山西省高速公路安全應(yīng)急管理系統(tǒng)建設(shè)研究

李 鑫

（山西省交通運(yùn)輸安全應(yīng)急保障技術(shù)中心（有限公司），山西 太原 030032）

0 引言

高速公路交通突發(fā)事件的特征主要是事故的突發(fā)性、發(fā)生的不確定性、后果的嚴(yán)重性、處理的高難度性、危害的擴(kuò)張性。同時(shí)，山西省屬于典型的山地高原（山地和丘陵面積占到了全省總面積的80.1%），受到地形條件限制，山區(qū)高速公路存在道路線形整體曲率半徑較小、長(zhǎng)大下坡多、視距不良等情況，部分路段運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)較高，極易造成突發(fā)事件的發(fā)生，高速公路應(yīng)急管理能力面臨著嚴(yán)峻考驗(yàn)[1-4]。目前，山西省在高速公路突發(fā)事件應(yīng)急管理方面，還在不斷地完善和發(fā)展，仍然存在應(yīng)急救援尤其是應(yīng)急指揮智能化、信息化建設(shè)方面工作基礎(chǔ)薄弱的問(wèn)題。當(dāng)前突發(fā)事件報(bào)送、信息處置、指揮調(diào)度等工作手段主要依賴于電話聯(lián)絡(luò)及文本傳送，急需扭轉(zhuǎn)局面，提高應(yīng)急指揮的智能化、信息化水平?；诖耍疚膶⒔Y(jié)合山西省高速公路應(yīng)急處置的實(shí)際情況和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，利用GIS、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等多種手段，綜合調(diào)用各類數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)急資源信息，建設(shè)高速公路安全應(yīng)急管理系統(tǒng)，為高速公路應(yīng)急管理工作提供決策支持。

1 系統(tǒng)需求分析

系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)當(dāng)滿足風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警、信息數(shù)字化智能處理、實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控、應(yīng)急資源智能調(diào)度等應(yīng)用需求。

1.1 風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測(cè)預(yù)警

充分利用現(xiàn)有的通信、監(jiān)控等資源，加強(qiáng)對(duì)重要時(shí)段、重要路段、重要部位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)事件征兆，并采取措施及時(shí)消除風(fēng)險(xiǎn)隱患，可將眾多突發(fā)事件扼殺于萌芽狀態(tài)。

1.2 隱患排查治理

實(shí)現(xiàn)隱患的信息化快速上報(bào)，可上傳整改方案和整改情況；上級(jí)監(jiān)管單位可通過(guò)系統(tǒng)下發(fā)隱患整改通知單，并隨時(shí)監(jiān)督隱患整改進(jìn)度。

1.3 信息數(shù)字化智能處理

實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件圖文信息的及時(shí)上報(bào)，應(yīng)急響應(yīng)、應(yīng)急措施的智能推薦，可在很大程度上減輕應(yīng)急管理工作人員的工作量，為領(lǐng)導(dǎo)正確決策提供智能建議，從而提高應(yīng)急處置效率。

1.4 實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控

將事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)視頻實(shí)時(shí)傳輸至應(yīng)急指揮部，便于遠(yuǎn)程及時(shí)、準(zhǔn)確了解現(xiàn)場(chǎng)情況，領(lǐng)導(dǎo)可在指揮部第一時(shí)間做出應(yīng)急救援正確指示，專家可遠(yuǎn)程提供應(yīng)急救援專業(yè)建議。

1.5 應(yīng)急資源智能調(diào)度

在眾多的應(yīng)急物資儲(chǔ)備中心和應(yīng)急隊(duì)伍中，制定距離事發(fā)地最近、應(yīng)急資源最充足的調(diào)度方案，既可在最短時(shí)間內(nèi)將應(yīng)急物資運(yùn)往事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，又可節(jié)約運(yùn)輸成本。

2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)分為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接入層、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、業(yè)務(wù)能力層、應(yīng)用展示層?？傮w架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)圖

a）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接入層包括用戶錄入數(shù)據(jù)、各種智能終端設(shè)備傳入的數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)、高速公路基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、各種影像數(shù)據(jù)以及交通路況實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)等。

b）數(shù)據(jù)層存儲(chǔ)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、用戶數(shù)據(jù)、第三方系統(tǒng)接入的數(shù)據(jù)等。

c）業(yè)務(wù)能力層處理各種業(yè)務(wù)邏輯，對(duì)接第三方系統(tǒng)，提供該系統(tǒng)以及對(duì)外的API接口。

d）應(yīng)用展示層為用戶提供人機(jī)交互的窗口，展示各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。應(yīng)用展示層主要包括基礎(chǔ)信息維護(hù)、重大風(fēng)險(xiǎn)源、應(yīng)急物資、?；奋囕v、應(yīng)急保障、信息處置、應(yīng)急救援、統(tǒng)計(jì)分析、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能。

