元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会形态,它基于扩展现实技术提供沉浸式体验,以及数字孪生技术生成现实世界的镜像,通过区块链技术搭建经济体系,将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交系统、身份系统上密切融合,并且允许每个用户进行内容生产和编辑。
元宇宙本身不是一种技术,而是一个理念和概念,它需要整合不同的新技术,如5G、6G、人工智能、大数据等,强调虚实相融
黎阳之光全域多态数据融合系统,依托全景视频融合、三维GIS 、GPS、AI、云计算、物联网、大数据、新通信技术,实现一张图静态展现、动态管理、常态跟踪,自动巡航、自动预警,系统平台全景融合各类监控监测系统,汇聚全要素资源,做到全域全局态势感知、全景全量数据可视化、全时全息信息融合应用。一屏看尽物联网,一张图聚合数据共享、一张图融合通信应急指挥、一张图智能辅助决策调度,满足城市管理的需求,打造全时空、全要素全域实景多态数据融合系统。融合全域全量数据汇聚:部件信息、事件信息,整合各垂直管理子系统、一屏集中监测,全局态势感知、风险阈值自动预警,数据驱动,规则、工作流引擎、自定义预案模块。
黎阳之光镜像交通平台实现目的:
一网统交通,一屏控辖区,一瞬知警情,一图明实况,一秒到现场,一键出预案。
黎阳之光镜像交通平台系统主要面向的道路场景有城市道路,道路,流域管理 ,机场收费站,桥梁,隧道等。实施车路动态实时信息交互,并在全时空动态交通信息采集与融合的基础上开展车辆主动安全控制和道路协同管理,充分实现人车路的有效协同,保证交通安全,提高通行效率,从而形成的安全、高效和环保的道路交通系统。
2.我国公路交通发展存在痛点
2018年2月27日,交通部印发了《交通运输部办公厅关于加快推进新一代国家交通控制网和智慧公路试点的通知》,开启了新一代国家控制网和智慧公路示范工程。在此背景下,全国各地先后开展智慧的试点建设。截至2019年底,全国公路通车里程已达14.96万公里,公路建设开始由增长阶段转向高质量发展阶段。然而在转型发展的过程中,也存在感知能力薄弱、智慧管控手段不足、资产管理手段匮乏、服务能力手段单一等问题痛点。
(1)感知基础能力薄弱
公路按建设规范已经布设了相当数量和不同功能的感知设备,对交通流、气象环境、边坡等开展了实时监测,然而公路机电设施规模以及数字化、智能化程度不够支撑和满足日益增长运营管理及出行服务的需求。交通监测以相对被动式为主,对于事故、灾害报警、求救信息响应速度慢,识别不充分、不及时。
(2)智慧管控手段不足
公路因其相对封闭、单向行驶、控制出入等特点,其交通调控面临一定压力,由于数据缺少融合挖掘分析,无法指导交通管理部门科学管理和管控,问题处置依赖特定人群,效果取决于个人水平,智慧赋能水平较低,难以把控对事故处理、交通诱导以及拥堵疏散等交通常态化处置工作,主动精确的治理能力缺失。
(3)资产管理手段匮乏
公路机电设备呈现出繁荣发展之势,存在种类众多、功能强大、高集成度等特点。机电设备朝智能化、网络化、信息化的方向不断发展,不仅增加了机电设备的维修难度,也给管理也带来了挑战。传统管理、维修模式已经不能满足现代机电设备的需要,管理难度大,手段匮乏。
(4)服务能力手段单一
目前,出行者和运输企业对出行服务的需求趋于多元化,但出行信息发布手段、内容较为单一,尤其在出行高峰期间,需要及时发布路况、事故、拥堵、灾害、天气等信息供出行者参考。在满足日常服务及公众出行信息服务的准确性、时效性、便捷性等方面尚未达到要求。
3.总体建设目标
黎阳之光镜像交通平台立足于“安全、高效、服务”目标,通过未来5-8年的道路公路股份有限公司道路信息化建设工程,建设分期推进,从I2级逐渐打造至I4-I5级智慧,在新基建背景下,以“1+N”的建设思路,构建真实环境的数字化管理基础平台,建立车道级的主动管控系统,营造个性化的动态多端服务模式,实现一图管理,一指管控,一键发布的智慧云。
3.1真实环境的数字化管理基础平台
黎阳之光镜像交通平台基于高精度地图/定位、精细化感知手段、三维摄影、BIM技术以及数字孪生技术实现各种智能交通场景的还原和仿真,建立涵盖建、管、养、服全周期的一张图管控平台,实现人、车、路、环境的全要素感知,根据本项目道路特点,主要开展交通事件极速感知、全景视频监控、气象环境综合感知等,基于事件检测摄像机、毫米波雷达、物联网传感器等设备,融合互联网众包数据等第三方数据,提升异常事件的发现效率,为开展准全天候通行、全过程管控和全数字运营提供数据支撑。
