一、背景介绍
城市交通问题已经成为当今世界上许多城市所面临的难题之一。随着城镇化率的不断提升，我国城市交通面临的挑战更大。2021年总书记在第二届联合国全球可持续交通大会上强调：“要大力发展智慧交通和智慧物流，推动大数据、互联网、人工智能、区块链等新技术与交通行业深度融合，使人享其行、物畅其流”。
信息技术发展推动互联网与各行业深度融合，数据驱动产业升级、业态创新成为推动经济发展的新动能。中国电信作为网络强国、数字中国、智慧社区建设主力军，作为城市智能路网建设的践行者，通过技术积累、产业合作，在河北雄安新区投资建设并运营全球范围内规模最大的区域性开放式智能网联道路。
“道阻且长，行则将至”，城市智能路网作为新型基础设施，在投资、建设、运营、及运维过程中必将面临一系列的挑战，中国电信充分结合自身优势能力，聚焦城市道路交通、智能交通产业和智能交通应用主要方向，深度扩展生态合作，在实践过程中持续探索城市智能路网投资、建设、运营新模式，致力成为城市级新型基础设施运营商和智能交通运营商，为道路注智、为交通赋能，为城市新型基础设施建设贡献中国智慧。
二、需求分析
交通是经济的脉络，文明的纽带，是既关乎经济又关乎民生的重大问题，城市智能路网建设涉及人、车、路、环境以及多维度多场景的智能应用，当前在新一代信息技术支持的背景下，道路交通建设已取得了长足的进步，同时依然存在很多难题亟需解决。
（一）智能网联需零差系统运维
面向未来智能网联汽车行驶和智慧出行的城市智能路网系统需保持高度可靠、稳定的运行的“零差”状态。目前大多数新建智能网联示范区都过度注重新技术的采用，而忽视了建设后长期对系统运行状态整体维护的需求。系统中涉及各类信息化设备的接入与管理，包括：网络设备类、供电设备类、照明设备类、车路协同设备类、交通设备类等，缺少统一的接入平台和快速接入能力，导致设备对接复杂和后期运维困难、效率低下、故障解决不及时等问题。
（二）多业务数据共享创新困难
城市智能路网作为综合治理、城市公交、交管交运、道路管养等多项业务的聚合点，建设和运维过程中涉及多用户的不同数据和业务需求，传统信息化建设中各业务系统相互独立且不兼容存在明显的条线分割、信息孤岛、系统零散等问题，严重阻碍了交通大数据的汇聚与融合，数据标准化与分级共享，运行监测和应急联动机制的形成。
（三）路网缺少统一调度与指挥
新型智能路网与传统城市路网相比交通要素繁杂且多变，具有慢行交通与快速交通交叉，机动车与非机动车混行，专用道路与普通道路交叠，无人驾驶与有人驾驶共存的问题。交通指挥及道路运营等场景需通过统一协调与联动才能满足新形势下的应急指挥、交通管理、公共安全、综合治理、基础设施管理等相关业务管理与调度问题。
（四）动态与静态交通协作缺失
动态交通涉及路网中行驶车辆及其行驶过程，静态交通涉及静态停止的车辆及产生的问题，两者相关结合共同构成城市整体交通系统，城市停车体系建设处于散、小、乱现状，停车设施和城市发展之间的关系没有有效协调，造成停车建设未系统性推进，部分区域还出现因停车加剧区域交通负担，或停车供给不足与大量车位闲置并存的情况。
（五）交通信息发布与触达低效
城市出行涉及的汽车导航、公共交通、共享单车等信息服务平台独立建设，难以为出行者提供全方位和全过程的静、动态信息协调一致的综合信息服务，跨区域交通信息依赖人工进行维护导致信息准确性和及时性不足。交通信息服务需考虑出行者提前安排出行计划，及时根据交通情况变更出行路线的需求，使出行更安全、更便捷、更可靠。
三、建设理念
（一）顶层统筹，城市创新运营
随着城市交通数字化场景进一步丰富，城市的多元化特点以及数字化转型需求促使城市运营变得更加复杂化和专业化，催生出建立“城市智能设施运营商”和“数据服务提供商”等专业运营企业。专注于城市智能路网和数字城市建设的“城市智能设施运营商”，通过聚焦大数据应用、车联网产业链以及创新链的引入，实现商业模式的闭环。既保障了海量感知设备和交通专网等基础设施的稳定运行，又通过对交通大数据的有效整合和利用充分挖掘数据价值。在同步助推地方数字经济产业发展的同时，明显缓解城市交通拥堵、安全、碳排放等重点问题，大幅提升城市管理运营效率，为政府、企业和公众提供高效、便捷、智能的城市服务体验。
（二）融合共享，强化数据核心
新型智能路网建设面向国家交通强国战略和十四五数字中国规划的总体建设目标和需求，以AI智能感知、多元通信、交通大数据为技术核心，从点、线、面全角度构建智能交通服务体系。通过强化数据价值链，突出数据生产要素“加工生智”的核心地位，全面提升城市道路和高速公路交通信息感知、交通管理、和面向出行者的人本服务水平。通过对城市智能路网生成多维度的数据要素加以有效的汇聚整合，以需求为导向建立安全可控的数据开放服务体系，为不同使用者提供差异化、精准、分级调用的数据服务。通过对交通参与者行为、道路本体、设备感知、环境气象的数据融合，能够将全路段全路口的交通行为在数字空间复刻重现，实现交通数字孪生。进一步为车辆、行人、城市等不同维度的生产制造、交通管理、算法训练等场景提供生产要素。
