高速公路車輛智能預(yù)警與聯(lián)網(wǎng)救援平臺(tái)聯(lián)動(dòng)框架淺析

劉長明 劉婷婷 周可夫 孔繁中 黎雯

（1.江西省交通投資集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西 南昌 330000；2.交通運(yùn)輸部路網(wǎng)監(jiān)測與應(yīng)急處置中心，北京 100029；3.廣州優(yōu)路加信息科技有限公司，廣東廣州 510665）

一、引言

隨著路網(wǎng)的日趨完善和ETC的全面推廣，我國高速公路發(fā)展逐步由以基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)為主轉(zhuǎn)向以提供運(yùn)營服務(wù)為主，由追求數(shù)量轉(zhuǎn)向追求質(zhì)量，由“搶修時(shí)代”轉(zhuǎn)向“養(yǎng)護(hù)時(shí)代”，保障高速公路安全暢通成為運(yùn)營管理的主要目標(biāo)。但從目前的發(fā)展?fàn)顩r來看，我國道路救援行業(yè)還處于初級(jí)發(fā)展階段，存在信息化不足、高速公路與地面一般道路無聯(lián)動(dòng)等問題，路況及預(yù)警信息感知覆蓋面小、交通安全信息流通效率和整合度低、交通管理與公眾出行之間的信息不對(duì)稱等癥結(jié)依然存在。

基于《交通強(qiáng)國建設(shè)綱要》和《國家綜合立體交通網(wǎng)規(guī)劃綱要》、政協(xié)委員黃玲在2021年全國兩會(huì)期間提出的《推動(dòng)全國交通道路一站式快速救援清障提案》、交通運(yùn)輸部設(shè)立的“我為群眾辦實(shí)事”安心行服務(wù)項(xiàng)目、工信部對(duì)《車載事故緊急呼叫系統(tǒng)》的公開征集意見等相關(guān)要求和建議，本文基本構(gòu)建了高速公路車輛智能預(yù)警與聯(lián)網(wǎng)救援平臺(tái)聯(lián)動(dòng)框架，該平臺(tái)框架能夠?yàn)楦咚俟钒踩鳂I(yè)管理、應(yīng)急救援聯(lián)動(dòng)和公眾安全出行提供保障，進(jìn)一步提升高速公路運(yùn)輸服務(wù)效率和安全品質(zhì)，滿足人民日益增長的美好出行需求。

二、車輛預(yù)警與道路救援現(xiàn)狀

在高速公路建設(shè)規(guī)劃到通車運(yùn)營的各階段，高速公路運(yùn)營單位比較重視與日常運(yùn)營相關(guān)的收費(fèi)、監(jiān)控、機(jī)電及養(yǎng)護(hù)等方面的信息化建設(shè)。車輛預(yù)警與道路救援一直是我國道路安全領(lǐng)域的關(guān)鍵瓶頸和短板，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（一）對(duì)事件作業(yè)等對(duì)內(nèi)涉路作業(yè)管理的信息化建設(shè)不足。

目前仍然普遍使用傳統(tǒng)的紙質(zhì)臺(tái)賬跟蹤和記錄作業(yè)過程，缺乏有效的管理工具和手段對(duì)作業(yè)過程開展全方位管控和監(jiān)督，作業(yè)效率及規(guī)范性無法得到保證，事后考核量化也較難，導(dǎo)致高速公路作業(yè)安全事故頻發(fā)，嚴(yán)重危害作業(yè)車輛、社會(huì)車輛及相關(guān)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全。

（二）作業(yè)人、車防護(hù)薄弱、預(yù)警不足，公眾無法及時(shí)獲取出行安全提醒信息。

大部分高速公路運(yùn)營單位仍在大量使用傳統(tǒng)的作業(yè)設(shè)備和車輛，作業(yè)安全防護(hù)僅限于近距離的車身物理預(yù)警警示，如基于毫米波雷達(dá)的語音喇叭和爆閃燈，并不符合當(dāng)前智慧養(yǎng)護(hù)的新趨勢和新需求。此外，現(xiàn)有的道路事件預(yù)警信息發(fā)布僅限于路面情報(bào)板，以及帶有延時(shí)性的傳統(tǒng)媒體和新媒體渠道，導(dǎo)致公眾出行時(shí)無法提前獲取預(yù)警信息并主動(dòng)避讓。高速公路應(yīng)急救援分應(yīng)時(shí)和平時(shí)兩種場景，但大多數(shù)高速公路運(yùn)營單位只關(guān)注平時(shí)的演練及預(yù)案，以及應(yīng)時(shí)的調(diào)度與執(zhí)行效率。一旦遇到重大節(jié)假日及出行高峰期，由于缺乏清障救援或涉路作業(yè)信息的發(fā)布預(yù)警平臺(tái)和遠(yuǎn)距離智能預(yù)警設(shè)備，救援作業(yè)人員和等待救援的出行人員的人身安全無法得到有效保障。

