国家科技支撑计划“国家高速公路联网不停车收费和服务系统”

2008年，注定是在中国历史上值得书写的一年，中国经历了年初的冰雪灾害、5月汶川特大地震，也经历了国际奥运史上最精彩的一届奥运会。2008年，也是交通人难忘的一年，我们在抗击冰雪灾害、大地震灾害的过程中，作出了突出的贡献；在为奥运会提供交通保障中发挥了特殊的作用。做到这些，部党组的坚强领导、交通运输系统干部职工的奋不顾身和尽职尽责是最根本的保证，而运行可靠、信息畅通的监测和处置系统则是重要的支撑条件。 
　　2008年，北京高速公路上开通和覆盖全路网的不停车收费系统，为奥运会提供便利的通行服务；在上海和江苏，两省市联合开通了跨省市联网不停车收费；在江西、在福建、在安徽……不停车收费在高速公路上服务。中国大面积应用不停车收费的时刻到来了！与此同时，在京津塘高速公路上，利用全球卫星定位系统和先进通信系统构建的下一代公路收费与服务系统也在全长120公里的路段上开始了百辆以上规模实车的工程试验，为下一代高速公路运营和服务系统储备了能力。 
　　2008年，这些变化、这些进步、这些成果都与近年来一个交通技术领域的进步分不开，这就是大家熟知的智能交通，即ITS。为上面提到的那些服务和工程提供技术支撑的就是交通运输部组织的“十一五” 国家科技支撑计划重大专项课题“国家高速公路联网不停车收费和服务系统”。该课题是国家科技支撑计划重大专项“国家综合智能交通技术集成应用示范”的重要组成部分，是智能交通技术支撑经济发展、提供便利服务、带动产业升级的一个具体事例。在交通运输部的精心组织和有关省市交通主管部门的支持下，交通部公路科学研究院联合大学、企业、高速公路管理单位在该课题中进行了大量卓有成效的开发和试验工作，取得了一系列重要的成果。 
　　这次国家重大科技项目的组织实施，不仅仅开发了技术、培养了人才，更重要的是为行业提供了服务，取得了重大的管理效益和经济效益，而且在国家重大科技项目和示范工程的组织方式上进行了有益的探索，取得了良好的效果。从本期开始，本报将对这一课题的研究内容、取得的成就以及组织管理经验，开展连续报道。 
　　为路网管理设置“大脑”延伸“触角” 
　　全国公路网如何实现日常监管与应急处置？公路气象监测预警如何服务公路交通出行？省域高速公路交通运行如何实现安全管理？如何获取大型货运车辆运行状态信息？ 
　　上述这些问题，是“十一五”国家科技支撑计划“国家高速公路联网不停车收费和服务系统” 
　　子项目——“国家高速公路网服务与监管系统研究与应用示范”研究的内容。经过承担单位——部公路科学研究院、北京航空航天大学、中山大学等单位两年多时间的科技攻关，这些问题逐一得到解决。 
　　公路数据资源管理、路网运行监管与服务机构有了总体架构 
　　课题组充分利用承担过“智能交通体系框架研究”和“863”课题——“基于信息提取计算的路网动态交通分析技术”这一优势，全面梳理和分析了国家高速公路网交通信息资源的现状与需求，首次基于交通信息提取计算技术，针对现有的国家高速公路数据资源，开展了信息提取分析工作，构建了今后国家高速公路网交通信息资源内容列表，提出了我国公路数据资源管理、路网运行监管与服务机构的总体架构，建立了高速公路数据资源提取分析的应用示范，为国家高速公路监管与服务提供了良好的数据支撑。 
　　 不停车收费、公路监控数据接入路网管理会商室 
　　2008年年初的低温雨雪冰冻天气、“5·12”汶川特大地震以及北京奥运……在这一系列的重大事项中，依托课题成果在我国首次建设的“国家高速公路网服务、监管及应急处置系统示范工程”发挥了重要作用。该系统建在位于交通运输部办公大楼内的公路网管理与应急处置中心会商室，它实现了部分高速公路收费站和不停车收费系统相关数据以及15个省市的部分公路监控数据的接入，并通过广播、短信、互联网、电视、路侧设备、电话6种方式为公众提供公路出行信息服务； 
　　初步建成的北京市公路网管理与应急处置示范工程，首次构建了国家、省市两级公路网管理架构的实体示范。 
　　在北京市实施的示范工程中，10个远郊区县的国道、市道上布设了视频监控设备、公路气象和路面温度湿度检测设备、交通量检测设备和可变情报板，动态采集公路气象信息、交通量信息、公路图像信息以及路面湿滑、积水、结冰信息，动态掌握公路路况，供公路管理部门决策参考，并通过可变情报板向出行公众发布，方便百姓出行。这一系统为奥运会期间北京公路管理和服务提供了有力支撑。 
　　示范工程的建设完成与应用，为公路网运行状态监测的日常值守与应急处置提供了必要的支撑手段，特别是在奥运会、春运以及黄金周期间，公路运行监测与调度发挥了不可或缺的重要作用，有效提升了我国公路的路网管理与服务水平。 
　　交通气象：预警有标准 发布有规范 
　　气象与公路交通、百姓出行密不可分，在公路气象监测预警技术研究与应用方面，课题组研发了适合公路交通需求的大尺度道路天气数值预报方法与技术，提出了公路交通气象灾害预警级别和信息处理模式，编制了《交通气象预警体系标准》草案，开发了高速公路交通气象信息整合数据平台，实现了气象灾害信息的分级预警与区域路网层面的系统发布；提出了交通气象信息发布原则和方法，编制了《交通气象信息发布规范》草案。 
　　省域高速公路安全管理和服务水平实现提高 
　　省域高速公路网运行的安全状态是高速公路管理部门和广大出行者都关心的问题。根据我国省域高速公路交通运行安全管理的实际需求，课题首次提出了省域高速公路交通运行安全管理和应急处置的总体架构和功能规范，重点攻克了交通实体统一编码技术、多平台数据交换与集成技术、基于动态交通状态的省域高速公路突发事件应急调度与处置技术；首次开发完成了省域高速公路交通运行安全管理和应急处置系统，并在广东省投入示范应用，为高速公路运营部门和交通管理部门提供了科学的数据分析和决策支持手段，有效地提高了省域高速公路的管理和服务水平。 
　　基于低空飞行平台的交通信息获取技术和大型货运车辆运行状态实时获取技术 
　　 
　　获取大范围交通状态的一个新方法是利用低空飞行平台采集大面积的地面实时图像，通过实时信息处理和数据提取获得监测范围内的道路交通状况和运行数据。本课题的研究人员在这方面上进行了艰苦攻关，提出了空基立体交通数据获取方法，研制了空基交通信息获取、空地交通信息传输、立体交通态势分析与处理原型系统和样机，高效实现了对航拍交通信息采集、压缩传输、处理、显示的整个流程，形成了基于低空飞行平台的交通运行状态动态获取的新方法和新技术。课题组还结合交通行业近几年来治理车辆超限超载的经验和需求，对大型货运车辆运行状态获取技术进行了攻关，研制了车轮计数传感器和公路车辆动态监测系统，实现了大型货运车辆在运动状态下各种动态参数和外廓静态物理参数的实时获取。以上这两项技术为公路网运行监管与服务提供了更多的数据获取手段。