高速公路聯網應急聯動發(fā)布系統框架研究

■袁　飛　田　科　郭亞中白文娟

（1.河南省高速公路聯網監(jiān)控收費通信服務有限公司，鄭州　450046；

2.中設設計集團股份有限公司，南京　210014）

高速公路聯網應急聯動發(fā)布系統框架研究

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（1.河南省高速公路聯網監(jiān)控收費通信服務有限公司，鄭州450046；

2.中設設計集團股份有限公司，南京210014）

隨著我國高速公路里程的增加，聯網管理與應急聯動發(fā)布發(fā)展迅速。為解決高速公路聯網管理中的應急聯動發(fā)布問題，在分析國內外現狀和需求的基礎上，對高速公路聯網應急聯動發(fā)布系統進行框架設計，可實現高速公路聯網應急聯動發(fā)布系統的良好整合。

應急聯動信息發(fā)布高速公路聯網

我國高速公路建設飛速發(fā)展，通車里程已居世界第一。隨著路網分布的均衡化建設，近幾年全國高速公路信息化規(guī)劃和建設已進入快速發(fā)展階段，多個省、市的高速公路網已形成了一定規(guī)模的信息化基礎設施，并在聯網監(jiān)控、信息采集、信息傳輸、調度指揮、信息服務等方面得到了規(guī)模化發(fā)展，相關的路網信息系統的建設也進一步完善。

1　應急聯動發(fā)布現狀與分析

高速公路車速快、流量大，對于交通應急聯動與信息發(fā)布的要求較高。我國交通事故死亡率和先進國家相比，缺乏完善的交通救援體系，聯動與信息發(fā)布的機制、體制尚不完備，近年來高速公路事故呈現增加趨勢。2010年至2013年全國發(fā)生的4起一次死亡30人以上的特別重大道路交通事故，全部發(fā)生在高速公路。為此，不少高速公路管理部門開發(fā)了高速公路應急救援系統，這些系統在事故及時響應，及時救援，減少事故傷亡與經濟損失等方面取得眾多成果，高速公路聯網應急聯動信息發(fā)布系統的研究也屬于該領域的成果之一。

隨著我國高速公路的發(fā)展，高速公路監(jiān)控、應急管理與信息發(fā)布等系統已開始在高速公路的各級管理部門得到推廣。早在2008年公安部交管局就發(fā)布了《高速公路交通應急管理程序規(guī)定》，對高速公路的應急響應等級及應急管理程序等進行了規(guī)定，為高速公路應急系統的建設提供了基本依據。各種信息技術和方法已廣泛應用于高速公路的各類應急系統中，湖南省高速公路突發(fā)事件的應急機制已于2014年完成更新，解決了信息監(jiān)控系統流通不暢、決策指揮系統運作不靈、后勤保障系統支持不力等問題，特別是明確了省一級高速公路網的交通應急求援機制，對于交通事件信息采集和通報機制也進行了規(guī)范。江蘇省高速公路聯網中心專門研發(fā)了應急指揮調度系統以實現全省路網的應急管理。

從高速公路運營管理的趨勢上看，在數字化的基礎上向網絡化、一體化和智慧化方向發(fā)展的需求日益增強，現有高速公路網監(jiān)控、應急、信息發(fā)布等各項營運管理業(yè)務的信息化發(fā)展與業(yè)務系統建設缺乏協調、聯動，導致系統間缺乏聯系、資源共享以及跨系統協同，需改善既有信息化環(huán)境，以滿足高速公路信息采集、營運管理、應急聯動、信息發(fā)布等一系列新的需求。研究和建設符合高速公路網集成安全監(jiān)管、應急聯動、信息發(fā)布等功能的信息系統成為解決高速公路網管理的新問題的關鍵。

2　需求分析

2.1運行管理需求

依據高速公路管理的相關要求，需按照分級分類建設管理原則，完善高速公路網監(jiān)測點的布局，并依托路況、氣象、占道施工、交通管制、突發(fā)事件等開展信息采集系統的建設，基于高速公路網數據管理、將橋隧管理、路面管理、路政管理、收費管理、監(jiān)控管理等集成到同一的路網運行管理平臺上，并重點實現高速公路公路技術狀況監(jiān)管、橋隧安全動態(tài)監(jiān)管、高速公路路網運行監(jiān)測、狀態(tài)評估、預測預警、事件處置、協調調度以及相關信息管理與發(fā)布等各項功能，并為交警、運管等相關管理部門提供路況、氣象、占道施工、突發(fā)事件等路網運行與突發(fā)事件信息。