（三）降本增效，设施集中运维
新型基础设施建设是数字经济时代下，政府引导社会经济动力发展的主要抓手和工具。新型基础设施大规模建设的过程中，需要相配套的管理机制作为保障，城市智能路网作为智慧城市的重要组成部分和重要元素，对构建支撑中国经济新动能具有重大意义，而针对城市智能路网所部署的路侧设备采取的集中运维管理机制，能够为城市智能路网的建设运营保驾护航。路侧设备的集中运维模式能够解决上述问题，该模式更加强调智能路网的一体化运维，能够把运维能力集中起来，对各个系统、各个环节进行串接，形成端到端的全程视图，确保对故障的快速定位。集中运维模式引入了更为专业的运维队伍和维护体系，实现接入标准、运维手段、自动化运维工具的统一，使得各类道路管理运营部门不再需要关注于设备层面的建设、运维、管理，而是更多的着重于自身业务体系的建设，保证业务界面更清晰。
（四）协同调度，事态联合监管
建设城市级运营管理中心（IOC），通过对城市事件统一监管，告别交警管理人行便道以下、综合执法管理人行便道以上、路政维护路面状态等城市治理方式，建立对公共交通空间事态的统一监管机制，降低整体运维成本。统一监管后，不仅仅意味着成本的降低，更多地，在道路空间内发生的事件将得到统一的资源调动，在第一时间找到最适合的处理部门。通过交通数字孪生系统的调度管理，更可以将跨多个部门的流程进行融通，实现事件快速响应。未来政府各部门之间将围绕数据的高效流动重新组织，更好的为市民美好出行服务。
（五）数据服务，安全统一保障
智能路网所产生的数据要素进行分析和利用开始重建人们对道路的理解和认知，对其挖掘、分析和应用能够最大效能的发挥道路的有效价值，通过路网相关交通元素和事件数字化，把交通出行从有限的物理空间拓展到了无限的数字空间，在数字空间内以数据要素高效流动实现传统交通业务的重构与创新。构建平台安全服务体系，涵盖基础架构安全、用户安全和网络安全，深入物理安全、虚拟化平台与应用安全、数据安全和业务安全，有效保障信息系统安全，形成数据安全顶层规划、体系化设计、建设实施等过程的相关安全要求，坚持以威胁发现为基础，以分析处置为核心，以持续优化为目标建设全生命周期数据安全服务。
四、解决方案
（一）建设简介
针对上述需求，中电信数字城市科技有限公司提出HelloWay城市智能路网新基建解决方案。针对城市智能路网日常业务运营及交通指挥等场景，通过对城市智能路网生成多维度的数据的汇聚整合，实现城市道路和高速公路交通信息感知、交通管理、和面向出行者的人本服务提升。
（二）方案架构
系统以多业务管理服务为核心，以GIS能力为基础，通过核心架构融合贯通车路协同运营系统、运维管理系统、测试仿真系统、第三方对接系统、信息服务系统，运维管理系统等子系统，整合交通流量、视频监控、信息服务和设备参数等各类信息资源，通过接口服务引擎调度数据中台及采控平台接口，实现数据的统一调取及发布。其方案架构如图1所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 1HelloWay城市智能路网新基建解决方案架构图
（三）系统功能
(1) 新型基础设施运维系统
新型基础设施运维系统作为上层各运营系统及数据中台等系统与城市智能路网上各种有源智能设施交互的唯一通道，上层各系统对此类设施的数据采集、实时查询、操作控制、巡检等，都是通过统一采集与控制系统实现。其管理系统如图2所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 2城市新基建管理系统
运营与维护系统构建全维度、全资源、全生命周期的、可灵活扩建、可自动维护、可便捷操作的资源管理，对接所有业务系统的告警信息，通过智能工单运维服务流程管理实现所有运维问题的统一处理，对服务流程上每个不同的节点，可以规范不同的响应时间和解决时间，精确把控运维服务质量，确保运维服务的品质。其智能工单系统如图3所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 3智能工单系统
综合运用云计算、物联网、GIS、大数据采集等技术，实现对设备的运行状态监视、故障预警、设备维护以及业务开通所做的操作控制，满足客户可视化监测、设备管理、能耗管理、告警管理、数据统计分析等运营需求，实现设备的规范化、科学化、智能化管理，降低设备故障率，保持设备稳定性，实现资产效益的全面提升。
(2) 交通数据开放平台
交通数据开放平台主要实现不同数据源数据汇聚、存储、处理与分析等，实现数据分级分类管理和数据服务共享开放。依托云平台建设数据中台，汇聚数据采集与控制系统北向多源异构时空数据，与各业务系统进行数据交换对接，综合开展数据治理与挖掘分析，梳理资源目录，对外提供数据共享开放服务。数据开发平台如图4所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 4交通数据开放平台系统
