数字化转型 | 河北高速“冀鸿”生态架构建设，支撑行业数字化、网络化、智能化发展

河北省高速公路机电系统经过三十多年的建设，已经成为高速公路数字化、网络化、智能化的发展基础，支撑河北高速路网平稳运行。

但，还是面对大家都会有的问题与挑战：

• 机电设备规模庞大，运维管理困难；
• 系统割裂，业务烟筒式发展，互联互通困难，智慧化受制约；
• 机电系统“七国八制”，制约行业信息化发展；
• 软硬件强捆绑，系统建设成本高、复用难、推广难。

冀鸿方案架构

基于万物互联的数字底座架构，使用操作系统、芯片、物联网通讯等技术，对机电设备底层架构进行改动，应用软件不直接控制机电设备，实现软硬件解耦合。

冀鸿方案架构的技术优势：

• 全量接入：数字底座对底层机电进行适配和接入，并成为运行各类业务应用的基础设施，云端平台对业务应用进行管理升级的方式，构造统一操作系统、统一数据标准、统一架构体系。
• 生态通配：大幅降低机电系统运维成本。实现上述生态架构后，所有软件硬件均可自由通配通换，避免产品停产、厂商壁垒、供应商倒闭等问题带来的运维成本。根据集团一线员工估算，生态建成后运维费用可下降70%。
• 统一底座：构建省级 / 行业级统一大市场。生态厂商可基于统一底座开发专业软硬件，极大提升公路各场景的市场吸引力和产业活力，进一步降低行业建设成本。
• 统一数据：做大做厚集团的“数据金矿”。通过提升数据的安全性、完备性、实时性和可靠性，大幅提高数据质量和可触达性，为基于数据的公路运营增收提供优质数据基础。

基于隧道场景的应用

为了摆脱人工巡检不及时性造成的桎梏，隧道内及隧道外的主线范围急切需要建设必要的全生命周期数字化管理系统，对既有设备进行全天候监测，降低运营成本，提升运维响应效率。

而面临外部因素导致的限产限供，基于信创的技术路径则是运营长期稳定的必要保障，在隧道区段其重要性则更为突显。

控制器采用国产化芯片，负责对隧道内各种设备数据的收集、传输、处理、AI 分析和控制等，并能将各机电设备的状态、数据和传感器数据等实时同步至基于国产的全生命周期数字化管理平台。

基于控制器，可建立隧道物联系统，支撑隧道日常养护运维、管理、机电控制和突发事件应急处置，其建设思路如下：

1、在隧道内部署部署基于冀鸿OS的冀鸿适配器和冀鸿控制器，实现机电设备的鸿蒙化适配和接入、智能联动控制、试运行故障诊断等业务自主运行。

2、在路段分中心部署冀鸿一体机、冀鸿边缘组件和相应的管控应用，实现对现场的运维策略制定，远程业务指挥、应急响应等。

3、集团云上部署冀鸿云组件，主要实现应用商店、统一管理等。

建设后的业务价值如下：

1、主要机电设备鸿蒙化接入：不少于24种。

2、机电自动巡检：可取代80%人工巡查工作量，并能巡查到人工无法发现的内部故障。

3、一键应急响应：缩短事件处置操作时间，从10分钟级降到1分钟级，减少减轻二次灾害。

4、端侧业务闭环：机电自主联动，通风、照明控制按策略自动执行，减少人工干预。

其中控制器和适配器的数据传输方式均采用基于软总线的有线或无线连接。终端具体布设点位情况如下：

1）控制器：实现数据采集、数据传输、现场设备查看与控制、联动控制、报警与预警、数据处理、分布式软总线、AI分析、端云协同、OTA 升级功能。部署于隧道区域控制器控制箱处。

2）适配器：宜就近部署于机电设备或传感器附近，通过基于以太网、Wi-Fi 或蓝牙等无线技术的软总线，传输至控制器。若隧道已有各机电设备或传感器至区域控制器控制箱处的控制线缆，亦可部署于原区域控制器控制箱内。

3）工业平板（运维终端）：通过碰一碰实现与控制器之间的软总线连接，对现场机电进行数据查看、现场控制等，提升运维养护效率。放置于隧道管理所内，人员随身携带。

4）边缘组件：支持超级设备接入、超级设备全生命周期管理，提供超级设备数据、能力、服务管理和调用的网管软件，提供端边云协同场景联动规则引擎、AI 服务和原子化服务。部署于隧道机房或配电房中的冀鸿一体机上。

基于智慧收费站的应用

收费站的车道外设种类繁多品牌杂，且集成度不高，以致系统建设界面较多、较复杂，后期维护、维修工作量也大；同时，这些外设多为老旧接口，不利于网络化接入和管控，与收费站业务在线化发展趋势也未能有效契合。

除此以外，设施的碎片化、功能的单一化，也不利于自动化能力向智能能力的进化，无法更好地将一些规则、逻辑以智能能力贯穿起来，如车辆车型、车牌、队列、抓拍等均是分割考虑，不利于对收费、特情等业务高效支持。

冀鸿车道控制器是车道机电和软件监测的物联中心、车道远程和近场的控制中心、边缘软件的安全中心。冀鸿车道控制器将现有车道传统设备IP化管理及其他各单点新型一体化IP化设备集中管理。

通过状态上报、远程控制、远程巡检等能力，实现设备异常及时预警及远程恢复等功能，进一步降低设备运营维护成本。

建设运维轻量化：

①多个收费站软件集中运行、建设和运维集约化降成本（例：1台超融合替换3个站18台服务器）

②小流量站设备减少、支持机房变机柜。

人力投入轻量化：特情/事件/监测运维都上移到路段中心、现场工作减少40%，解决收费站人力不足问题。

ICT底座高可靠内核：拒绝单点故障、支持3年秒级中断(免维护) 。

全栈自主可控: 计算/OS/数据库/网络/控制器实现全栈XC。

结语

河北高速“冀鸿”项目，利用国产公路操作系统，将传统机电“哑终端”改造为智能设备，外置适配器与现有机电对接通讯，向上通过软总线与控制器进行协同，由控制器进行分区纳管，分段自治，控制器与部署于一体机上的基于国产的全生命周期数字化管理平台进行对接，快速实现机电智能化升级。

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