2.2應急處置需求

高速公路應急處置的功能總體上需要體現 “平戰(zhàn)結合”特點，在日常情況下能夠與各級交通管理部門，基層交通管理部門行業(yè)管理緊密結合，為其提供日常管理的手段及監(jiān)測、統計分析等功能支撐；在應急時則能夠在“屬地管理、分級負責”的總體原則下，滿足各級交通管理部門應急指揮處置的功能需求。依據相關規(guī)范，交通運輸突發(fā)事件應急根據交通運輸突發(fā)事件按照其可控性、嚴重程度和影響范圍分為特大事件（Ⅰ級）、重大事件（Ⅱ級）、較大事件（Ⅲ級）和一般事件（Ⅳ級）四個等級。

2.3協調聯動需求

當發(fā)生需要本單位協調聯動處置的交通突發(fā)事件時，根據應急預案相關規(guī)定，通知聯動應急指揮人員和專家到位，并按照報送制度，對需要上報的事件及時向上級相應部門報送。需要聯動的相關部門涉及范圍廣泛，主要包括：行業(yè)內部和各業(yè)務單位之間的應急聯動、交通行業(yè)內部公路和水路跨部門聯動、部省聯動、交通行業(yè)內部跨部門、跨地區(qū)的協調聯動等方面。為確實將安全監(jiān)管落到實處，需要對安全監(jiān)管、應急處置行為進行科學規(guī)范考評。

2.4公眾信息服務需求

社會公眾作為出行者需要便捷地獲取高速公路網相關信息，可通過網站、熱線電話、廣播電視、手機短信和路上可變情報板等多種方式，及時獲取國省干線和高速公路實時路況、高速公路運行環(huán)境、高速公路通阻斷、高速公路關閉與交通管制、施工占道、突發(fā)事件發(fā)生和處置進展、繞行方案、安全防護措施等信息。此外，社會公眾對于隨時發(fā)現的交通突發(fā)事件，需要能夠方便快捷地進行報警，并及時得到有效的反饋信息。

3　系統總體框架設計

3.1系統架構

本項目總體架構是“三個層次、兩個體系”，即數據感知層、數據分析層、數據服務層三個層次；安全保障體系、標準規(guī)范體系兩個體系。對于三個層次而言，數據感知是基礎、數據分析是手段、數據服務是目標。

數據感知層是從感知設備、內部業(yè)務及外部部門三個方面獲取數據，并通過通信網絡傳輸和數據接收網絡分析處理后保存至數據中心。

數據分析層的目標是對數據感知層的數據進行全面的整合、分析、挖掘、統計。通過云計算平臺、數據交換服務等完善數據交換平臺，利用數據挖掘工具和路網運行狀況分析模型對路網運行狀況進行綜合分析。

數據服務層由信息采集、運行監(jiān)管與應急指揮、信息發(fā)布三部分組成。通過對數據的綜合分析，為路網綜合展現提供數據基礎；通過建立相關的數據邏輯行為以及路網運行狀態(tài)的直觀展現，最終為應急指揮提供管理的便利性；通過整合現有信息發(fā)布資源，并增加發(fā)布途徑，為廣大的出行者提供出行前、出行中等過程服務。

安全保障體系主要是對現有的信息安全保障體系進行完善。

標準規(guī)范體系是保障項目運營效能的關鍵，規(guī)范和建設運維規(guī)章制度的同時，需要對補充和完善信息感知、設備布局等的規(guī)范。

3.2功能結構

高速公路網監(jiān)控應急聯動信息發(fā)布系統研究以高速公路運行監(jiān)測與服務技術要求為功能設計標準、以業(yè)務流程規(guī)范為業(yè)務流程設計參考、以監(jiān)控應急聯動信息發(fā)布系統安全保障體系保障指揮調度運行。

高速公路網監(jiān)控應急聯動信息發(fā)布系統功能架構如圖1所示。

圖1　系統功能架構圖

監(jiān)控應急聯動信息發(fā)布系統依據事件接入、上報系統主動發(fā)現應急處理需求，結合已有的人工事件上報流程，提高指揮調度的應急接入效率與精確度；應急處理需求確認后，進行應急需求研判、調度資源分析、響應預案生成、調度預案生成等處理過程，實現智能化調度響應；在調度響應的同時，對處置方法指令化，能通過情報板發(fā)布與控制系統輔助交通管制、交通公眾出行信息的發(fā)布。指揮調度的分析與處置過程、調度狀態(tài)及結果、過程評判、數據分析等內容通過綜合展示系統展示；指揮調度反饋與措施執(zhí)行后，對指揮調度的業(yè)務過程與結果數據進行智能決策分析，面向領導生成多維度、多層次的路網分析、統計報表。