2.1 服務(wù)端技術(shù)

該系統(tǒng)服務(wù)端開發(fā)總體技術(shù)基于Java EE，技術(shù)成熟穩(wěn)定、安全性高、程序健壯、可移植性強(qiáng)，能夠跨平臺(tái)部署到各種主流服務(wù)器上。采用B/S架構(gòu)使系統(tǒng)能集中部署分布使用，有利于系統(tǒng)升級(jí)維護(hù)，采用MVC的開發(fā)模式并參考SOA體系架構(gòu)進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，使得能快速擴(kuò)展業(yè)務(wù)功能而不會(huì)影響現(xiàn)有系統(tǒng)功能的正常使用，可根據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)量進(jìn)行部分功能擴(kuò)容，在滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求的同時(shí)實(shí)現(xiàn)成本最小化。系統(tǒng)采用分布式部署，系統(tǒng)功能隔離運(yùn)行，保障系統(tǒng)整體運(yùn)行的穩(wěn)定性。

2.2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)

關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)采用目前世界上使用最為廣泛的Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，擁有可移植性好、使用方便、功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在各類大、中、小、微機(jī)環(huán)境中都適用，Oracle是一種效率高、可靠性好、適應(yīng)高吞吐量的數(shù)據(jù)庫(kù)解決方案[5]。非關(guān)系型數(shù)據(jù)使用Redis，Redis是完全開源免費(fèi)的，遵守BSD協(xié)議，是一個(gè)高性能的key-value數(shù)據(jù)庫(kù)。影像等文件存儲(chǔ)使用阿里的FastDFS，F(xiàn)astDFS是一個(gè)開源的輕量級(jí)分布式文件系統(tǒng)，它對(duì)文件進(jìn)行管理，功能包括：文件存儲(chǔ)、文件同步、文件訪問(wèn)。

2.3 應(yīng)用展示

PC端頁(yè)面采用html5、css3、JavaScript等流行的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，兼容主流瀏覽器，網(wǎng)頁(yè)美觀，交互效果顯著，功能強(qiáng)大，用戶使用方便。

3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要包括關(guān)鍵場(chǎng)所信息化管理、監(jiān)測(cè)預(yù)警、應(yīng)急值守、指揮調(diào)度、應(yīng)急資源管理、信息發(fā)布、應(yīng)急評(píng)估、統(tǒng)計(jì)分析、應(yīng)急演練9個(gè)模塊[6-7]。

3.1 關(guān)鍵場(chǎng)所信息化管理模塊

將高速公路管理中的橋梁、隧道、隧道管理站、路產(chǎn)維護(hù)站、收費(fèi)站、管理單位等關(guān)鍵場(chǎng)所信息錄入系統(tǒng)，并在系統(tǒng)地圖上顯示其分布情況，形成關(guān)鍵場(chǎng)所信息數(shù)據(jù)庫(kù)，便于統(tǒng)計(jì)管理。

3.2 監(jiān)測(cè)預(yù)警模塊

通過(guò)對(duì)現(xiàn)有視頻監(jiān)控、交通運(yùn)行監(jiān)測(cè)、路網(wǎng)環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通異常事件監(jiān)測(cè)、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)高危車輛分布展示、車輛進(jìn)出隧道是否異常、路網(wǎng)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警提示、運(yùn)行動(dòng)態(tài)集成顯示、預(yù)警信息管理和發(fā)布、統(tǒng)計(jì)分析等功能。

3.3 隱患治理模塊

輔助路產(chǎn)巡查人員開展風(fēng)險(xiǎn)巡查、隱患治理工作，以便監(jiān)管單位及時(shí)獲取隱患的基本信息及整改信息，保證隱患處置工作的及時(shí)性。根據(jù)隱患排查治理的管理制度實(shí)現(xiàn)隱患上報(bào)、隱患處置、隱患核查、隱患告警等功能。

3.4 應(yīng)急值守模塊

輔助應(yīng)急值班人員開展日常安全監(jiān)督、突發(fā)事件信息處置工作，以便及時(shí)獲取各類突發(fā)事件的處置信息，保證應(yīng)急處置工作的及時(shí)性。根據(jù)應(yīng)急值守接報(bào)業(yè)務(wù)需求和流程，實(shí)現(xiàn)值班管理、預(yù)警信息管理、突發(fā)事件信息接收、突發(fā)事件信息審核、突發(fā)事件信息處置、突發(fā)事件信息上報(bào)、應(yīng)急指令傳達(dá)等功能。

