基于GIS與情報板發(fā)布的高速公路智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)

韋 愷

(廣西交科集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

隨著我國高速公路里程和機(jī)動車保有量的不斷增加，高速公路路況愈發(fā)復(fù)雜，導(dǎo)致事故頻發(fā)。如何保證高速公路行車安全，避免事故以及二次事故的發(fā)生，及時對行車人員進(jìn)行消息預(yù)警，對整個交通路網(wǎng)進(jìn)行快速有效的交通誘導(dǎo)，是高速公路管理工作中急需解決的一大難點(diǎn)。目前，高速公路上的交通誘導(dǎo)有多種方式，包括可變情報板、廣播電臺、手機(jī)導(dǎo)航、短信服務(wù)等?？勺兦閳蟀宓恼T導(dǎo)系統(tǒng)為最直觀和有效的方式，但是由于當(dāng)前高速公路上的情報板缺乏統(tǒng)一的聯(lián)動控制，發(fā)布的消息多數(shù)為宣傳標(biāo)語、養(yǎng)護(hù)施工等靜態(tài)消息，且需要客服與監(jiān)控人員將發(fā)布消息申報，經(jīng)批準(zhǔn)后手動進(jìn)行發(fā)布，無法將路況信息、預(yù)警消息、交通誘導(dǎo)指示及時地傳遞給路上司乘人員。本文提出了一種基于GIS和情報板自動發(fā)布技術(shù)的智能交通誘導(dǎo)的應(yīng)用模式，通過運(yùn)用智能算法在收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、路面、互通等設(shè)施的情報板上自動發(fā)布動態(tài)交通誘導(dǎo)信息，同時結(jié)合廣西交通投資集團(tuán)柳州高速公路運(yùn)營有限公司(下文簡稱“柳州公司”)的實(shí)際情況，形成智能交通誘導(dǎo)平臺，協(xié)助高速公路管理者對高速公路路網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時誘導(dǎo)和分流。

1 發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題

1.1 現(xiàn)狀分析

當(dāng)前廣西高速公路各路段均已在收費(fèi)站、互通、服務(wù)區(qū)等重要位置安裝情報板，由各個運(yùn)營公司監(jiān)控室內(nèi)的客服或監(jiān)控員通過情報板發(fā)布軟件，經(jīng)監(jiān)控網(wǎng)對路上各種類型的情報板進(jìn)行信息發(fā)布和控制。

本文以柳州公司為例。柳州公司高速公路管養(yǎng)里程達(dá)到940 km，已接入系統(tǒng)的情報板設(shè)備數(shù)量超過300塊，情報板布局規(guī)劃合理且鋪設(shè)密度較大，具有較好的信息化基礎(chǔ)。針對應(yīng)急突發(fā)事件的情報板發(fā)布，柳州公司已建立了完善的情報板發(fā)布體系，編制了《柳州高速公路運(yùn)營有限公司突發(fā)應(yīng)急事件信息發(fā)布處理辦法》，并積極地在所屬各分公司推行和培訓(xùn)，形成在應(yīng)急事件中標(biāo)準(zhǔn)化的情報板發(fā)布流程，基本具備了在日常交通出行和應(yīng)急事件中利用情報板進(jìn)行路況提示、天氣預(yù)警、交通誘導(dǎo)的條件和能力。

1.2 存在的問題

盡管柳州公司在高速交通誘導(dǎo)體系建設(shè)方面已經(jīng)初具雛形，但在實(shí)際應(yīng)用中依然存在不足。例如在用的情報板發(fā)布系統(tǒng)相對老舊，且為獨(dú)立系統(tǒng)，無法與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)作，發(fā)布方式依然為經(jīng)審批后的人工手動發(fā)布等，導(dǎo)致無法充分利用路上搭設(shè)的情報板設(shè)施對路網(wǎng)以高效智能的方式進(jìn)行交通誘導(dǎo)。在新時代“運(yùn)營管理現(xiàn)代化”“智慧高速”等理念和發(fā)展趨勢的推動下，當(dāng)前交通誘導(dǎo)體系仍有較大的發(fā)展空間，經(jīng)過總結(jié)與提煉歸納為以下幾個方面。