（三）高速公路救援需求逐年激增，高速公路基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施不完善。

隨著汽車產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，智能車輛已經(jīng)實(shí)現(xiàn)較為全面的電動(dòng)化、網(wǎng)聯(lián)化和智能化，但智能網(wǎng)聯(lián)車輛的安全出行問題、配套充電設(shè)備的匹配問題和布局不合理、電池故障、系統(tǒng)故障等狀況日益凸顯，并引發(fā)了一系列的安全問題。

高速公路建設(shè)與運(yùn)營向更智慧的方向發(fā)展，對(duì)車輛的安全預(yù)警、路面的通暢、突發(fā)事件的控制、清障救援的效率都提出了新的要求和挑戰(zhàn)。面對(duì)作業(yè)車輛的安全預(yù)警、公眾出行的安全保障與救援需求，各高速公路運(yùn)營單位都在開展技術(shù)化、信息化的業(yè)務(wù)創(chuàng)新。

三、車輛智能預(yù)警與聯(lián)網(wǎng)救援聯(lián)動(dòng)框架

搭建“一基礎(chǔ)兩體系三應(yīng)用”的高速公路車輛智能預(yù)警與聯(lián)網(wǎng)救援平臺(tái)聯(lián)動(dòng)框架，包括：IoT設(shè)備管理及LBS位置服務(wù)基礎(chǔ)、智能預(yù)警體系（IoT技術(shù)支撐的智能車載設(shè)備預(yù)警服務(wù)、互聯(lián)網(wǎng)地圖導(dǎo)航場景的提示信息服務(wù)、全媒體的預(yù)警信息發(fā)布）、聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)體系（IoT技術(shù)支撐的智能車載設(shè)備SOS請(qǐng)求服務(wù)、應(yīng)急救援的聯(lián)網(wǎng)服務(wù)），以及管理端業(yè)務(wù)應(yīng)用、車載設(shè)備終端應(yīng)用、救援服務(wù)應(yīng)用。

圖1 高速公路車輛智能預(yù)警與聯(lián)網(wǎng)救援平臺(tái)聯(lián)動(dòng)框架

平臺(tái)框架的應(yīng)用均為開放式，預(yù)警發(fā)布以互聯(lián)網(wǎng)地圖導(dǎo)航提示信息為主，支持全媒體形式發(fā)布[1]，未來對(duì)接汽車主機(jī)廠特別是智能網(wǎng)聯(lián)車的中控服務(wù)。救援應(yīng)用支持對(duì)外業(yè)務(wù)輸出，支持多供應(yīng)商服務(wù)。車載設(shè)備終端按照統(tǒng)一技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)面向作業(yè)管理單位及社會(huì)車輛開放。

（一）聯(lián)動(dòng)框架的構(gòu)建原則

1.整體統(tǒng)籌 內(nèi)外聯(lián)動(dòng)

組成聯(lián)動(dòng)框架的子體系之間相互成套、相互支撐、協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)，圍繞構(gòu)建安全作業(yè)智能預(yù)警、安全出行聯(lián)網(wǎng)救援的目標(biāo)發(fā)揮整體管控效應(yīng)[2]。聯(lián)動(dòng)框架在現(xiàn)有安全生產(chǎn)管理及高速公路救援調(diào)度管理的基礎(chǔ)上，與業(yè)務(wù)場景相結(jié)合，以提升內(nèi)部管理和出行體驗(yàn)為目標(biāo)。

2.技術(shù)創(chuàng)新 業(yè)務(wù)開放

聯(lián)動(dòng)框架充分利用IoT、LBS等新一代信息技術(shù)，開展科學(xué)性創(chuàng)新，做到使用得當(dāng)、應(yīng)用合理，便于應(yīng)用與管理。同時(shí)秉承開放性的原則，融合社會(huì)企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新及服務(wù)能力，提升框架的技術(shù)基礎(chǔ)，擴(kuò)展平臺(tái)的服務(wù)能力。