数据开放平台作为城市智能路网项目数据底座，通过数据统一采集与控制系统汇聚各终端数据，并将内部各业务系统自身业务数据汇聚至数据中台，通过数据服务封装成API后，为各业务系统提供数据支撑。
(3) 静态交通管理系统
静态交通管理系统提出“3端业务应用，2个核心支撑，2个基础系统”框架，依托城市智能路网，可实现地下精准导航服务，包括车主端系统、数据运营系统、路内收费系统、停车场备案系统、决策大脑系统、停车诱导系统等，解决动态与静态交通转换效率低、停车运营不规范、停车信息获取难、市民停车服务差等难题。其前端界面如图5所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 5静态交通前端界面
利用城市停车大数据、APP大数据、定位大数据、检索大数据等，结合当前区域的属性、访问人群等周边特征信息，可建模挖掘当前停车难度，反应区域内停车场的潮汐效应和拥堵规律，从而让城市动态交通与静态交通能够有机融合和转换。其管理系统如图6所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 6静态交通管理系统
(4) 云控平台
云控平台面向车企客户、企业客户、政府客户以及汽车用户的一站式智能网联及应用服务聚合平台。提供车辆运行、基础设施、交通环境、交通管理等动态基础数据，具有高性能信息共享、高实时性云计算、大数据分析、信息安全等基础服务机制。云控平台如图7所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 7智能交通云控平台
部署和运行包括智能网联汽车协同感知、决策与控制，智能交通管控，公共出行服务，智能网联汽车测试等在内的多类行业应用，并进行应用过程管理、应用资源配置、应用生态拓展的智能网联汽车行业专业管理与服务平台。
(5) 交通数字孪生系统
数据融合呈现：能够将城市智能路网运行核心系统的各项关键数据进行可视化呈现，从而对包括城市底图、路网管理、业务专题、监控视频、基础设施等领域进行管理决策支持，实现城市智能路网智慧式管理和运行。
综合态势呈现：基于三维地理信息GIS系统，通过二三维地理信息系统联动，将数据按照时间和空间两个维度进行同步呈现，全面掌控数据变化态势。支持空间数据的实时监控、历史回放，让规律清晰可见，使决策更加高效。交通数字孪生系统如图8所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 8交通数字孪生系统
数据决策驾驶舱：针对城市智能路网管理业务众多数据的指标与维度，将数据按主题、成体系地加以实时呈现，辅助决策者从不同角度观察、分析数据，聚焦趋势规律。
管控指挥驾驶舱；为交通管理指挥、公共安全管理等部门指挥调度人员开放操作台坐席，通过操作台视频输出屏幕单元或PAD终端，基于数据融合呈现、综合态势呈现、数据决策驾驶舱等功能，与政府交通管理平台实现联动，完成交通信号控制、视频监视控制、信息发布、交通指挥、应急事件指挥调度交通组织与管控相关工作。其交通态势感知系统如图9所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 9交通态势感知系统
五、应用案例
（一）河北雄安新区容东片区数字化道路
中国电信具备数字道路咨询、规划、设计、实施、研发、运维、运营等全生命周期的一体化能力，以及科技创新，标准引领和政策指导等全方位的服务能力。2021年，河北雄安新区管委会与中国电信政企合作，采用投资、建设、运营一体化方式建设雄安新区容东片区数字化道路。其运营模式如图10所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 10雄安新区容东数字道路运营模式
雄安新区容东片区数字化道路建设内容旨在构建城市智能路网基础设施建设新模式，打造便捷顺畅、经济高效、绿色集约、智能先进、安全可靠的城市智能路网，全力打造领先的城市智能路网体系，项目建设总道路里程153.35公里。
建设内容包括相关智能化设备从感知层、网络层、设施层到应用层多专业、多层次一体化项目，最终接入雄安新区级智能城市底座，形成端到端城市智能路网全域感知能力，打造全球首片智能网联道路。其数字道路运营中心如图11所示。
图 SEQ 图 \* ARABIC 11雄安新区容东数字道路运营中心
目前，雄安新区容东片区数字化道路项目一期工程已全部建成。通过建设成果为雄安新区交通管理、社会综合治理、居民出行提供一体化服务。同时，面向智能网联车辆运营场景，提供基础设施运营和数据资产运营服务。
