星律科技激光雷达助力永宁高速建设项目保障车辆安全

一、城市概况

1.1 地理与水文

福建省位于中国东南沿海，地理坐标北纬23°30′~28°22′，总面积12.4万平方千米，常住人口4,183万人。全省山地丘陵约占陆地总面积的80%以上，武夷山脉纵贯西北，戴云山脉横亘中部。永宁高速公路（永安—宁化）东起永安市，西至宁化县闽赣省界，全长约123公里，是福建省"六纵十横"高速公路网中东西横向通道的关键组成部分，连接闽西地区与江西赣南地区，途经永安、清流、宁化等3个县市，直接服务人口约150万，间接辐射闽赣两省交界区域超过300万人口。福建省高速公路通车里程已超6,000公里。

1.2 气候与降雨

福建属亚热带海洋性季风气候，年平均气温17-21℃，年平均降雨量1,600-1,800毫米。永安市和宁化县年均降雨量约1,650-1,800毫米，降雨主要集中在4-9月汛期，占全年降雨量的75%以上。该区域受台风和强对流天气影响显著，暴雨过程中高速公路施工区段路面湿滑、能见度下降，对施工期间车辆安全管控构成重大挑战。2023年永宁高速路面大修工程施工期正值汛期，恶劣天气条件进一步增大了施工安全管理的难度。

二、政策背景

2.1 国家层面政策

• 《交通强国建设纲要》（2019年9月，中共中央、国务院）：明确提出推进交通基础设施智能化，加强智慧公路建设。
• 《"十四五"现代综合交通运输体系发展规划》（2022年1月，国务院）：要求提升公路基础设施安全防护能力，推进智慧交通发展。
• 《公路养护工程管理办法》（交通运输部）：明确高速公路养护施工期间应加强安全管控，保障施工人员和通行车辆安全。

2.2 省级政策

• 《福建省"十四五"现代综合交通运输体系发展规划》：提出推进高速公路智慧化建设和安全监测，提升施工区安全管理水平。
• 《福建省交通数字化转型行动计划》：推进高速公路智慧化建设，推动物联网感知设备在高速公路运行监测中的应用。
• 福建省交通运输厅要求高速公路施工区段落实安全监测措施，推广智能监控设备在施工安全管理中的使用。

三、项目背景

永宁高速公路（永安—宁化）是福建省高速公路网"六纵十横"布局中东西横向通道的关键组成部分，东起永安市，西至宁化县闽赣省界，全长约123公里，设计时速100公里/小时，双向四车道。该线路是连接闽西地区与江西赣南地区的重要交通干线，也是三明市通往龙岩市及粤东北方向的快速通道。

自2018年全线通车以来，永宁高速日均车流量快速增长，2022年均值已达3.2万辆次，其中货车占比约35%。2023年初，福建省交通规划设计院对永宁高速K68—K89段进行了路面病害状况评估，发现路面使用性能指数（PQI）已降至78分，低于80分预警线。福建省高速公路集团决定对该区段进行为期8个月的路面大修工程。

高速公路施工区段的安全管控是行业公认的难题——施工区需压缩车道通行，全国高速公路施工区年均事故率约为一般路段的2.3倍。如何在长达21公里的连续施工区段保障施工人员安全和车辆有序通行，成为项目管理者面临的首要挑战。

客户痛点

• 施工区过渡段车速管控困难：高速公路施工区通常设置"警告区→上游过渡区→缓冲区→工作区→下游过渡区→终止区"六级布局。驾驶人在警告区往往不会主动将车速将至施工区限速（通常为60km/h），实测数据显示施工区入口处平均车速仍高达85km/h，超速车辆占比达42%。仅靠交通标志和锥形桶引导，车速管控效果十分有限。

• 施工人员人身安全风险高：施工作业人员与高速行驶车辆仅由锥形桶和水马隔离，物理防护厚度不足。2022年全国高速公路施工区发生施工人员被撞事故37起，造成施工人员死亡9人、受伤28人。永宁高速大修工程施工高峰期将有超过200名施工人员同时作业，安全管理压力巨大。

• 合流区事故易发：施工期间需将双向四车道压缩为双向两车道（单侧通行），在上游合流区形成车辆频繁交替的"博弈"局面。全国高速公路施工区事故中，约52%发生在合流区，主要类型为侧面碰撞和追尾。传统监控手段无法实时感知合流区的车辆密度、速度和间距，也无法及时发现危险变道行为。