3.2车道级的主动管控系统
黎阳之光镜像交通平台针对节假日高峰、道路施工及突发交通事故下易发生交通拥堵的问题,建设主线车道级管控系统,在路段设置车道控制器、可变限速标志,结合道路流量,对道路进行分车道、分级控制,与气象信息、前方路况和施工养护作业等信息联动,动态配置限速,较大化利用道路空间资源,提高道路通行能力;建设匝道智能管控系统,在匝道设置匝道控制器,结合主线及匝道流量,通过单点匝道控制和匝道联动控制,减少交汇中的事故,提高公众的出行体验。加强路段与收费站联动,实现站内站外数据联动一体,通过一个平台、一个机制,实现一指管控。
3.3营造个性化的动态多端服务模式
黎阳之光镜像交通平台通过智慧情报板、云服务平台、以及与地图服务商合作等方式,实现路段交通、气象、旅游等信息的多模式发布,提高信息发布的及时性、可靠性;实现沿线5G网络全覆盖,结合车路协同的发展趋势,布设车路协同路侧单元(RSU),打造自动驾驶的道路基础设施,实现“人-车-路-环境”协同。近期实现车路协同安全辅助驾驶,包括道路危险状况提示、限速预警、匝道分合流预警、车内标牌、前方拥堵提醒等多个场景,远期支撑实现自动驾驶和货车编队。
4.系统架构与功能
4.1 系统架构图
黎阳之光镜像交通平台由全域视频融合系统、数据探针系统、和三维地理信息系统三部分有机融合而成。其系统架构图见下:
黎阳之光镜像交通平台平台的建设涉及到软硬件环境、现有系统的应用情况、用户的功能需求、今后的系统维护升级、以及和外部系统的接口等因素,基于国家标准和规范体系、系统信息安全体系建设。遵循顶层设计的理念,我们将整个系统划分为数据层、传输层、服务层、应用层、用户层、五个层次。平台符合支持ONVIF/PSIA/E-Home/GB_T28181/GA/T1399/GA/T1400/RTSP等国家标准协议视频编码设备的接入,可实现平台各系统信息共享和互联互控,综合利用现有的资源和技术。
(1)数据层
黎阳之光镜像交通平台接入前端各类设施采集数据和其他业务系统数据,包括监控视频数据、车辆识别、警力(4G)布置、动态勤务(北斗)、报警信息及其他系统数据等。
(2)传输层
黎阳之光镜像交通平台采用网络资源对数据层采集的各类数据进行接入、汇聚、交换传输控制,通过设备自身安全特性实现对边界安全接入的控制,同时通过网络本身的设备、协议冗余实现整个监控网络的稳定性。
(3)服务层
黎阳之光镜像交通平台通过数据接入、数据服务以及中心管理,为上层应用平台提供相应的基础应用的工具服务,实现计算资源和数据的共享,构建开放的应用服务体系。
(4)应用层
黎阳之光镜像交通平台基于三维GIS的资源管控,建立重点地区三维引擎系统,三维场景真实感实时渲染,拟真级三维仿真,三维GIS创建一个现实影像的、地理的、精确的地球三维模型,具有管理三维空间对象能力、空间分析的能力及三维可视化能力。
(5)用户层
结合多部门的不同实际业务需求给予权限访问客户端
4.2视频云标定业务流程
黎阳之光镜像交通平台系统基于三维一体化与视频融合技术。通过集成各种有线(车辆识别、探针数据融合,人员部署、动态勤务等系统,并实现这些系统的互联互通以及联动功能,建设多通信手段的立体融合,做到高效、方便、准确的指挥和调度。让交通指挥人员能够直观掌握相关实时实况,探知准确数据,设计、部署处置方案;为情报研判人员和指挥决策者在全域镜像地图上,随时了解掌握不同地域、不同特情的分布态势,起到直观预警、快速应急指挥调度和科学辅助决策作用提供帮助。
5.功能开发
5.1 全域视频融合系统
黎阳之光镜像交通平台紧密结合实际场景和用户需求,采用全域视频融合技术,将视频域内不同地理位置的离散视频进行融合,实现视频域内全场景、多维度视频监控等功能,有助于实时掌控全局态势,达到管控主动化、全局化和精细化,真正实现全域实景动态可视化、定制化,有效提升交通科技化水平,为管理部门提供宏观的、可预见、全域实景可视化的管理支撑。
黎阳之光镜像交通平台视频融合的较大特点是在符合视觉原理的基础上,把相邻的多组视频通过特征点匹配的原理计算,去掉相同像素,保留优化的像素点,进行畸形矫正和插值还原等技术手段,融合成一幅完整的视频,连续多路视频融合效果较佳。
二维视频融合前
黎阳之光视频融合示意图
黎阳之光镜像交通平台较大优势的改变传统视频零散监控模式,实现离散视频数据整合,提升实战应用水平。现有的安防系统是通过视频格或者列表的方式,在众多摄像机的列表中快速的查看其中一个地方摄像机视频情况,异常麻烦,需要大量的时间和人力成本建设基于。
