色模塊,實現了邊坡全壽命周期數據匯集、管理、共享與智能決策,大大促進了公路邊坡數字孿生+智慧提升,項目榮獲中國施工企業管理協會2023年巖土工程技術創新應用成果特等成果獎。
為推動數智化升級,項目還應用負彎矩整體智能張拉新技術,實現自動化智能張拉控制;研發應用路基路面數字化壓實智慧管控新技術,改善壓實質量,獲中國公路學會“第三屆全國公路微創新大賽”銀獎;研發應用的“自穩定爬梯”獲專利證書。
運營階段的數字化
湖南省交通科學研究院工作人員介紹到,項目全路段設置了9套環境監測設備、96套車輛檢測裝置、173塊智能情報板、677個攝像頭、23個公路廣播,通過這些外場設施配合AI智能系統,可以實時感知道路的天氣環境情況、車流情況、危險情況等,并及時反饋各管理部門和路面駕駛員,數字化及時處置各種道路問題。通過建設數據中臺、業務中臺及運營管理平臺,構建衡永、永零高速“數字大腦”,用數據賦能高速運營業務,實現運行監測和指揮調度“一張圖”管理、交通事件精準分析研判、重要資產全壽命周期管理等功能,使運營管理更精細、分析決策更科學。
指揮調度中心
在該高速公路指揮調度中心大屏幕上,可視化呈現了路網運行態勢,滿足“一張圖”總覽、運行監測、指揮調度、分析研判等業務需求,實現高速公路重要資產全壽命周期管理、全景業務的高效協同和精準管控。在數字技術的加持下,衡永、永零高速“數字大腦”就像一位資深的分析師,通過對高速公路數以萬計的數據存儲、加工、分析、管理等,不僅能迅速識別交通異常、高效預警,還能為各應用系統提供數據支撐,及時給出解決方案,為管理決策提供科學依據。
“通過數據分析,‘數字大腦’可以根據不同事件場景,自動生成應對策略,實現交通管理由被動式向主動式轉變。”湖南省衡永高速公路建設開發有限公司副總經理丁國華表示,在這個平臺上,交通態勢、異常事件、氣象環境、通行收費、設施設備等監測數據實時滾動,可以幫助運營管理工作人員做出更加科學精準的決策。
以氣象環境為例,考慮到衡南高速衡陽至永州段地處亞熱帶季風氣候區,雨水豐沛,春秋易起霧,惡劣天氣條件下通行安全壓力大,衡永高速項目將AI圖像識別技術應用于氣象檢測,沿線布設氣象檢測設備和
攝像機智能識別氣象狀況,氣象監測區域由傳統零散的點,拓展到連線成片,精準度大大提高。如遇大霧、暴雨等惡劣天氣,系統能及時發布預警預報,并自動提醒工作人員,啟動車道限速策略,有效避免車輛追尾事故、連環撞車等惡性事故的發生。
“數字大腦”能實時識別并告警21類交通事件,并有針對性地自動生成上百種管控策略。當檢測到違停、倒車、逆行、占用應急車道等違法車輛,“數字大腦”能及時“指揮”相關部門進行協同處置,減少事故發生,提高道路安全暢通。另外,一旦出現車輛逃逸、逃費等情況,可以及時進行精準追蹤和快速攔截。
主動交通管控
長2590米的祁山隧道是一個重要節點。祁山隧道是衡永、永零高速唯一一條長隧道,隧道內的墻面上繪上了藍天白云的壁畫,在僅打開少量燈光的情況下,隧道內顯得十分明亮。據介紹,壁畫圖層加入了新型多功能材料納米硅負離子涂料,具有增光增亮、延時發光、
防火阻燃等優點,還可吸收可見光并將光能儲存起來。當光激發停止后,隧道洞壁會把儲存的能量以光的形式慢慢釋放。隧道運營后,即使因故斷電,短時間內司乘人員仍可借助洞壁蓄能光安全通行。
此外,隧道內布設大量高精度傳感器和先進監控設備,可實現實時軌跡跟蹤,智能研判分析等功能,從而改變了以往依賴人工監控的局面,通過厘米級高精度、高可靠性監測,主動預警潛在的交通事件,實現異常事件的秒級發現、一鍵處置和快速協同。
在靈官互通與祁陽互通段,路段范圍內集特大橋、橋隧相連、連續長下坡等特征于一體,行車風險相對較高,衡永高速項目在此路段實施路隧一體化主動交通管控,結合數字孿生和AI智能技術,建立1:1還原的數字高速,構建“收費站―重點路段―隧道”三級管控體系,圍繞重點車輛、交通事件、惡劣天氣、隧道管控四大場景,智能生成21類97項主動管控策略,通過上游互通誘導分流、路段車道級管控、隧道內疏散誘導,實現路隧三級聯動管控;同時可聯動導航地圖、可變信息標志、廣播等多種信息發布渠道,為車輛提供實時信息服務,也可實現兩客一危車輛全程實時管控、各類事件秒級響應、不良氣象分類預警、隧道事故智能聯控,實現了在隧道不降低限速的同時讓出行更安全、更暢通。