信息采集子系統主要指高速公路網交通流量信息、交通事件信息的采集。數據來自聯網公司，通過統一抓取各類感知系統處理需要的標準格式數據，集中后傳輸系統。

運行監(jiān)管子系統主要完成高速公路日常運行監(jiān)管、日常運行情況查看、高速公路網管理信息以及高速公路網運行態(tài)勢監(jiān)控等功能，包括路網運行狀態(tài)監(jiān)控、日常運行狀態(tài)查看、路網管理信息監(jiān)控、路網運行態(tài)勢監(jiān)控等功能。

應急處置子系統在原有值班計劃的基礎上，適情考慮增加聯動人員的聯系方式。當應急事件發(fā)生時，根據交通事件分析模型，分析事件的類型、級別、影響等多種因素，自動啟動相關的應急預案。在事件的處理過程中，記錄事件的處理過程和相關指揮調度指令；在事件處理結束后，需要進行突發(fā)事件的信息歸檔。

便捷信息發(fā)布子系統通過手機、平板等移動客戶端接入聯動信息發(fā)布子系統，實現遠程信息發(fā)布。

具有可變情報板的最高控制權限，實現高速公路可變情報板的集中控制。

3.3關鍵技術解析

高速公路運行態(tài)勢模型分析的研究包括路網運行態(tài)勢的研究、運行狀態(tài)評價與預測模型、交通狀態(tài)對比分析模型、信息服務模型的研究。

依托可獲取的、標準化的公路網運行數據，通過實時交通量、路段中斷狀態(tài)等參數與公路技術等級和設計通行能力的分析比對，研究并建立公路網運行狀態(tài)識別與分析模型，動態(tài)反映公路網整體或局部的實時運行狀況。

交通對比分析模型主要是結合交通流理論和各類描述交通運行的交通指標對歷史交通運行和實時交通運行情況開展統計和分析，并形成相關對比結果以供決策參考。

信息服務模型主要用以實現線路交通基礎設施信息、長期和臨時管控信息以及未來交通運行情況的綜合查詢，以便于路網用戶及時合理選擇未來的出行路徑等。

基于當前高速公路網進行的數據采集建設，進行廣泛的統計分析，分析路網特征的典型指標。對典型指標進行具體分析、綜合決策，得到高速公路網的實時運行狀態(tài)各指標的具體數據，并通過分析決策平臺的開發(fā)展現路網的運行狀態(tài)。開展路網關鍵節(jié)點交通狀態(tài)的驗證研究，通過試驗驗證路口、路段等的運行狀態(tài)，與平臺展現結果是否一致。

3.4預期效果

實現業(yè)務全掌控，隨時隨地監(jiān)控、處置、養(yǎng)護記錄；信息實時交互，實現信息發(fā)送、接收以及交互等功能。通過高速公路網的路段結構劃分，形成一個可深化應用的、以整個系統計算、展示和查詢等使用的基礎地理信息平臺。結合交通流理論和各類描述交通運行的交通指標對歷史交通運行和實時交通運行情況開展統計和分析，并形成相關對比結果以供決策參考。實現突發(fā)交通事件條件下的路網調度指揮可視化建議。

4　總結與展望

本文在闡述聯網監(jiān)控信息服務系統需求的基礎上，提出了總體框架設計方案，面向交通領域的功能尚不能滿足需求。為了使聯網應急聯動信息發(fā)布系統能夠更廣泛地服務于社會的快速發(fā)展與人們生活的便利，今后可從以下幾個方面進行深入研究或開展工作：

（1）宏觀和微觀兩個方向擴展。現有的應用還局限于交通數據的簡單應用。在宏觀方面需要更深入地了解相關的需求；微觀層面的研究雖然較多，但在交通安全事故分析、交通信息服務、交通服務等方面的具體應用可以擴展研究。

（2）運用大數據及擴展數據來源。隨著大數據、互聯網+等技術的推廣，需要運用大數據技術深入分析和挖掘相關出行信息，提供更準確、高效的服務。

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