宿遷市普通國省道智慧公路數據接入要求研究

伍鐵強 張 明 丁閃閃 丁公輝

（1.宿遷市公路事業發展中心，江蘇 宿遷 223800；2.華設設計集團股份有限公司，江蘇 南京 210000）

江蘇省是國家交通控制網和智慧公路建設的九大示范省份之一，也是首批交通強國建設試點省份，具備良好的公路信息化建設基礎和發展優勢。相關部門高度重視智慧公路的建設工作，2020年以來相繼印發了《交通強國江蘇方案》《江蘇省智能交通建設實施方案》《江蘇省交通運輸新型基礎設施建設行動方案》等重要文件，明確提出推進智慧公路建設。宿遷是華東地區重要城市，正在開展以325省道為代表的智慧公路試點建設，且被明確列入《江蘇省“十四五”智慧交通發展規劃》智慧公路建設工程清單。宿遷市公路管理部門應進一步發揮智慧公路對各類應用資源和數據資源整合及應用的效能，圍繞可持續發展目標打造市級層面統一的智慧公路綜管平臺，打通數據壁壘，形成基于建管養運全業務的數據接入、數據融合、數據展示和功能應用，及時發現問題，支撐行業精細化管理和輔助決策[1]。數據是智慧公路綜管平臺運行和分析的基礎，數據接入規范至關重要。在智慧公路系統建設過程中，為了提升智慧化水平，使用了大量新設備，海量復雜數據加大了綜管平臺管理和應用難度[2-3]。因此，需要開展對智慧公路數據需求、接入數據類型、接入方式、傳輸格式和接入頻率規范的研究，解決綜管平臺海量數據接入方式不一致、傳輸數據格式不規范、數據更新不及時等問題。

1 公路數據接入研究現狀

數據標準化是系統集成的基礎和關鍵。交通運輸部從2006年開始開展交通信息資源目錄體系前期研究工作，2022年1月13日正式發布了行業標準《交通運輸數據資源交換與共享》，在交通運輸數據資源共享交換的總體架構、通用技術和數據格式與接口等方面提出統一要求，有利于進一步實現行業數據資源高效共享與開發利用，對完善交通運輸行業數據資源共享交換體系具有重要意義。廣西壯族自治區交通運輸廳首先于2019年發布了《公路基礎信息數據標準化指南》，規定了公路基礎信息數據標準化的術語、定義、符號和基礎數據規定，用于指導廣西境內公路基礎數據的采集、管理、共享與維護；2020年發布《公路養護管理數據標準化指南》，規定了高速、一級和二級公路養護管理數據標準化，用于指導廣西境內公路日常養護數據的管理工作[4]。甘肅省交通運輸廳于2020年研究制定了高速公路建管養一體化數據標準，規定了在建管養一體化數據框架下，基礎數據分類編碼、數據接入和存儲，為甘肅省高速公路建管養一體化集成化平臺建設奠定了基礎[5]。普通國省道在公路網中占據主干地位，隨著智慧公路建設全路網快速推進，普通國省道智慧公路尚未形成統一的建設指導體系，大數據技術應用于普通國省道公路還處于探索階段，缺乏統一的數據標準是制約大數據技術應用的重要問題。國內部分省市在積極推動公路建管養數據標準化，但智慧公路系統的大部分數據源于公路行業外，需要考慮接入數據的全面性[6]。

2 智慧公路數據框架研究

本研究擬依托S325宿遷段開展運營期智慧公路典型場景研究，通過典型場景研究梳理宿遷市普通國省道智慧公路數據框架，為數據接入要求研究提供現實依據。

依托S325宿遷段實際情況，選取10 km典型路段（迎賓大道—楊舍路段）開展典型場景研究，結合《江蘇省普通國省道智慧公路建設技術指南》（JSITS/T 0002—2020），從智能感知、智能管控、智能服務方面共梳理了19個典型場景。

S325宿遷智慧公路框架如圖1所示。

圖1 S325宿遷段智慧公路框架

以宿遷市普通國省道智慧公路場景產生的數據資源為基礎，依據數據統一編碼要求，圍繞數據的類型、內容兩個層面構建宿遷市智慧公路數據框架，包括智能感知數據、智能管控數據、智能服務數據[7-8]、綜管平臺。

智能感知數據主要指通過布設感知設備采集的數據，包括公路主體及沿線設施感知數據、公路運行狀態感知數據、公路路域環境感知數據等數據資源。智能管控數據主要包括科學化養護數據和全路網管理數據?？茖W化養護基于公路、橋梁、設施臺賬信息，實現對各類養護工程實施情況、經費使用情況、日常巡查記錄、橋梁養護和路況信息的數字化分析和管理，包括道路路段（路面）及其主要附屬構造物、公路沿線主要設施（避險車道、出入口、互通立交、交通量調查站、超限監測站、服務區、公路標志、可變情報板、治超站、監控設施、交通標志（限速標志、超高標志）、交通安全防護設施、廣告牌的可測量數據。全路網管理實時顯示路況、擁堵狀態、交通事件等，可包括公路運行數據、路網流量/速度特征數據、交通指數數據、道路時間特征數據、道路空間特征數據、路網事件等數據。智能服務數據主要包括出行安全服務數據、通行效率服務數據、車路協同應用數據、在途信息服務數據等。

