中原大地，九州通衢。河南作为全国重要的综合交通枢纽，其高速公路网犹如磅礴的血脉，承载着经济循环与人民出行的重任。截至2025年底，全省高速公路通车总里程已达10088公里。在这张日益密织的现代化路网中，河南交通投资集团有限公司（以下简称“河南交投集团”）作为主力军，运营管理着其中7926公里的省内高速公路，占比高达78.6%，肩负着保障主动脉安全畅通的千钧重担。
我们守护的高速公路网，穿山越岭、跨丘过原，地质条件复杂异常；我们身处的气候带，南北交汇、过渡鲜明，极端天气频频造访。夏季的暴雨，是最急促的“催命鼓点”：它浸软豫东平原粉质黏土的路基，掏空豫西黄土塬区边坡的支撑，更在豫西南的崇山峻岭之间，随时可能触发滑坡与泥石流的连环险情。而暴雨之外，冰雹、狂风、团雾、冰雪……这些气候过渡带的“常客”，交织成一张无孔不入的风险之网，时刻考验着路网的安全韧性。
挑战如此具体，守护必须万全。传统的“人防+物防”模式已难以应对全天候、全域性的风险。唯有向科技要答案，构建一套“实时感知、精准预警、快速处置”的智能化监测预警体系，才能化被动应对为主动防御，真正筑牢高速公路安全运行的“生命线”。
一、构建“空天地”一体化智能感知网络
现代化的监测预警，始于全面、精准、实时的数据感知。河南的实践，正从传统的点状监控，向构建全域覆盖、立体交融的智能感知网络演进，并积极探索从“被动感知”向“主动干预”的延伸。
天空之眼：遥感与无人机拓展监测维度
面对地质灾害高风险区、长大桥隧等人工巡检的盲区与难点，遥感卫星和工业无人机扮演了不可或缺的“天空之眼”。我们已完成对全省干线公路的数字化采集与高精度三维建模，并利用卫星遥感影像，通过灾前灾后图像智能比对，能在灾害发生后极短时间内评估影响范围，为应急抢险指挥提供关键决策依据。在日常管理中，搭载高清光电设备与激光雷达的无人机编队，可快速完成对边坡、桥梁、路面的自动化巡检，智能识别表面病害，效率相较传统人工提升十倍以上。
地面神经：物联网与智能视频密织监测网络
在地面，一个由各类物联网传感器和AI智能摄像机构成的“数字神经”网络已经织就。在全省数千公里道路上，平均每2公里就有一套高清视频监控，关键路段实现全覆盖。这些摄像机不仅是公众查看路况的“千里眼”，更是后台人工智能算法分析车流、事件、异常的“视觉大脑”。
更重要的是，针对高风险边坡、特大桥梁、特长隧道等关键结构物，我们布设了包括北斗高精度位移监测站、倾角/加速度传感器、土压计、渗压计、雷达表面位移监测仪在内的物联网设备阵列。这些如同“科技哨兵”般的设备，能够实时捕捉毫米级的形变、内部应力变化、地下水位及表面位移数据，并通过物联网技术实现秒级回传，彻底改变了传统人工巡检“覆盖有限、精度不高、响应滞后”的被动局面。
创新前沿：非接触式声波拦阻装置的探索应用
在完善感知网络的同时，我们也在前沿安全干预技术上展开探索，其中就包括非接触声波拦阻装置。
该技术的原理是在道路特定区域（如风险点预警区域）部署高增益定向声波发射设备，通过发射高度聚焦、可穿透车体的特殊频段声波，在前方空中构建一个无形的“声波墙”区域。当出现灾害、不安全状况等情况时，系统通过接受管控指令、各类感知设备信息等情况时，可自动或远程手动激活该装置。
其核心优势在于实现了非接触式安全阻拦，规避次生风险，在高速公路高速行进环境下，传统的物理阻拦设施（如水马、防撞桶）一旦被撞击，极易产生碎片，对后方正常行驶车辆造成二次伤害，扰乱交通流，诱发连锁事故。声波拦阻装置通过物理空间的“无形”干预，从源头上避免了此类次生危害。
该装置不改变道路原有物理结构和标线，不占用行车空间，日常状态下对合法通行车辆无任何影响。在权责界定上，它作为一种纯粹的预警与提醒手段，其作用在于“警示与劝阻”，而非“强制拦截”，因此不会因设施本身的存在而引入额外的安全责任风险。
这一技术的探索，标志着我们的安全体系正从“风险发生后及时感知报警”，向“风险临界时主动、安全地进行干预劝阻”迈进，是构成完整安全闭环的重要一环。
低成本高效益：“哨兵”系统筑牢风险防线
在广袤的山区高速公路，对所有潜在风险点都部署高精度监测设备成本压力巨大。为此，我们积极引入并创新应用了“灾害监测哨兵”的解决方案。
该系统采用“一线一网”的复合布设策略：通过铺设在边坡或桥梁关键部位的感应光纤（“线”）和集成了倾角、低频异动传感网监测（“网”），当发生落石拉断光纤或设备检测到结构体异常振动、倾覆时，系统能瞬间触发预警。此类装置成本仅为传统方案的十分之一到三分之一，却能实现有效的灾害定性判别与即时本地报警，为大规模、低成本提升路网安全监测覆盖率提供了可复制的样板。
二、打造“智慧脑”预警与处置闭环
精准预警：从“范围预报”到“路段预警”