1.2.1 技術(shù)方面存在的問題

(1)操作過于繁瑣。與大多數(shù)路段監(jiān)控中心一致，使用的情報板發(fā)布軟件為廠家或集成方提供的傳統(tǒng)情報板發(fā)布軟件。該類型軟件相對老舊，操作人員需要對發(fā)布的消息進(jìn)行手動分屏，并依次進(jìn)行選擇字體字號、顏色、屏顯方式及調(diào)節(jié)對齊樣式等操作。由于多數(shù)高速公路為分階段建設(shè)而成，不同標(biāo)段的路段安裝的情報板品牌不同。某些監(jiān)控中心存在如下問題，即當(dāng)監(jiān)控員需要發(fā)布該中心管轄路段上所有的情報板時，必須分別在多臺電腦上的不同發(fā)布軟件進(jìn)行操作。

(2)無針對事件的發(fā)布記錄。傳統(tǒng)情報板發(fā)布軟件一般只有情報板的發(fā)布報表，無針對某一事件涉及的情報板發(fā)布記錄，由此會引發(fā)較多的問題，如當(dāng)事件情況發(fā)生變化時，無法根據(jù)當(dāng)前的情報板發(fā)布位置、發(fā)布信息去實(shí)時調(diào)整和修改發(fā)布方案；倘若在同一時間段內(nèi)，在所轄區(qū)域內(nèi)發(fā)生多起應(yīng)急事件，則難以同時管控情報板的發(fā)布；由于發(fā)布的交通誘導(dǎo)消息具有時效性且為了避免誤導(dǎo)出行群眾，事件結(jié)束后，需要立刻撤回原有發(fā)布的消息，而在無撤回機(jī)制的情況下，操作人員必須手動將所有涉及的情報板再發(fā)布一次原有的情報板節(jié)目單。

(3)數(shù)據(jù)孤島。當(dāng)前情報板發(fā)布系統(tǒng)獨(dú)立于各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)無法互通，業(yè)務(wù)無法協(xié)作，無法在應(yīng)急處置中形成閉關(guān)處置流程，無法同時支撐其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

1.2.2 業(yè)務(wù)方面存在的問題

(1)情報板資源利用率低。當(dāng)前接入的情報板主要用于對宣傳標(biāo)語、行車安全警示、服務(wù)提示語、施工事件等靜態(tài)消息的展示，而依據(jù)《突發(fā)應(yīng)急事件信息發(fā)布處理辦法》的要求，當(dāng)事件指標(biāo)達(dá)到啟動預(yù)案的級別時，監(jiān)控和客服人員才需要去實(shí)時發(fā)布情報板交通誘導(dǎo)信息。因此，對于日常在高速公路上發(fā)生的一般交通事故、擁堵、特殊路況、危險拋灑物等事件，無法做到充分利用情報板對交通進(jìn)行安全隱患提醒和誘導(dǎo)。所以，當(dāng)務(wù)之急是提高作為高速出行信息重要載體的情報板的利用率。

(2)業(yè)務(wù)水平要求高，發(fā)布效果不佳。由于傳統(tǒng)情報板發(fā)布軟件僅關(guān)注于情報板的發(fā)布，無法提取到事發(fā)點(diǎn)與情報板的地理關(guān)聯(lián)關(guān)系，監(jiān)控員需要根據(jù)事發(fā)地點(diǎn)和情報板間的樁號以及上下行關(guān)系，借助地圖或以往的經(jīng)驗(yàn)，才能選取到合適的情報板進(jìn)行發(fā)布。過高的業(yè)務(wù)水平要求以及高速公路監(jiān)控員崗位的頻繁流動，使得培訓(xùn)的時長和成本變大，發(fā)布效果也良莠不齊。因事故點(diǎn)、情報板和周邊路況資源之間無法形成關(guān)聯(lián)，每塊情報板發(fā)布的消息相同，無法根據(jù)當(dāng)前情報板和事發(fā)點(diǎn)的相對位置，做出有針對性的信息發(fā)布，也使得發(fā)布效果和交通誘導(dǎo)效率大打折扣。

1.2.3 實(shí)現(xiàn)方案方面存在的問題

當(dāng)前情報板發(fā)布依然采用申報批準(zhǔn)后人工發(fā)布的方式，與如今高速公路提倡的“現(xiàn)代化、智慧化運(yùn)營”的理念和建設(shè)目標(biāo)相違背，且多環(huán)節(jié)的人工操控方式降低了交通誘導(dǎo)的時效性、準(zhǔn)確性和實(shí)效性。因此，急需通過智能化、自動化的方式將長期以來被動式的處置轉(zhuǎn)向主動式的智能管控。

2 改進(jìn)方法

針對柳州公司當(dāng)前交通誘導(dǎo)體系的現(xiàn)狀，基于已有的硬件條件和業(yè)務(wù)規(guī)范，解決情報板發(fā)布操作繁瑣、交通干預(yù)及時性不高、過于依賴人工、與其他系統(tǒng)聯(lián)動困難等問題，提出了一種基于GIS與情報板發(fā)布的智能交通誘導(dǎo)平臺，以滿足運(yùn)營公司對高速交通路況實(shí)現(xiàn)智能管控的需求。