3.統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) 靈活擴(kuò)展

統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，面向內(nèi)部建立作業(yè)和出行安全管理的基礎(chǔ)支撐，并設(shè)定規(guī)范的數(shù)據(jù)互通和資源共享交換接口。聯(lián)動(dòng)框架應(yīng)具備靈活擴(kuò)展的特性，針對(duì)不同范圍、不同領(lǐng)域、不同等級(jí)的業(yè)務(wù)場景提供精準(zhǔn)支撐。

（二）IoT設(shè)備管理及LBS位置服務(wù)基礎(chǔ)

聯(lián)動(dòng)框架基于高速公路突發(fā)事件及業(yè)務(wù)管理的特性，結(jié)合IoT的物聯(lián)網(wǎng)信息和LBS位置信息服務(wù)，形成預(yù)警管理、事件管理、監(jiān)控管理和設(shè)備管理四大基礎(chǔ)模塊，分別對(duì)應(yīng)智能預(yù)警體系和聯(lián)網(wǎng)救援體系的聯(lián)動(dòng)，作為管理端業(yè)務(wù)應(yīng)用、車載設(shè)備終端應(yīng)用和聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)應(yīng)用的基礎(chǔ)。

預(yù)警管理主要包括事件地圖的經(jīng)緯度對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)和裝載設(shè)備車輛的軌跡加密數(shù)據(jù)，用于預(yù)警服務(wù)信息發(fā)布的數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)與審核；事件管理主要針對(duì)與作業(yè)管理相關(guān)的事件類型，包括養(yǎng)護(hù)、施工、管制、救援等事件的信息及狀態(tài)管理，作為智能預(yù)警體系的信息發(fā)布來源之一；監(jiān)控管理主要針對(duì)作業(yè)安全區(qū)的實(shí)時(shí)作業(yè)狀態(tài)，通過現(xiàn)場設(shè)備的影像采集及AI識(shí)別，實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場的實(shí)時(shí)監(jiān)控，向作業(yè)區(qū)域發(fā)布安全提醒，同樣作為智能預(yù)警體系的信息發(fā)布來源之一；設(shè)備管理適用于車輛設(shè)備終端應(yīng)用的相關(guān)管理，包括作業(yè)車輛設(shè)備及社會(huì)車輛設(shè)備相關(guān)的基礎(chǔ)管理服務(wù)。

（三）智能預(yù)警體系

智能預(yù)警體系主要由“基于位置的事件信息，通過IoT設(shè)備傳輸，并通過全媒體發(fā)布”構(gòu)成，其中以互聯(lián)網(wǎng)地圖導(dǎo)航場景的提示信息為主要發(fā)布形式。利用新一代信息技術(shù)，結(jié)合防撞緩沖墊，組成“導(dǎo)航地圖提示的超視距預(yù)警、雷達(dá)及聲光報(bào)警的近距離預(yù)警、防撞緩沖墊的被動(dòng)防護(hù)”三重防范機(jī)制[3]，提升作業(yè)裝備智能化水平。建設(shè)作業(yè)現(xiàn)場與中心互動(dòng)的可視化作業(yè)管理平臺(tái)，推動(dòng)涉路作業(yè)的預(yù)警發(fā)布、預(yù)警防范、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備作業(yè)及可視化作業(yè)的聯(lián)動(dòng)管理，保護(hù)一線養(yǎng)護(hù)作業(yè)人員安全，給公眾出行提供便利和保障。

圖2 智能預(yù)警體系

社會(huì)車輛配備IoT設(shè)備，在遭遇車輛故障、輕微事故或碰撞時(shí)，開啟SOS請(qǐng)求，相關(guān)預(yù)警信息將通過導(dǎo)航地圖發(fā)布，快速提示后方車輛主動(dòng)避讓，組成社會(huì)車輛安全出行的智能預(yù)警體系。

導(dǎo)航地圖提示信息預(yù)警是在高德地圖、百度地圖、騰訊地圖三大互聯(lián)網(wǎng)地圖的導(dǎo)航場景中，利用語音或信息形式向后方沿途車輛發(fā)布預(yù)警提示信息[4]，提示主動(dòng)避讓，保障涉路作業(yè)特別是清障救援作業(yè)的安全。在社會(huì)車輛救援請(qǐng)求場景下，為處于兩公里以外的導(dǎo)航場景用戶提供超視距預(yù)警，可有效降低作業(yè)安全事故和路面二次事故的發(fā)生率。