该方向聚焦多源数据与 AI 算法结合，实现从大范围模糊预报到具体路段的精准预警。
毫米波雷达路面结冰预警：通过应用毫米波雷达监测路面结冰情况，同时整合沿线气象站、路面传感器的能见度、湿滑程度等多源数据。通过数据交叉验证与 AI 算法分析，将结冰等路面险情的预警响应时间缩短至 5 分钟。
相比传统大范围气象预报，能精准定位易结冰的桥梁、隧道出入口等路段，助力养护部门提前撒布融雪剂，避免结冰引发的连环事故。
车道级风险预警：借助“北斗+5G”技术实现车辆厘米级定位，搭建多源数据融合的智能预警系统。系统聚合导航拥堵指数、路面监测数据、气象数据等信息，通过 AI 模型预判路段通行风险，再通过车路协同系统向驾驶员推送车道级预警。该模式将高速事故率下降 45%，彻底摆脱传统大范围预警对驾驶员参考价值有限的问题。
夜间事故精细化预警：通过部署“视频 + 红外” 双光谱摄像头，搭配 AI 视频分析系统构建 24 小时动态监测体系。针对夜间视线差、事故难发现的痛点，系统可自动识别事故、遗撒等交通事件，夜间事故识别准确率提升至 92%。通过精准锁定事故发生的具体路段，为救援车辆快速定位、及时疏导交通提供了关键支撑。
结构物监测：从“数值超标”到“趋势预警”：以具体案例说明基于数据趋势的主动预警如何实现重大风险规避
桥隧智慧监测：通过在特大桥等重点路段布设数百个高精度传感器毫米级感知桥梁位移、应力变化等数据，系统摆脱传统的数据超标报警模式，通过深度学习历史与实时数据，分析结构物的变化趋势，提前预警早期损伤。投入使用后，已成功捕捉葛溪大桥支座异常位移、洪溪特大桥拉索应力突变等 15 次安全隐患，帮助管理部门通过预防性养护消除风险。
高速塌方趋势预警：部署基于 YOLOv8 目标检测与 RNN 时序分析的智能监测哨兵系统。系统通过多光谱感知持续追踪山体和桥墩数据变化趋势，曾提前12 分钟检测到某桥墩累计 5.3mm 的异常位移，随即触发三级预警并联动交警封路。
此外，还能通过红外热成像检测山体温度异常，结合时序分析提前 9 分钟预警夜间泥石流，避免了结构物损毁和交通中断事故。桥隧边坡趋势预警：系统接入桥梁、隧道、边坡的实时数据，通过分析特征指标的异常变化趋势，预判桥隧结构的安全状态变化，进而安排预防性养护计划。
协同处置：从“信息孤岛”到“一路多方”联动：阐述预警如何通过平台实现跨部门协同处置闭环
“警路企 + 公安”四方联动处置：针对“小车带路、货车闯关”违法事件，运营公司、高速交警、公安派出所组建 “数据溯源专班”，通过多源数据融合系统提供通行数据和视频证据，高速交警精准查缉涉案车辆，执法队负责认定超限行为，公安部门对涉嫌犯罪行为立案，形成分工明确的处置闭环，斩断违法利益链条。
机电设备协同运维：搭建机电设备故障预警系统，通过物联网技术监测 ETC 门架、隧道设备等关键设施的运行数据。系统预警后，通过统一平台联动运维部门、高速经营公司等多方力量，提前开展设备检修。该协同模式将机电设备突发故障率降低 80%，避免因设备故障导致的交通拥堵或安全隐患，实现了从预警到处置的高效闭环。
三、实践启示与未来展望
通过多年的探索与实践，我们深刻认识到，高速公路监测预警体系的建设并非一蹴而就，它是一项需要持续迭代、不断融合创新的系统工程。
核心理念：从“技防”到“智防”的升华
当前的成功案例表明，有效的监测预警不仅仅是安装设备（“技防”），更是数据、算法、业务流程与人员经验的深度融合（“智防”）。例如，在收费站入口推广的“行人禁行智能预警系统”，通过视频AI识别闯入的行人或非机动车，并自动触发声光报警和广播提醒，实现了从被动发现到主动干预的转变，用较小的成本投入取得了显著的安全效益。这启示我们，智慧化管理往往体现在这些聚焦痛点、小切口、大成效的“微创新”上。
核心路径：标准化与一体化并进
未来，河南交投集团将继续沿着两条主线深化监测预警能力建设：一是推动监测设备、数据接口、预警模型的标准化，降低建设与维护成本，便于技术推广和规模应用；二是深化路网、车流、气象、地质等多源数据的融合应用，探索基于数字孪生技术的路网全息仿真与预测推演，实现从“监测已发生”到“预测可能发生”的跨越。
四、结语
从依靠“人防”到“人防+技防”结合，再到“智防”引领，河南高速公路正在经历一场深刻的安全管理革命。一项项精准的预警，一次次成功的避险，见证了我们从被动应对到主动保障的坚实步伐。作为中国式现代化建设河南实践的“开路先锋”，河南交投集团将持续以科技创新驱动安全升级，让覆盖中原的万公里高速公路，不仅是一条条畅通无阻的经济发展通道，更成为让人民群众安心、舒心出行的平安大道。守护万里通途，我们使命在肩，笃行不怠。
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