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自由流时代下,路网建模持续赋能智慧出行

2019-04-15 09:02:12



日前,第21届中国高速公路信息化研讨会在厦门隆重召开,招商华软创新研究院院长罗庆异受邀出席,并在综合技术论坛上发表了主题演讲,题为“基于统一路网建模下的全国联网收费运营管理关键问题的思考”。他指出,高速公路收费的终极形态是自由流收费,在自由流收费模式下,只有基于 “精准的路网模型”,才能构建高效、可靠的服务网络,为便捷出行赋能,为交通治理赋能。



以下是罗庆异发言要点


大家下午好!


我今天的汇报主题是“基于统一路网建模下的全国联网收费运营管理关键问题思考”,将分三个部分来讲述,第一部分是高速公路“全网化”趋势带来的变化和挑战,第二部分是针对行业变革,华软如何建构统一路网模型来解决实际问题,第三部分是在我们很快进入的自由流时代下,路网模型将如何为用户出行和交通管理赋能。


精准的路网模型

是应对“全网化”行业变革的基础



当前大家热议的取消高速公路省界站其实是将我们的路网全网化,突破以前分省局域网的设置。那么在这样的一张大网下,我们仍将会面临一些局部的个性化需求,这些个性化的需求将衍生出行业新的变化。


总体而言,我们面临着这些变化


首先从用户端来看,用户希望得到更便捷的出行服务,或者说更个性化的、能够符合每个人自身出行效率的服务。


其次从管理者来讲,现在行业已经从封闭走向开放,互联网+应用越来越多,过去注重管理,现在要注重服务,我们更多地要考虑如何服务好出行者。


最后从整个收费系统而言,收费对全网的依附度将更高,数据会更集中,业务要求也会更高,而这个更高意味着要更精准、更稳定、更快速。


当然挑战也是多方面的。政策上,全国“一张网”是一项艰巨的工程,在实施过程中涉及到方方面面,需要众多配套政策去支撑。运营上,撤站后收费将更复杂,对收费系统和关键设备的运行监测要求更高,同时对于逃费稽查和相关的运营管理质量要求也更高。技术上,我们面对的第一个问题就是一张网之后,怎么来描述我们的路网。到底哪里是标识点,哪里是虚拟站,点与点之间是单向连通,还是双向互通,再或者是全互通?这些情况在目前的地图导航上都是看不出来的,虽然我们高速公路的管理者知道,但却没有通过好的技术手段将其转化为数字模型。


可以说,行业变革带来的这一系列的问题和挑战,只有在清晰描述我们的路网基础之上才能更好地解决。


基于图论原理

层层叠加建构统一路网模型



既然我们需要这样一个精准的路网,那就要想办法建构。这些年华软在这方面已经有深入探索和研究。我们基于图论原理,将高速公路路网站点,包括收费站、标识点、虚拟收费站等,以及两个有序点间的边,形成三张基本路径参数表,一个路段内站点信息表,一个路由节点表,一个路网节点编码表。通过这三张表,我们就能采集到现在的路网信息,进而比较清楚的描述高速公路路网。这就像生成了我们人体的骨骼脉络,是我们路网模型建构的第一个层次。


在第一层的基础上,我们还会再做叠加,融入更多其他的元素,来扩展路网模型的性能。这些元素包括通行费快速计算、标识点监控等等,这其实也是我们路网建模的第二层。


到了第三个层次,我们的路网模型要为支撑运营管理提供能力,这一层我们会建构客服系统,通行介质系统、费率管理系统、运行监测系统、稽查管理系统等等。比如我们的运行监测系统可以监测里面每一个点,每个点的具体状态都能在图上直观的展示出来。同时,通过人工智能相关的算法,会拟合同一个车在不同点上的状态,或者同一个点在不同的车经过时的状态,把这些分析出来之后,到底是车有问题,还是基础设施有问题,就一目了然。这也将给我们后续做稽查分析奠定基础。


基于全国路网模型还将衍生出关键的技术和系统。第一个是费率管理系统,第二个是运行监测系统,第三个是稽查管理系统,当然还有其他一些系统。我们的路网模型可以为这些关键系统提供支撑赋能。在路网模型进一步精细化之后,我们就可以提供出行的伴随服务了,让用户真正感受到“出行即服务”的体验。


统一路网模型

将持续为自由流时代赋能



01 自由流收费模式的特点


高速公路收费的终极形态是自由流收费。未来我们行驶在高速公路上,将不会再有物理上的收费站。


自由流收费模式将呈现出以下几个特点:


首先,车辆是无障碍通行,系统将自动进行身份识别。


其次,收费是真正无感的,虽然我们现在的ETC收费也是无感的,但这种无感还不够彻底,只有在未来我们的栏杆都撤掉之后,才能真正进入无感收费时代。


第三个是车辆在自由行驶状态下进行标识和收费。


第四个是支持多目标处理,未来车辆行驶通过虚拟站时可能是无序的,可能是集中而来的,我们的系统要能够支持这种状态的运转,允许车主有更自由的通行选择。


02 自由流下路网模型呈现的状态


统一路网模型在自由流时代下将发挥更大的作用,将持续为我们的出行服务赋能。主要体现在:


首先,在自由流下,我们路上的虚拟收费站密度会大大增加,这使得我们的路网模型能够刻画得更精准。同时也意味着,在自由流时代下,我们收费和服务的颗粒度将变得更细。当我们从一个站上,到另外一个站下,中间会经过很多道门架,每一道门架其实都是在感知车辆行驶的位置和状态。


另一个重要方面是我们的路网模型会拓展出更多能力。在自由流下,每一个自由流的点,其实都是上下游数公里的一个信息枢纽,将会成为网络、监控、感知等这些基础设施的综合汇聚点。通过这个枢纽,我们既能采集到更多信息,也能提供更多优质的信息和服务给出行者。


03 路网模型如何支撑关键业务和服务?


我们逐个分析自由流时代下,路网模型对一些关键系统产生的新的促进作用。


第一个是运行监测系统,未来我们要做“点位集群”的远程在线监控,自由流模式下,点位“无人化、少人化”的趋势明显,要保证各点位正常运行,就要实现对这些点位的远程在线监控。同时,我们的运行监测系统还要对关键设备的故障和寿命进行预测。自由流时代下机电设备会成倍数增加,或者未来更进一步跨越到车路协同、自动驾驶的时代,路上的信息点会更多,再依赖人工的方式进行养护肯定是不行的,如果能把信息采集起来,做智能化的分析和判断,对科学决策将会有帮助。此外,统一路网模型下的运行监测还将发挥应急控制和服务协同的作用。


第二个是稽查管理系统。自由流时代下的逃费跟现在的逃费也会不一样,自由流模式下,恶意屏蔽车牌、干扰OBU等异常情况会带来更多的通行费损失,影响正常的收费秩序。特殊车辆的监管模式也会变化,例如,货车全面实行入口治超,绿通车实行网上申报与抽检制度。要应对这些变化,我们要建立全网数据共享机制,而基于路网模型,可以实现数据跨省、跨业务部门的实时共享。然后还要实现逃费行为和轨迹的复现,这样我们就能找出重点嫌疑车辆,让稽查管理有的放矢。当然这同时要依托我们完善的信用体系。


综上所述,未来我们要解决的很多问题,都必须基于我们对于我们的路网有一个深刻的认识。基于“路网模型”,能构建高效、可靠的服务网络,对驾驶员和乘客,出行即服务,对政府及交通管理部门,管理即服务。


我的汇报就到这里,谢谢大家!


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文字整理 | 李加

  排       版 | 江春红

  签       发 | 李艺峰


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