数据作为新质生产力，是数字经济深入发展的核心引擎。推动公路基础设施数字化是新发展阶段持续发挥公路在国民经济的基础性、先导性等作用的必要之路。浙江省以交通运输部在役干线公路基础设施与安全应急数字化试点工作为契机，探索研究全省全域内公路基础设施数字化技术，以标准技术完善和公路基础数据库建设为抓手，自建数据处理分析中心，编制一系列技术指南规范，构建全省统一的数字化实景平台，形成一套可复制、可推广、全覆盖的数字公路建设技术体系，为加快公路基础设施数字化转型发展提供浙江经验和方案。
一、公路基础设施数字化存在的难点
1.采集处理成本高
当前公路行业基础设施数字化工作高度依赖外部互联网地图厂商的数据服务，且不同单位采用的技术路线不一致，导致整体数字化采集处理成本居高不下。
2.电子桩号与实体桩号不匹配
当前，公路行业管理工作面临着基础性标识挑战：农村公路实体桩号设施的缺失与严重损坏，同时电子桩号体系的建设尚不完善，覆盖范围有限，且与实体桩号之间存在难匹配。
3.公路基础数据共享难
由于缺乏测绘数据脱密、图像数据脱敏等保密技术手段，公路基础数据在共享与应用方面安全性，一直是行业内“老大难”。
4.缺乏统一标准
现有相关规范基本偏重于基础设施数据元相关管理，几乎未有涉及基础设施外业采集和数据处理的标准规范。
5.缺少应用场景建设
许多潜在的应用场景和需求尚未被充分挖掘和开发，导致数字化成果在行业内的应用范围有限，难以充分发挥其价值和作用。
二、主要做法
以“低成本、高精度、强支撑”为锚点，优化升级公路基础设施全流程，在前端数字化（即数据采集处理）方面，创新工作模式，加大自主数据采集处理能力的建设，统一的数据标准和处理规范；在底座构建方面，继承交通一张图体系架构，打造统一的数据共享交换数字底座，形成公路与运输领域的“一库”“一图”“一集合”；在场景赋能方面，深挖数据价值，以行业监管数字化为重点，推动核心业务治理模式创新、治理方式重塑、治理体系重构。
（一）前端数字化
通过公路基础设施地理信息数据采集和处理，融合行业管养信息，推动公路基础设施数字化，形成数字公路基础底座的静态数据基础。
1.“三合一”数字化采集模式
以路况检测工作为基础，创新了“三合一”数字化采集模式，实现一次采集，同步完成路况检测、基础数据库复核、基础设施数字化三项年度工作，减少了采集过程中的重复工作，为国内首创，处于行业领先的地位。并通过在多功能路况检测车上加装激光点云、前方图像采集设备，形成“三合一”数字化采集设备。相较于三项工作独立开展，本模式采集效率提升195%，极大提高数据采集的效率和准确性。
2.多路径技术策略
针对不同道路等级与管理需求，灵活采用多样化的技术路线进行数字化采集。国省干线数字化采集采用车载激光雷达扫描测量系统，农村公路数字化采用前方图像和地理位置信息结合技术，重要构筑物数字化采用无人机倾斜摄影测量技术，为公路养护管理提供更加精确和全面的“空天地一体”数据支撑。
3.研发数据处理软件
加强与相关测绘单位合作，深化尖端测绘技术在公路管理领域的应用，自研基础设施数字化相关软件。一是研发激光点云数据处理软件。针对公路基础设施数字化技术特点，对基于自动驾驶高精度地图的传统制图软件进行优化迭代形成适用于公路基础设施数字化的高精地图智能构建平台，实现道路中心线和道路交通标线等重要交通要素的自动化提取和杆件的自动化拟合功能，将原本2公里/（人*日）处理效率提升至4.3公里/（人*日），整体效率提升115%。二是研发前方图像数据处理软件。采用深度学习技术算法开发公路资产识别系统，实现基础设施自动识别。目前数据处理效率为67公里/（人*天），较原本29公里/（人*天）的人工识别效率提升131%。
图1 高精地图智能构建平台
图2 公路资产只能识别系统
4.天地图公路专题地图制作。
天地图公路专题地图是公路领域首创地理信息产品，采用经国家认定的地理信息保密处理技术算法及参数，对涉密的高精度线路轨迹、基础设施点位等数据进行变形处理。变形后的数据与现有天地图轨迹数据融合，并补充天地图轨迹和公路管养属性，形成具备公路特色的天地图专题地图，满足互联网发布的安全需求，为公众出行服务提供现实基础。
图3 公路专题地图
5.自建公路基础设施数据处理分析中心。
依托浙江公路技师学院师资力量，将测绘技术与公路职业教育相结合，在全国公路技师类院校中首创智慧公路产业学院，培育首个行业自主的公路基础设施数据处理分析中心，并开设新设地图制图与地理信息系统专业，推动公路基础设施数字化的产业升级和技术创新，提升整个产业的竞争力，为社会和经济发展做出积极贡献。目前数据处理能力已达到激光点云数据2000公里/月，图像数据2万公里/月，已初步具备产业化的条件，同时培养超过200名具备公路基础设施数据采集和处理能力的技术能手。
