基于数字孪生的智慧高速解决方案

基于数字孪生的智慧高速，是一种将数字孪生技术深度融入高速公路规划设计、建设施工、运营管理、养护服务全过程的现代化交通管理体系。其核心理念是通过构建与实体高速公路高度一致、实时交互的虚拟模型，实现对高速公路系统的全面感知、精准预测、智能决策与高效运维。

一、传统高速管理面临的问题

1. 信息孤岛：传统高速公路运行管理系统信息化程度较低，信息孤岛现象较为严重，如：监控系统、隧道系统、收费站系统、通信系统、供电系统、机房设备等各个子系统相对独立，容易造成部门之间信息共享不畅，难以形成整体管理体系。

2. 运行效率低下：传统高速公路运行管理系统以人工为主，对于高速公路的监测和管理效率低下，人工巡检无法及时发现隐患和故障。

3. 安全风险高：由于传统高速公路运行管理系统监测手段和技术水平的限制，难以实时监测和分析高速公路的运行状况，安全风险高。

4.维护成本高：传统高速公路运行管理系统管理效率低下，故障和隐患难以及时发现和处理，导致维护成本居高不下，给高速公路管理带来了很大的压力。

5. 用户体验差：由于传统高速公路运行管理系统管理效率低下，高速公路拥堵、行车事故等问题难以及时得到解决，用户的出行体验差。

二、数智索智慧高速平台介绍

随着经济的快速发展，交通基础设施的建设也得到了迅速的发展，特别是高速公路的建设规模越来越大，但也面临着越来越复杂的管理问题。如管理效率低下、安全风险高、维护成本高等问题。这时，数字孪生的智慧高速解决方案应运而生。数字孪生是一种通过数字技术模拟物理世界并实现与现实的连接和交互的技术，数字孪生高速则是通过数字孪生技术来模拟高速公路系统，实现对高速公路的实时监测和管理，还可以通过数据分析和预测来优化运营和管理，提高运营效率和安全性。

1.高速综合态势监测

集成地理信息系统、视频监控系统、高速公路各业务系统数据，对高速工程建设、路政养护、通行状态、ETC 使用情况、车流量信息、交通事件、日常管理、收费经营等要素进行综合监测，对高速公路的路网中断率、路网拥挤度、路网环境指数、路网节点通阻度、通道运行指数、路网综合指数等指标进行多维度可视分析，帮助管理者实时掌握高速整体运行态势

2.车流量监测

集成交管部门数据，实现管辖路段车流量的实时监测，并可通过AI模型算法，对车流量、平均车速等多项数据进行多维度可视化分析，实现管辖路段车流量的科学监测评估，为交通指挥提供科学的决策支持

3.两客一危监测

集成视频监控、卡口、车辆 GPS 等系统数据，对“两客一危”车辆的位置、速度、流向、运行轨迹进行实时可视化监测，并对车辆超速、偏航等异常状态进行可视化告警； 

4.智能卡口监测

集成各个卡口系统实时采集的图像信息，可对违规超车、超速行驶、违规倒车、无故占用紧急车道等违章行为以及肇事车辆、套牌车辆、黑名单车辆等重点车辆进行可视化监测告警，增强交管部门进行车辆违章查处、稽查布控的能力和效率

5.异常巡检监测

集成前端视频监控，通过智能分析、智能定位、智能研判技术，对道路拥堵点位、隐患点位、事故点位、车辆、行人、动物、异常物体、恶劣天气等异常情况进行可视化监测，实现异常情况的实时告警、快速显示，并可智能化调取异常点位周边监控视频，有效提升高速安全通行效能。

6.重点桥梁、隧道监测

集成视频监控、传感器等系统数据，对重点路段如：桥梁、隧道、高边坡等现场运行情况进行实时监控，支持通过三维建模，对重点路段周边环境、工程全貌和内部详细结构进行三维显示。实现对重点工程区域实时态势的综合监测，辅助管理者精确掌控重点路段运行状态，提升重点路段安全管控力度。

7.天气预警监测

接入气象局天气监测数据，有效结合智能分析、智能研判技术，对狂风、暴雨、冰雹、大雾等恶劣天气进行预警，帮助高速管理者及时采取应对措施进行路网调优，提高高速安全通行效率。

8.机电设备运维监测

基于地理信息系统，可对高速监控系统、通信系统、收费系统、供配电系统、照明系统、隧道机电工程系统等机电设备的位置、分布、状态进行实时可视化监测；并可通过三维建模，对设备的外观、复杂机械结构进行三维仿真显示；

9.路政养护管理可视化

基于地理信息系统，对正在进行养护的路段名称、起终点、养护面积、养护里程以及养护进度进行直观呈现，提供多种可视分析手段，对历史养护情况、养护材料使用、养护费用等数据进行分析研判，助力管理者提高高速路网运维效能

10.收费经营管理可视化

集成收费系统数据，基于地理信息系统，直观展示收费站、服务区的位置、数量、分布，支持点选查询收费站、服务区的所属单位、值班人员、经营项目等相关数据，对车辆通行数量、收费情况、经营效益等要素进行监测分析，辅助高速管理者提高收费经营管理效率和力度

11.勤务管理可视化

集成勤务管理系统已有数据，对车辆、人员、设备、值班信息、日常任务等数据进行多维度可视化监测与关联显示，直观展现执勤区域信息和执勤人员情况，支持具体查询值班人员的勤务状况（在岗、离岗），为勤务指挥调度提供信息支撑。

12.服务区可视化

集成服务区内的车位数据、视频监控数据、车流数据、停车场数据、商业数据、能耗数据和厕所数据，通过三维可视化的方式展示服务区实时情况，为高速运营管理方提供服务区运营可视化辅助运营管理

13.日常任务可视化

对高速电话接听、业务投诉、路障清除、故障车辆处理等日常任务完成情况进行监测与可视化分析，提高高速日常任务管理效率

14.应急事件可视化

接入交通路况数据，对突发交通事件信息进行可视化监测分析，并基于地理信息系统，进行态势显示、快速定位，标示交通事件内容。同时可智能化筛选查看周边监控视频和交通资源，方便指挥人员对突发事件周边情况进行判定和分析，为事件处置提供决策支持，有效降低突发事件对路网运行带来的影响，提高高速管理者对突发事件处理效率。

三、数智索智慧高速平台价值

数字孪生高速通过全要素、全数据、全模型、全空间的虚实映射和交互融合，实现高速公路管理运营由现场驱动向数据驱动的巨大转变，解决目前高速公路智慧化运营管理的诸多问题，为智慧高速实现集中化、人性化、智慧化管理。

1.  提升管理水平：通过的高速公路运行管理数据进行统一采集，整理，为运营管理部门提供决策支持。通过统一的任务协同，有助于提升各个业务部门工作效率和协同能力。

2. 提高运维效率：利用数字孪生技术可视化展示设施设备位置及运行情况，发生设备故障时能够为运维人员快速定位设备位置和故障数据。在通过运维管理系统实现故障从发现到处置全流程闭环，从而缓解运维人员工作压力，提升效率。

3. 降低安全风险：通过数字孪生技术对实时路况进行仿真推演，一旦发生应急事件，可以对事发地点、人员、车辆实现快速定位跟踪。为管理者掌握现场态势、迅速决策，有效应急救援提供支撑