2.1 基于GIS的智能交通誘導(dǎo)管理平臺

交通誘導(dǎo)管理平臺將高速路上的情報板、各類設(shè)施、實(shí)時事件、設(shè)備報警信息、交通路況等多源信息借助GIS技術(shù)集合于在線地圖之上，極大地降低了情報板發(fā)布操作的復(fù)雜度。同時該平臺基于BS架構(gòu)開發(fā)并接入在用的智慧高速大平臺，與不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間可共享數(shù)據(jù)，使得原有的業(yè)務(wù)流程得到優(yōu)化，并且和其他業(yè)務(wù)流程成功整合。智能交通誘導(dǎo)管理平臺具備如下功能：

2.1.1 GIS地圖多方資源整合

集合多方資源信息的GIS地圖可將情報板位置以車道級的精確度顯示在高德在線地圖上，同時通過圖例開關(guān)可控制顯示情報板周邊的收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、互通等高速公路設(shè)施位置、攝像頭位置和實(shí)時視頻，當(dāng)前路上發(fā)生的事故、救援、拋撒物、擁堵、施工等事件位置，各類前端感知設(shè)備發(fā)起報警的位置等全方位的信息，借助GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了交通誘導(dǎo)的一體化監(jiān)控和便捷操作。

2.1.2 基于前端感知設(shè)備以及事件的聯(lián)動發(fā)布

有別于傳統(tǒng)的人工發(fā)布交通誘導(dǎo)信息，該平臺可依據(jù)路上智能感知設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)和報警信息、智慧高速公路平臺以及第三方系統(tǒng)的事件信息，自動發(fā)布到情報板?？蓪?shí)現(xiàn)聯(lián)動發(fā)布的預(yù)警消息類型有：(1)擁堵事件、救援事件、事故事件、涉路施工事件；(2)溫濕度傳感器和能見度檢測器上傳的溫度濕度報警、能見度報警；(3)視頻事件檢測攝像頭上報的如行人、車輛逆行及路面拋撒物、施工等視頻檢測事件；(4)雷達(dá)擁堵檢測提供的擁堵報警。以上事件類型作為信息來源，平臺可借助情報板全自動發(fā)布技術(shù)實(shí)現(xiàn)真正意義上的全自動、全流程的智能交通誘導(dǎo)。

2.1.3 多種發(fā)布方式

平臺共支持4種情報板發(fā)布方式：(1)普通人工發(fā)布；(2)簡易人工發(fā)布(默認(rèn)發(fā)布參數(shù))；(3)情報板半自動發(fā)布(自動發(fā)布前需人工確認(rèn))；(4)情報板全自動發(fā)布。多種發(fā)布方式可根據(jù)事件類型或監(jiān)控中心的實(shí)際情況進(jìn)行靈活配置，滿足不同的業(yè)務(wù)需求。

2.1.4 誘導(dǎo)方案調(diào)整

使用平臺進(jìn)行交通誘導(dǎo)后，系統(tǒng)會在交通誘導(dǎo)歷史模塊中自動生成相應(yīng)的誘導(dǎo)記錄，操作人員可依據(jù)事態(tài)進(jìn)展對當(dāng)前誘導(dǎo)方案進(jìn)行調(diào)整。其功能包含：(1)新增情報板；(2)修改已發(fā)布情報板的誘導(dǎo)信息；(3)撤回已發(fā)布情報板的誘導(dǎo)信息；(4)手動結(jié)束該交通誘導(dǎo)。

2.2 情報板全自動發(fā)布技術(shù)

傳統(tǒng)的廠家情報板發(fā)布軟件存在操作難度大、功能單一等缺點(diǎn)，造成了交通誘導(dǎo)流程中的多方業(yè)務(wù)局限，因此智能交通誘導(dǎo)平臺在集成了如電明、同鑫、三思等11種常見情報板品牌的發(fā)布控制功能的基礎(chǔ)上，經(jīng)過研發(fā)攻關(guān)，具備了從情報板選擇至最后消息撤回的全流程全自動發(fā)布技術(shù)，改善了交通誘導(dǎo)中依賴人力、效率低下的問題。