图4 公路基础设施数据处理分析中心
6.强化规范引领
编制省地方标准《公路基础设施数据采集和处理规范》，规范不同行政等级公路数据采集处理要求、数据分类和命名以及存储管理，填补在公路基础设施数字化采集和数据处理行业空白，从源头上推动数据治理工作。制定《公路基础设施数据采集和处理操作手册》，从采集设备集成方法、外业采集工作流程、数据处理工作流程、数据质量控制方案等方面提供具备可操作性的基础设施数字化方案，指导公全省路基础设施数据采集和处理工作。
（二）底座构建
开展数字公路基础底座的初期建设工作，实现底座在政务云环境下稳定、安全、高效运行，并供给全省公路管理部门使用，各市县无需重复建设。
数字公路基础底座在交通一张图体系架构内，聚焦公路与运输业务需求，通过“三合一”数字化采集模式，推进全省公路基础设施数字化，形成公路与运输领域的“一库”“一图”“一集合”，即公路全要素基础数据库、全省实景化公路地图、浙路通工具集，支撑 “浙路通”重大应用集成深化。
1.公路全要素基础数据库
以全省公路基础数据库为基础，融合高精度定位信息、图片信息以及公路基础设施基础属性、管养信息，构建了主要构筑物、安全设施、服务设施、管理设施、机电设施、交通观测设施和治超设施八类专题数据，并通过属性扩充、信息补全，形成涵盖交安设施、特殊路段、道路附属设施和道路平纵曲线4大类，58小类统计数据的公路路线基本情况明细表，支持多维度查询统计、数据库更新、基础设施图库联动等操作。目前全要素基础数据库已汇聚全省1500公里高速公路，1.3万公里普通国省道，10.3万公里农村公路公路基础设施数字化成果，包括71万个交通标志、1542万米护栏、160万个路灯、23万路视频监控（含公安、交通等）、812个非现场治超检测站和2.93万个公交站台等主要设施。
图5 公路全要素基础设施库
2.全省实景化公路地图
以天地图公路专题地图为基础，通过将实景化影像关联变形脱密后的高精度北斗轨迹建立实景化公路地图，实现公路基础设施资产可视化展示，并提供动态数据服务、场景漫游、兴趣点标注、全景量测等功能。
图6 普通国省道全景化地图
图7 农村公路实景化地图
3.浙路通工具集
凝炼浙路通工具组件，形成公路与运输应用场景工具集，包括经纬度里程桩号、影像检测、病害分析、时光机、治超管理评价等组件算法。其中全省公路桩号经纬度匹配算法，以公路实体桩号为定位基准,融合基于采集设备的经纬度数据，采用卡尔曼滤波算法，降低定位信息误差，内插建立全覆盖、高精度的全省公路桩号与地理信息位置对应数据库，实现实体桩号、电子桩号、经纬度坐标相互转换，解决不同业务系统基础设施坐标偏移问题，支撑业务应用。
（三）场景赋能
1.公路基础设施信息管理
结合公路基础设施数字化成果，建设公路基础设施信息管理场景，形成路线、桥梁、隧道、各类交安设施、机电设施、管理设施等全景（实景）地图等各类图层，为养护管理、路政管理、路网监测等业务提供多维度统计查询及报表分析，以及提供全景（实景）地图调用，支撑“交通大脑”、浙路通集成应用、农村公路“一路一档”等场景建设。
2.公路养护科学决策系统
利用公路基础设施数字化成果提供的公路基础管养数据，里程桩号转换组件、时光机组件、全景服务组件等工具组件，对养护科学决策系统进行改造升级，建立可视化模块直观展示路况演变，提升病害定位精度优化决策算法，合理编制养护工程计划，实现路面养护展示更直观、决策更科学。
3.公路感知体系规划
高精度的公路专题地图具备全省普通国省道的桥梁及隧道的起终点、现有视频监控点位以及公路实景和全景图像等数据，提升了感知规划的科学决策水平。以《浙江省普通国省道综合监控感知设施布局》规划项目为例，试点成果支撑“一点多能”布局方案的实施及重点路段的感知设施加密工作，通过实景图像验证规划成果，提升科学决策水平。
三、借鉴意义
围绕公路基础设施数字化，推进公路基础设施数字化转型升级。一是坚持整体统筹与局部试点相结合的工作思路。加强与部级层面对接，强化顶层设计和整体统筹。逐级逐步完成县域、市域、省域的数字化目标，发挥试点对全局的带动作用。二是坚持低成本、全覆盖的技术路线。结合现有工作，强化技术研发，实现成本可控、技术自主。三是坚持打造可操作、可复制、可推广的技术体系。研发数据处理软件，开发可视化展示平台，建立全流程技术体系，通过编制研究报告、手册、地方标准，降低技术成果应用难度，通过技术实践，在省内推广落地。四是坚持强基础、重实效并举的试点成果应用方向。着力解决基础数据底数不清、数据不准、不集成不共享等基础性问题，建立统一的数字公路基础底座，坚持以用促建、边用边建的工作导向，推动行业管理工作降本增效。
作者：傅肯旋 浙江公路技师学院（试验检测中心）