智能預(yù)警體系按照開放性的原則實(shí)現(xiàn)全媒體發(fā)布，包括路段情報(bào)板的信息預(yù)警發(fā)布，高速公路及交警部門官方網(wǎng)站、微博、App、微信、抖音等互聯(lián)網(wǎng)新媒體平臺(tái)發(fā)布，交通廣播電臺(tái)、報(bào)紙等傳統(tǒng)媒體平臺(tái)發(fā)布，并開放給各大汽車品牌的主機(jī)廠，在汽車中控服務(wù)或客戶服務(wù)語音提醒中發(fā)布預(yù)警。

（四）聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)體系

高速公路救援體系結(jié)合IoT物聯(lián)網(wǎng)信息和LBS位置信息服務(wù)，通過對(duì)整體救援資源的匯聚管理，實(shí)現(xiàn)全國道路聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)平臺(tái)、省級(jí)聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)平臺(tái)、道路救援車輛調(diào)度管理系統(tǒng)等不同層級(jí)系統(tǒng)之間的聯(lián)動(dòng)。社會(huì)車輛通過統(tǒng)一入口請(qǐng)求救援服務(wù)，系統(tǒng)根據(jù)獲取的救援請(qǐng)求信息，將請(qǐng)求信息分發(fā)至相應(yīng)的救援單位，救援單位根據(jù)事件位置、發(fā)生時(shí)間、路網(wǎng)救援網(wǎng)絡(luò)布控情況，處置用戶請(qǐng)求。通過相應(yīng)的傳輸接口，確保事件響應(yīng)及路面救援作業(yè)進(jìn)展與管理單位、聯(lián)動(dòng)單位、用戶端多方保持信息聯(lián)通，形成導(dǎo)航智能預(yù)警與救援服務(wù)聯(lián)動(dòng)、高速救援與地面救援的無縫銜接。

圖3 聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)體系

全國道路聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)平臺(tái)，以匯聚管理全國路網(wǎng)救援資源和提供預(yù)警服務(wù)為主。社會(huì)車輛發(fā)生故障、輕微事故或碰撞后，發(fā)起救援請(qǐng)求，全國道路聯(lián)網(wǎng)救援平臺(tái)接收到用戶請(qǐng)求后，將事件發(fā)生位置、事件類型等信息同步至省級(jí)聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)平臺(tái)，與導(dǎo)航地圖聯(lián)動(dòng)發(fā)起預(yù)警。

省級(jí)聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)平臺(tái)，主要對(duì)救援作業(yè)全過程實(shí)施動(dòng)態(tài)跟蹤和監(jiān)管。平臺(tái)集成全省救援資源、電子監(jiān)測、VMS預(yù)警、服務(wù)評(píng)價(jià)等功能，通過與救援實(shí)施單位匯集、交換和共享道路車輛救援?dāng)?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)訂單分發(fā)。省級(jí)聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)平臺(tái)統(tǒng)一管理社會(huì)車輛的救援請(qǐng)求，為社會(huì)車輛提供“一鍵救援”服務(wù)請(qǐng)求入口，根據(jù)救援主體調(diào)度分發(fā)救援訂單，依托高速與地面調(diào)度對(duì)接的動(dòng)態(tài)模型，完成高速公路清障救援到距離最近的高速收費(fèi)站，與地面道路救援業(yè)務(wù)信息的動(dòng)態(tài)對(duì)接，從而實(shí)現(xiàn)高速救援請(qǐng)求的無縫對(duì)接[5]。

救援實(shí)施單位通過道路車輛救援調(diào)度管理系統(tǒng)與省級(jí)聯(lián)網(wǎng)救援系統(tǒng)互聯(lián)互通，快速接收救援請(qǐng)求工單，快速指派調(diào)度救援隊(duì)伍，提供高速救援服務(wù)，開展現(xiàn)場清障處置。完成高速清障救援工作后，對(duì)于有地面道路救援需求的用戶，高速救援作業(yè)人員在最近收費(fèi)站與地面道路救援作業(yè)人員交接被救車輛，地面道路救援作業(yè)人員按用戶需求提供相應(yīng)服務(wù)。

