基于新一代信息技术的高速公路监控应急指挥调度系统研究

基于新一代信息技术的高速公路监控应急指挥调度系统研究
发布时间：2022-09-02T05:26:52.917Z 来源：《科学与技术》2022年9期作者：黄永刚
[导读] 近年来，伴随着我国交通运输事业的长足进步和人民生活水平的提高，高速公路网进一步完善
黄永刚
广西计算中心有限责任公司广西南宁 530022
摘要：近年来，伴随着我国交通运输事业的长足进步和人民生活水平的提高，高速公路网进一步完善，车流量持续地增加，社会公众享受高速公路带来的便利的同时，对路网安全态势的感知和管控也提出了更高的标准及要求。

为贯彻落实国家交通运输部提出的智慧交通、安全交通相关的标准要求，为社会提供一个更为安全、高效、畅通的公路出行环境，高速公路运营方意识到，必须加强对人工智能、云计算等新一代信息技术的应用，研发构建新型监控应急调度指挥系统，通过信息化、数字化、智能化的管理服务手段，快速、高效的应对突发事件及各类紧急情况，实现提高交通路网利用率、缓解交通压力、改善高速公路管理效能的目的。

基于这个目的，本文结合作者所在单位的工作实践，针对高速公路监控应急指挥调度系统的建设展开研究，提出建设策略。

关键词：智慧交通；高速公路；应急指挥；协同调度
引言
目前在我国已经建成的高速公路指挥调度系统中，人工智能、云计算等新一代信息技术的应用不足，由于智能感知硬件部署不够等原因导致数据采集不充分，应急指挥相关的系统滞后于智慧交通的发展，系统的建设仍有很大的进步空间。

此外，国内针对高速公路突发事件应急管理体系的研究尚处在初始阶段，大多数指挥系统无法与用户的手机等智能终端实现交互，导致当前高速公路监控应急指挥调度系统存在以下不足：（1）缺乏基于路网全息感知的数据统一管理能力，无法做到精准的路网运营态势评估；（2）缺乏跨部门间的数据共享与业务协同，导致各部门在共同处置突发事件过程中，存在数据共享程度差，沟通协调效率低、应急指挥不统一、信息发布不及时等诸多弊端，无法形成合力；（3）未能深度挖掘业务数据价值指导业务工作[1]。

基于上述不足，本文结合5G、AI人工智能、云计算、大数据、物联网等新一代信息技术，研究构建应急指挥调度综合技术能力，为公众提供安全、高效的出行环境，旨在精准感知路网态势、高效处置安全交通事故，形成从及时发现到指挥调度的全流程数字化、智能化处理，提高路网畅通能力，增强救援效率，减少突发事件所带来的损失。

一、新一代信息技术概述
新一代信息技术当前正成为推动交通行业产业转型升级、经济高质量发展的重要驱动力，主要包括5G、人工智能、云计算、物联网四个领域，随着5G网络的快速部署,5G产业已驶入高速发展的快车道,5G应用已在工业、医疗、交通、教育等重点领域开展试点示范[2]。

2022年,5G产业发展将更加面向经济社会数字化转型的实际需求,5G技术融合、产业融合、数据融合、标准融合将不断加快,5G新产品、新业态、新模式将不断涌现,为经济社会各领域的数字转型、智能升级、融合创新提供坚实支撑[3]。

近年来,我国人工智能产业创新资源不断涌现,核心技术向纵深发展,落地创新日益活跃,产业生态更加完善。

[4]作为新一轮产业变革的核心驱动力,人工智能在我国转变发展方式、优化经济结构、转换增长动力,正成为经济高质量发展和全社会民生福祉的最大增量[5]。

云计算已成为数字经济时代的算力中枢和数字底座。

在国家政策引导和政企“上云用数”需求的驱动下,云计算相关的技术、产品、应用、服务,及部署模式等持续创新和迭代,已取得突破性的发展[6]。

二、高速公路监控应急调度指挥平台设计
（一）设计原则
一是统一规划、统一标准。

以路况全息感知系统及协同调度指挥系统为建设核心，并充分考量用统一的数据标准与公安、交警、路政，行业主管部门间推动数据共享与系统打通，同时也为高速公路运营其他业务板块的功能接入预留接口，以现有信息资源作为基础，展开系统设计。

二是基于数据，打造体系。

以“数据链”为主线，构建数据的数字化的采集体系、网络化的传输体系和智能化的应用体系，加快业务向数字化、网络化、智能化发展，为调度指挥提供有力支撑。

三是基于业务，服务业务。

技术服务业务需求，实现业务与技术的深度融合。

充分发挥技术手段在完善提升业务处理能力上的作用，要利于更全面、更迅速、更有效的处理各类紧急事件，减少拥堵事件，有效提高高速公路社会效益与经济效益。

（二）系统总体设计
系统总体设计上，要围绕数据全面性、可视化和协同化实现“三个一”的功能，即“路网信息一张图”、“监控视频一平台”、“突发事件一指挥”：
“路网信息一张图”，即系统对公司管辖路段路网的多类信息进行了整合接入，比如收费站、桥隧、桩号等道路基本信息，等重点收费站和重点路段车流信息，突发事件处置信息、道路拥堵信息等，让使用人员通过“一张图”就可以全盘掌握路网的整体运行情况。