3.5 指揮調(diào)度模塊

以綜合通信調(diào)度平臺(tái)為底層支撐，既支持從聯(lián)系人通訊錄中批量選擇通信對(duì)象開始調(diào)度，也支持從GIS地圖中選擇通訊錄中某一單位（部門）所在地，實(shí)現(xiàn)多個(gè)應(yīng)急協(xié)同聯(lián)動(dòng)部門或?qū)＜抑g的多方語(yǔ)音或視頻遠(yuǎn)程會(huì)商、智能規(guī)劃應(yīng)急物資和應(yīng)急隊(duì)伍的最優(yōu)運(yùn)輸方案等功能。

3.6 應(yīng)急資源管理模塊

正所謂“兵馬未動(dòng)，糧草先行”，要實(shí)現(xiàn)切實(shí)有效、方便快捷的指揮調(diào)度功能，必須以功能完備的應(yīng)急資源管理模塊為支撐。通過(guò)對(duì)應(yīng)急物資、應(yīng)急隊(duì)伍、應(yīng)急專家、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)單位等資源信息進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)應(yīng)急資源優(yōu)化配置、動(dòng)態(tài)可視化調(diào)度和優(yōu)化配送等功能。

3.7 信息發(fā)布模塊

在系統(tǒng)后臺(tái)可錄入各種突發(fā)事件和預(yù)警信息的發(fā)布模板，當(dāng)發(fā)生某一具體事件時(shí)，值班員選擇與事件種類相匹配的模板，系統(tǒng)能夠智能地將事件具體信息代入模板，通過(guò)高速公路可變情報(bào)板、門架電子屏等設(shè)備向公眾發(fā)布道路實(shí)際運(yùn)行情況、應(yīng)急事件處置動(dòng)態(tài)信息等服務(wù)。

3.8 應(yīng)急評(píng)估模塊

通過(guò)分析可能發(fā)生的各類突發(fā)事件的影響、處置方式、處置效果，建立評(píng)估報(bào)告模板，突發(fā)事件處置結(jié)束后系統(tǒng)自動(dòng)將具體的突發(fā)事件信息準(zhǔn)確嵌入評(píng)估報(bào)告模板，形成應(yīng)急評(píng)估報(bào)告。評(píng)估報(bào)告生成后自動(dòng)錄入系統(tǒng)，支持下載、打印和推送給相關(guān)單位，為突發(fā)事件的預(yù)防和應(yīng)急處置水平的提高積累寶貴的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)。

3.9 統(tǒng)計(jì)分析模塊

根據(jù)應(yīng)急管理工作需要，結(jié)合現(xiàn)行交通運(yùn)輸部關(guān)于應(yīng)急工作的相關(guān)統(tǒng)計(jì)信息報(bào)送要求，實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件統(tǒng)計(jì)分析、應(yīng)急資源調(diào)度情況統(tǒng)計(jì)分析、重大風(fēng)險(xiǎn)源統(tǒng)計(jì)分析、路況統(tǒng)計(jì)分析和值班情況統(tǒng)計(jì)分析等功能，向管理部門提供應(yīng)急管理歷史數(shù)據(jù)的匯總、統(tǒng)計(jì)及相關(guān)分析，為未來(lái)相關(guān)工作的開展提供輔助決策依據(jù)和參考。

3.10 應(yīng)急演練模塊

針對(duì)假設(shè)的突發(fā)事件情景開展桌面虛擬演練，涵蓋應(yīng)急值守接報(bào)、資源調(diào)度、輔助決策、處置實(shí)施全過(guò)程，實(shí)現(xiàn)演練腳本信息管理、演練進(jìn)度管理、演練信息交互管理、演練評(píng)估管理等功能。桌面虛擬演練結(jié)束后，系統(tǒng)可根據(jù)演練流程是否正確、演練用語(yǔ)是否規(guī)范、演練所用時(shí)間長(zhǎng)短等指標(biāo)評(píng)估演練效果，并指出需要改進(jìn)完善之處。

4 結(jié)論

山西省高速公路安全應(yīng)急管理系統(tǒng)使高速公路安全風(fēng)險(xiǎn)管控，隱患排查治理，突發(fā)事件的信息報(bào)送、指揮決策、物資調(diào)度、應(yīng)急評(píng)估等流程數(shù)字化、智能化、實(shí)時(shí)化。系統(tǒng)研發(fā)應(yīng)用后，能夠極大提高山西省高速公路對(duì)風(fēng)險(xiǎn)管控和突發(fā)事件應(yīng)急處置能力，對(duì)減少突發(fā)事件造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失具有重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)效益。