3 數據接入分類研究

智慧公路數據接入是數據資源共享、業務協同和平臺開發的前置關鍵依賴，對智慧公路接入數據進行分類是將智慧公路具有不同屬性的接入數據有效區分，便于數據更好地接入智慧公路綜管平臺。對數據進行分類接入時，應遵循系統性、科學性、可擴展性、兼容性和綜合實用性的原則，采用線分類方法，以宿遷S325智慧公路典型場景數據需求、智慧公路綜管平臺功能需求和宿遷公路中心在用信息化系統應用情況為基礎，劃分智慧公路數據接入應包括前端設備數據接入、業務應用系統數據接入以及其他行業單位數據接入。

前端接入數據主要源于智慧公路外場設施設備。宿遷公路中心主要依賴省廳業務系統平臺上報建設、養護、路網等信息，市級層面智慧公路綜管平臺需要通過接口形式向省廳業務系統申請接入數據。其他行業單位接入主要是公路行業外數據接入，包括道路貨運管理數據接入、航道基礎管理數據接入、內河船舶運行數據接入、公安交管數據接入、實時天氣氣象數據接入、周邊地理信息、車企共享數據接入、移動互聯網數據接入等。

4 數據接入要求研究

4.1 宿遷市智慧公路數據接入

按照智慧公路數據接入分類情況，宿遷市智慧公路數據接入有3種關系，包括前端感知設備數據接入、業務應用系統接入和其他行業單位接入。

智慧公路數據接入架構如圖2所示。

圖2 智慧公路數據接入架構

4.2 數據接入方式研究

參照國家、交通運輸部和江蘇省交通運輸廳各項標準，結合智慧公路業務實踐，設計符合智慧公路數據接入規范。針對不同的數據格式，主要建立接口實現不同類型數據接入。主要的接入方式包括文件傳輸、Web Service、HTTP方式和視頻流傳輸。文件傳輸方式是利用文件傳輸協議，實現Internet上遠程主機與各類客戶機或客戶應用程序之間的雙向文件傳輸。一般文件資源推薦此種方式。

Web Service方式是通過標準的Web協議提供服務，一般對于數據量大、結構復雜的結構化數據接入推薦此種方式，接入時調用相應Web Service接口。HTTP方式是建立在TCP協議基礎上的一種網絡傳輸協議，一般對于數據量小、結構簡單的結構化數據接入推薦此種方式。視頻流傳輸方式是將視頻數據采用RTMP、RTSP等傳輸協議視作一個穩定的和連續的流，通過網絡進行處理。一般視頻數據接入推薦此種方式。在智慧公路綜管平臺建設時需支持多種方式數據接入，根據不同數據類型選擇最優接入方式，保證綜管平臺數據接入的質量。

4.3 數據傳輸格式研究

普通國省道智慧公路數據接入考慮的第二個問題是傳輸格式，一般采用CSV、XML、JSON或二進制進行傳輸。CSV主要以純文本形式存儲表格數據（數字和文本），通常都是純文本文件；XML逐漸成為萬維網重要的信息發布標準和表示技術；JSON也是一種數據交換的格式，屬于輕量級類型。

4.4 數據接入頻率要求

智慧公路數據應根據行業管理需求和數據變化情況進行及時、持續的更新維護，包括周期性接入、實時性接入和按需要接入。

4.4.1 周期性接入

周期性接入的數據通常是每天、每周、每月固定產生的數據，根據數據產生的頻率定期接入一次數據，接入的數據在時間上具有連續性、完整性且不重復。對實時產生但實時性要求低的數據推薦該種方式接入，例如橋梁健康監測數據，包括橋梁的溫度、應變、車輛檢測、氣象、壓力及伸縮縫等，變化不明顯，不需要實行24 h自動化監測。

4.4.2 實時性接入

實時性接入的數據通常由數據產出而觸發接入動作，感知設備獲取到事件、狀態等數據，第三方系統產生相關業務數據時，立即將實時產生的數據接入系統，此種數據接入方式具有較好的實時性。智慧公路數據中對于實時產生且實時性要求高的數據推薦實時性接入，例如交通事件數據能夠反映路網的實時運行情況，需要數據進行實時傳輸。

4.4.3 按需要接入

按需要接入的數據通常是系統功能和業務需要某些數據時，由程序自動或人工手動觸發的數據接入動作，具有較強的業務針對性，不會接入無用或冗余的數據。例如公路安全宣傳信息、應急信息提醒等服務信息，需要人工審核后在特定場景下獲取該類信息并向公眾發布，此類數據是按照管理需求進行接入。

5 結語

普通國省道公路正逐步走向智能化方向演進，普通國省道智慧公路通過建設智慧公路綜合管理平臺能夠實現信息共享、數據融合和挖掘，提升普通國省道公路安全性、出行服務能力和管理水平。針對普通國省道智慧公路數據接入不統一、不規范等問題，本文通過研究宿遷市普通國省道智慧公路數據框架，分析智慧公路系統數據接入分類、接入方式、傳輸格式和接入頻率，明確普通國省道智慧公路數據接入要求，提高智慧公路綜管平臺數據利用率，為宿遷市普通國省道智慧公路綜管平臺建設奠定基礎，對提升普通國省道公路精細化運營能力具有重要作用。