“监控视频一平台”，即系统整合接入管辖范围内以摄像机为代表的路面设备及传感器信息，以可视化的形式在统一平台中展现路网运行情况，使用人员能够在指挥中心随时通过事件检测系统、监控自动巡查系统和人工巡查路面监控视频等方式查看实时获取路网运行情况。

图1. 推拉流及转码架构图
“突发事件一指挥”，即指挥调度系统，配套手机端移动端应用，可以实现应急人员及车辆的实时定位和突发事件的线上调度，对突发事件处置工作进行全过程闭环管理，提高应急指挥的准确度和应急处置效率。

图2. 系统应急指挥调度业务能力编排（三）系统架构设计
图3. 系统架构图
一是监测与发布设施层。

包括高速公路调度指挥所需的摄像机，车检器，情报板等数据采集物联网设备。

本层的设备功能是为平台系统的运行提供数据采集的支持。

二是基础设施层。

为整体的系统提供基础硬件，包含算力服务器，存储，网络设备和通讯光缆等基础设施。

三是数据服务层。

本层按照统一的标准对采集到的数据进行归集和处理，将不同生产厂家的采集设备数据接入不统一问题进行解决，并通过设置适配器，对不同数据接口协议进行转换，以确保数据和数据之间的共享接入，实现无缝衔接。

四是应用支撑层。

主要完成系统平台主要功能的各主题功能子模块，含软件工具，引擎及系统的底层功能。

五是应用层。

以终端应用的形式呈现给使用者，为参与管理工作的人员提供软件系统的服务，并对业务处理结果进行展示。

六是发布层。

主要是为不同角色的使用者呈现系统平台的功能。

（四）系统功能模块设计
高速公路监控应急调度指挥的工作，需要及时了解路网运行状态信息，掌握路网运行状态，及时发现和正确处置影响路网正常运行的各类重大事件、交通事故、道路施工、路线拥堵情况等信息经编辑后及时在平台上呈现给使用者，最大限度的维护路网的畅通运行。

系统平台应该具备以下业务功能：
1.物联网+实现路网智能监测
整合接入管辖区域以视频为代表的前端采集设备，对路网进行24小时不间断的监测覆盖及安全出行引导，并通过视频事件检测设备感知路网中拥堵、车辆违停、逆行、路面洒落物等异常事件，有效解决路网异常事件“发现难”的问题。

2.AI+路网信息的智能预警识别能力
通过对采集数据的处理和分析，结合人工智能算法，对路网可能出现的异常情况提前进行预警并提供应对预案，实现对突发事件应急处置的决策支持，做到突发事件早发现，提前预防，及时处理，减少二次事故可能性，提升公众出行服务水平。

3.云计算+即时通信的多方协同调度指挥能力
实现应急资源统一集中管理和统一调度指挥，实现应急联动处置，形成信息化、标准化规范化的应急指挥处理流程和闭环数据管理，以保障调度指挥的科学性，应急反应的及时性。

同时还要能实时掌握人员，车辆等应急资源的实际位置，可实现远程监管和语音会商，是交警、路政、运营公司等一路多方业务开展形成合力，统一调队指挥，提升事件处置的效率。

4. 4G/5G+实时通信的移动应用
通过4G/5G+实时音视频通信赋能实现路网监测信息的实时查看，道路安全事件手机移动端的上报及突发事件处置过程中的信息报送等功能，能与整体的监控应急调度指挥平台实现信息互通和数据报送，实现“掌上指挥”。

四、结束语
综上所述，基于我国当前高速公路路网指挥体系的现状，当前应急调度指挥的技术应用滞后于新一代信息技术的发展，数字化、智能化技术应用不足，协同效率不高，对高速公路运行的安全性、畅通性带来了一定程度的不利影响，尤其是无法满足数字化浪潮下现代化城市的交通运输及出行需求。

因此亟需围绕智慧交通这一场景需求，广泛利用人工智能等新一代信息技术构建出更为高效智能的高速公路监控应急调度指挥系统，形成更为完善的路网调度指挥体系，加快推动公路交通的数字化、智能化转型，满足大众日益增长的高速公路美好出行需求。

参考文献：
[1]王星. 非常规突发事件现场应急指挥信息通信体系研究[D].南京邮电大学,2013.
[2]王海兴.高速公路应急救援调度指挥的信息化建设与管理[J].中国交通信息产业,2006(02):66-68.
[3]张忠刚,李一锋,王占军,李兴江,谭军,徐成.融合通信在高速公路应急调度指挥通讯系统中的应用[J].四川建筑,2020,40(04):342-344+347.
[4]费伦林,张一衡.基于北斗技术的快速综合应急指挥调度系统在智慧高速公路中的应用[J].公路交通科技(应用技术版),2017,13(11):273-276.
[5].2022新一代信息技术产业发展趋势[J].中国工业和信息化,2022(03):30-31.
[6]徐东彬,陈昕.智慧高速公路演进及发展探究[J].中国交通信息化,2022(01):28-32+43.DOI:10.13439/ki.itsc.2022.01.003.
作者简介：姓名：黄永刚（1981.08--）；性别：男，民族：汉，籍贯：广西博白，学历：硕士研究生；研究方向：智慧交通。