2.2.1 情報板自動選擇

依據(jù)預(yù)警消息中的事件類型以及事發(fā)點(diǎn)的路段、樁號和上下行方向，系統(tǒng)將以事發(fā)點(diǎn)為圓心、誘導(dǎo)距離為半徑選中在圈內(nèi)的情報板，并依據(jù)相對位置關(guān)系和情報板的安裝位置，將選中情報板劃分為：同向情報板、非同向情報板、路徑誘導(dǎo)類情報板等幾類。

2.2.2 發(fā)布消息自動生成

首先根據(jù)預(yù)設(shè)的自動發(fā)布模板，符合該事件類型的消息發(fā)布模板將會被選用。同時，為了達(dá)到較為理想的交通誘導(dǎo)效果，系統(tǒng)將根據(jù)事發(fā)點(diǎn)和各個情報板的相對位置，定制每個情報板針對該條交通誘導(dǎo)的誘導(dǎo)發(fā)布信息。如發(fā)生交通事故時，在互通前或收費(fèi)站的情報板作為路徑誘導(dǎo)類情報板，發(fā)布可選繞行路徑提示，而同向情報板則直觀地提示前方x公里發(fā)生事故。

2.2.3 發(fā)布參數(shù)自動設(shè)定

情報板分為立柱、門架、懸臂等多種類型，每種類型的情報板尺寸以及適合的發(fā)布參數(shù)不一致，系統(tǒng)依據(jù)已生成的發(fā)布消息和情報板參數(shù)，運(yùn)用自適應(yīng)算法自動分屏和自動選擇發(fā)布字號、字體、顏色等參數(shù)進(jìn)行發(fā)布，如一般信息為綠色，警告信息為黃色，禁令信息為紅色。

2.2.4 誘導(dǎo)消息自動撤回

由于交通誘導(dǎo)消息為強(qiáng)時效性的臨時消息，對應(yīng)事件結(jié)束后必須立刻對消息進(jìn)行撤回。因此，系統(tǒng)在進(jìn)行交通誘導(dǎo)發(fā)布時，已將發(fā)布前的情報板節(jié)目單存檔入庫。當(dāng)事件結(jié)束或達(dá)到指定的逾期時間時，系統(tǒng)將自動執(zhí)行撤回操作。若遇到設(shè)備故障或網(wǎng)絡(luò)通信失敗等原因造成的撤回失敗，系統(tǒng)將會以固定時間間隔進(jìn)行撤回嘗試，直至撤回成功。自動撤回與自動發(fā)布技術(shù)的結(jié)合，使得傳統(tǒng)的交通誘導(dǎo)從復(fù)雜的、依賴人工的方式向如今無感的智能化管控方式轉(zhuǎn)變。

2.3 外部系統(tǒng)協(xié)同

雖然交通誘導(dǎo)中使用情報板為最實(shí)際有效的方式，但為了能提高接收到交通誘導(dǎo)消息的出行人員的覆蓋率，系統(tǒng)采取多種交通誘導(dǎo)方式并存的方式，與其他外部系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作，打破信息壁壘，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

2.3.1 協(xié)同廣播電臺

結(jié)合柳州公司的實(shí)際業(yè)務(wù)需要，廣播電臺每日會在固定時刻聯(lián)系值班客服，詢問當(dāng)日出行提示。交通誘導(dǎo)平臺可匯總來自96333系統(tǒng)、本地養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)等多方系統(tǒng)的施工、事故信息，生成客服播報稿，使聆聽車載廣播的出行人員能及時收到重要的出行信息。

2.3.2 協(xié)同高德地圖

智能交通誘導(dǎo)平臺對高德地圖App進(jìn)行了施工與事故數(shù)據(jù)的推送。當(dāng)出行人員使用高德地圖App進(jìn)行導(dǎo)航并即將達(dá)到事發(fā)點(diǎn)時，高德地圖App會進(jìn)行語音提醒，提前告知司機(jī)，強(qiáng)化安全駕駛意識，降低發(fā)生事故和二次事故的風(fēng)險。

3 結(jié)語

本文針對高速公路上的交通誘導(dǎo)，結(jié)合柳州公司的業(yè)主需求和實(shí)際情況，提出了一種基于GIS與情報板發(fā)布的智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)，借助GIS技術(shù)做到了將高速公路的情報板設(shè)備、設(shè)施、路況集合于在線地圖之上，簡化了先前復(fù)雜的情報板操作難度。同時依托項(xiàng)目實(shí)例對情報板發(fā)布技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，引入情報板自動發(fā)布技術(shù)并與外部系統(tǒng)協(xié)同，將交通誘導(dǎo)的覆蓋率與效果極大地提高，為未來廣西高速公路的交通誘導(dǎo)提供新的解決思路。