也就是說,一旦系統檢測到潛在的交通問題,可以預警,提醒工作人員啟動應急預案。比如,當隧道內車輛發生碰撞起火,智能傳感器能迅速捕捉到溫度的異常升高和煙霧的出現,自動觸發預警。指揮中心可以第一時間通過緊急廣播向隧道內所有車輛發出警告,并啟動調整通風系統抽排煙霧,啟用消防設施對起火點進行滅火。與此同時,隧道入口相應的車道
信號燈會變成紅色,禁止更多車輛進入。而在隧道上游的高速公路情報板上,也會做出如“前方事故、提前變道、保持車距、時速限制”等相應的安全提示。事故嚴重時,會在情報板上提醒引導司機繞行或就近下高速,避開擁堵區域,避免釀成更大事故。
在祁山隧道,“兩客一危”車輛被納入重點監管車型。每一輛車的車牌號、位置、車道和車速等都將被精準捕捉,并直觀地在數字孿生系統上展示,便于管理人員實時查看車輛軌跡,掌握運行狀況,實現全程監管。
祁山隧道內外,還布設了智能誘導燈,在霧、陰、雨、夜等能見度低的天氣狀況下,對司機視覺上起道路輪廓誘導、安全車距警示等作用,幫助司機對前方路況進行更好地判斷。
智慧收費
不同于傳統收費站,雨母山、祁東、永州西等數字收費站利用最新的數字化與智能化技術,實現了數據、業務、服務的全面上“云”,通過利用前沿的數據分析、云計算及物聯網技術等技術手段,采用機器人和集約化智能體設備替代傳統人工及分散的收費設備。湖南交通設計院智慧交通與數字技術設計研究院總工程師謝冰介紹,為集成數字化功能,收費站設計采用應用一體化設備,將
車牌識別、費額
顯示器、電動欄桿機、
聲光報警燈等設備進行深度融合,將原來的多設備基礎合并為一個設備基礎,形成高度集成化,實現一體多能。
機器人通過ETC識別和智能AI,為所有類型的車輛提供自助發卡與收費服務,支持ETC、支付寶、微信等多種非現金支付方式。智慧收費機器人相較于人工車道,發卡效率提高10%,整體通行效率預計提升30%,而傳統收費員在收費站轉型為“云客服”,當司乘人員遇到繳費等疑難問題、特殊情況,可以通過呼叫‘云客服’遠程協助或要求工作人員到現場協助,一般而言,1個客服就能服務三四條有自助繳費機器人的智慧車道。
未來衡永高速還將充分利用項目閑置空地、服務區/收費站的屋頂等地統一規劃并開發建設光伏電站,采取“自發自用、余電上網”相結合的模式,實現“綠色低碳創交能融合示范”。
智慧出行
衡永高速項目深度研發“碼上OK”二維碼互
聯網報警系統,可實現報警、定位、救援、評價一站式閉環救援服務。司乘人員遇到緊急情況,掃描路側護欄每隔20米的二維碼,便可“一鍵求援”,信息瞬時同步推送給“一路多方”,及時調度救援車輛,實時發布救援車輛軌跡及預計抵達時間,救援完成后還可對服務進行評價。
網上服務區在衡永、永零高速也“觸手可及”。司乘人員可搜索“湘行相伴”小程序和查詢服務區智慧
觸摸屏,將線上、線下信息相結合,充電樁、停車場總數量、剩余數量等信息一目了然,能實時了解最近服務區的加油站情況,提前瀏覽美食并預約點餐,消除長時間排隊的煩惱。
外一篇:
此前5月15日,湖南省境內S95沅陵―辰溪高速公路(簡稱“沅辰高速”)正式通車,這是湖南省首條全路段全面啟用數智云收費站的高速公路,預計提升通行效率30%。沅辰高速全線37條收費車道共設置18條機器人車道,通過智能設備,收費站入口發卡效率提升10%,出口收費效率提升20%,整體通行效率可提升30%,節約通行時間10秒/輛次。
據介紹,在項目建設過程中,沅辰高速應用人工智能、云計算等新技術,采用數智云收費站方案,打造湖南省內第一條所有收費站均采用數智云智慧收費站建設的高速公路。智慧云收費站通過“窄島化、少人化、自助化、集約化、遠程化”等,實現高速公路建設、管理、養護、征費、運營全過程輕量化、數字化管控,讓司乘享受更舒適、更便捷、更智能的高速出行體驗。