5.2视频与道路模型融合
黎阳之光镜像交通平台通过三维建模,将监控视频映射在实景道路实景模型上 ,根据特征点像素点匹配,实时更新三维模型的数据,能够俯瞰整个视频域的动态实时立体场景。
5.3 流媒体服务
黎阳之光镜像交通平台将视频分发任务动态均衡到各个流媒体上,故障流媒体的分发任务将自动分配到其他流媒体;提供干线管理服务,设置干线数量,通过权限规则或者 IP 规则,对指定的用户进行会话剔除。
5.4视频调度管理
黎阳之光镜像交通平台对大量监控视频按方位和区域进行分类和划分,实现视频的快速查询和调度。支持RTSP或SDK方式接入;支持实时视频接入;对融合后的视频图像进行H.264/H.265编码;实时转发、本地视频存储及历史回放;多台全空间融合服务器级联;可以前端设备接入方式接入视频平台。
5.5融合视频推送
黎阳之光镜像交通平台通过分级权限和加密管理的信息发布功能,系统可将融合后的整体态势画面和个性化信息推送到相关客户端。
三维视频融合根据实际需要一次二维融合和2次三维融合,一次2维融合的大尺寸视频需要通过推送的方式发送到三维融合系统,进行二次融合像素匹配,推送到客户端。
5.6 拼接特征点控制管理
黎阳之光镜像交通平台实现控制特征点的质量过滤低质量特征点保证拼接图像完整位置准确。拼接特征点控制模块,实现控制特征点的质量过滤低质量特征点保证拼接图像完整位置准确。拼接图像高宽限定,保障输出图像高宽分辨率始终一致。
5.7融合色差平衡
黎阳之光镜像交通平台不同摄像机二维一次视频融合过程中平衡光线色差和球机设备之间的色差。视频图像左右边界的连续性,运动补偿时通过图像拼接技术将重构帧左右边界进行拼接融合。
上海合作峰会黎阳之光二维融合调整前
上海合作峰会黎阳之光二维融合调整后
6.接口描述
预留多类型资源融合展示与管控接口
在全域全景可视化立体防控系统中预留监控视频资源、其他传感器和设备资源数据的接口,后续扩展时可以将处在不同位置的传感数据及设备资源数据以标签的形式展示在三维场景模型中,实现多类型数据融合三维可视与管控。通过提供直观的数字化展示和管理平台,做到大规模、高密度的资源整体管控、全局指挥,实现资源的综合管理和高效运维,发挥各系统的综合效益。
实现对平台的互联互通功能,主要是通过国标 GB/T 28181-2016,其它平台的SDK/OCK,或者通用的Webservice协议等进行对接。
黎阳之光科技有限公司,坐落于北京经济技术开发区。公司成立十多年来,一直坚持走自主研发道路,致力于全域实景多维数据融合技术的研发及应用
基于人工智能与物联网技术的蓬勃发展和智慧城市,智能交通,应急管理等业务场景需求,黎阳之光科技有限公司陆续推出全实景视频融合引擎系统、全实景三维空间信息管理系统、多维数据融合镜像交通系统,全域实景镜像流域系统,致力于打造世界物联网可视化平台
公司自主研发的“全域全实景多维数据管控系统”,依托三维实景地图,用上帝视角管理的全域引擎平台 、通过融合多路实时视频、加载北斗、物联网大数据,实现一张图动态展示、常态跟踪、自动预警、自动巡航
平台汇聚全要素资源,做到全域全局态势感知、全景全量数据可视化、全时全息信息融合应用。一屏看尽物联网,一张图聚合数据共享、一张图融合通信应急指挥、一张图智能辅助决策调度,满足辖区管理的需求,打造全时空、全要素多维立体管控体系。
公司经典案例:2015年长安街九三阅兵。公司提供清明上河图全景视频融合平台,为阅兵仪式提供保障
2017年UN治沙会议保障;
2018年青岛上合峰会管控系统;
2021年公司在镜像交通,镜像流域系统取得重大突破,在车路协同,智慧高速,城市交通,流域治理,航道管控等领域取得突破,得到客户的极高评价和高度认可。
2021年公司研发的数据融合探针,与数字城市的各个卡口及道路监控相结合,突破了传统断点数据,延时数据推演现状,实现全域全实景,全数据,全实时,全过程跟踪,回放,特情目标自动预警,自动跟踪,自动推送信息。为传统智慧交通提供技术升级迭加,为国内车路协同的快速发展提供了有力的保障
镜像流域系统以全域全景全时全程视频为载体,将时间、空间有机结合,在江面管控区域,实时融合不同地理位置的动态视频到真实景3D环境中,融合水文系统,天气预报,AIS系统, 实现一网统江面,一屏控辖区,一图明实况,一秒到现场,一键出预案。
黎阳之光科技有限公司将不断升级完善全域全实景管控平台,成为新时代智慧城市、智慧交通,智慧流域,智慧物联应用、镜像世界技术的全球开拓者!