• 夜间施工监管效率低下：为最大限度减少对交通的影响，部分工序安排在夜间封闭时段（22:00—次日6:00）实施。夜间施工区域照明有限，施工人员分布分散，管理人员难以实时掌握每个作业点位的人员动态和施工进度，监管主要靠人工巡查，效率低且容易遗漏。

解决方案

设备选型

星律科技为永宁高速施工区段定制了基于固态激光雷达的交通监控系统：

系统架构

整个系统围绕施工区六级安全布局进行分层设计：

前端感知层：在警告区入口、上游过渡区、合流区、工作区边界、下游过渡区和终止区出口共6个关键断面，部署固态激光雷达传感器。以20Hz频率对施工区全路段车辆和人员进行三维检测，实时输出车辆位置X/Y/Z坐标、速度矢量、加速度、车型分类（小型车/中型车/大型车/特大型车）及运动轨迹。

边缘计算层：施工区现场指挥部部署工业级边缘计算工作站，对所有激光雷达数据进行本地融合处理。核心算法包括：超速检测与预警（车速≥施工区限速+10km/h触发告警）、异常停车检测（车辆在施工区范围内停留≥5秒触发告警）、合流冲突风险评估（基于TTC碰撞时间算法，TTC<3秒触发紧急预警）、人员侵入警戒区检测（施工人员或非授权人员进入车辆通行区域立即告警）。

联动预警层：边缘计算结果通过4G网络上传至高速公路监控中心平台，同时驱动施工现场的声光报警器、可变情报板（VMS）和便携式广播设备。当检测到危险事件时，系统在1秒内完成"检测→分析→报警→联动"全链条响应。

部署方案

• 施工区段：永宁高速K68+300—K89+500路面大修段，全长21.2公里
• 安装位置：施工区龙门架、临时立柱、移动式升降支架，距路面高度5-7米
• 部署数量：28台固态激光雷达覆盖6个关键断面，配套边缘计算工作站4台
• 供电方案：施工区发电机组+UPS不间断电源，确保供电可靠性≥99.9%
• 安装方式：全部采用即装即用的移动式升降支架和临时抱箍安装，施工结束后快速拆卸

实施效果

系统于2023年6月随工程开工同步上线，运行至2024年1月工程竣工，共运行212天：

系统运行期间，累计自动检测并预警各类风险事件3260次，其中超速告警2847次、异常停车告警187次、施工人员误入车道告警12次、合流冲突风险告警214次。所有危险事件均被及时发现和处理，施工期间未发生任何涉及人员伤亡的交通事故，实现了"零事故"施工的目标。

客户评价

"高速公路大修的安全管理压力，没干过的人很难体会。21公里施工区、200多号工人、每天2万多辆车从旁边呼啸而过，任何一个环节出问题都可能出人命。星律科技这套激光雷达监控系统给我们帮了大忙——车辆超速、违章停车、工人误入车道，系统秒级报警，现场高音喇叭同步喊话提醒，比我们人工巡查强太多了。尤其是夜间施工阶段，激光雷达不受黑暗影响，施工人员动向一清二楚，指挥调度再也不用'盲调'了。8个月零事故的成绩，这套系统功不可没。"

—— 永宁高速路面大修工程项目部 · 黄经理

方案总结

• 全域全天候覆盖：28台激光雷达沿施工区16公里战线连续部署，无死角覆盖全部关键断面，24小时不间断运行。激光主动探测不受光照和天气影响，白天黑夜同样可靠。
• 毫秒级智能联控："检测→分析→告警→联动"全链路在1秒内完成，声光报警器、可变情报板、现场广播同步启动，形成了即时感知—即时响应—即时干预的闭环管理。
• 施工人员主动防护：系统不仅监测车辆行为，更将施工人员纳入安全防护体系。人员误入车道第一时间告警，相当于为每一位施工人员配备了一个无形的"电子防护盾"。
• 数据驱动的交通疏导：系统实时统计各断面车流量和排队长度，通过可变情报板动态发布施工区拥堵状态和建议绕行路线，将平均通行延误降低了33%。
• 快速部署与回收：全部设备采用移动式安装，无需路面开凿和管线铺设。工程结束后1天内可完成全部设备的拆卸回收，不遗留任何路面障碍物。

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