聯(lián)網(wǎng)救援體系通過構(gòu)建整個(gè)救援服務(wù)鏈和有關(guān)部門的高效協(xié)作，實(shí)現(xiàn)多部門管理與業(yè)務(wù)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)，以及各地、各企業(yè)的車輛救援行業(yè)信息互聯(lián)互通，合理配置車輛救援基礎(chǔ)資源，提高救援效率，節(jié)約社會(huì)資源消耗[6]，為公眾出行提供一站式道路救援服務(wù)。

（五）管理端業(yè)務(wù)應(yīng)用

管理端業(yè)務(wù)應(yīng)用以控制和展示兩種模式輸出：面向業(yè)務(wù)部門對(duì)設(shè)備與事件提供管理控制；展示業(yè)務(wù)進(jìn)展及數(shù)據(jù)分析決策結(jié)果，主要通過大屏、平板、PC端及手機(jī)端等形式展示。將作業(yè)現(xiàn)場與指揮調(diào)度中心信息化遠(yuǎn)程監(jiān)管有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場作業(yè)與遠(yuǎn)程監(jiān)管的信息聯(lián)動(dòng)，促成本地與外部管理單位快速信息聯(lián)動(dòng)、協(xié)作配合。

（六）車載設(shè)備終端應(yīng)用

車載設(shè)備終端應(yīng)用以各種智能作業(yè)車載設(shè)備、智能SOS車載設(shè)備組成終端層，結(jié)合手機(jī)、平板、觸控屏的相關(guān)管理軟件操控服務(wù)，提供多形式、多載體的智能預(yù)警應(yīng)用。通過開放式的接口，支持接入符合統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的外部智能設(shè)備。

（七）聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)應(yīng)用

聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)應(yīng)用支持多入口、多渠道的服務(wù)請(qǐng)求，包括App、公眾號(hào)、小程序、網(wǎng)站、電話等，支持社會(huì)車輛從SOS車載設(shè)備發(fā)出的救援服務(wù)請(qǐng)求。支持基于業(yè)務(wù)場景的變化，圍繞靈活拓展服務(wù)原則，按照提供統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)接口，與保險(xiǎn)企業(yè)、汽車主機(jī)廠、互聯(lián)網(wǎng)車主平臺(tái)實(shí)現(xiàn)總對(duì)總的服務(wù)輸出，實(shí)現(xiàn)救援服務(wù)與管理互通聯(lián)動(dòng)。

四、框架聯(lián)動(dòng)機(jī)制

框架聯(lián)動(dòng)機(jī)制是在IoT設(shè)備管理及LBS位置服務(wù)基礎(chǔ)、智能預(yù)警體系、聯(lián)網(wǎng)救援體系、管理端業(yè)務(wù)應(yīng)用、車載端設(shè)備應(yīng)用、聯(lián)網(wǎng)救援服務(wù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，按照“統(tǒng)一平臺(tái)、互聯(lián)互通、開放同步”的路徑，形成安全預(yù)警與救援服務(wù)雙平臺(tái)聯(lián)動(dòng)的框架機(jī)制，達(dá)到實(shí)時(shí)智能預(yù)警、精準(zhǔn)調(diào)度、精準(zhǔn)救援[7]。統(tǒng)一平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)雙框架聯(lián)動(dòng)的前提和基礎(chǔ)，互聯(lián)互通是實(shí)現(xiàn)雙框架聯(lián)動(dòng)的支撐與保障，開放同步是雙框架聯(lián)動(dòng)的主要內(nèi)容。當(dāng)車輛在高速公路上出現(xiàn)故障、輕微事故或碰撞時(shí)，通過統(tǒng)一入口發(fā)起救援請(qǐng)求，平臺(tái)基于公眾救援請(qǐng)求與清障救援作業(yè)的雙框架聯(lián)動(dòng)機(jī)制，結(jié)合事件的位置及類型，向高速救援實(shí)施單位同步發(fā)布作業(yè)任務(wù)，快速實(shí)施高速清障工作。同時(shí)，將事件信息同步至導(dǎo)航地圖，向后方正在使用導(dǎo)航地圖的車輛，通過語音或信息提醒的方式發(fā)布實(shí)時(shí)預(yù)警信息，提醒其主動(dòng)避讓，實(shí)現(xiàn)安全預(yù)警與高速清障救援之間的信息互通與聯(lián)動(dòng)同步，為公眾和救援作業(yè)人員提供更安全的服務(wù)環(huán)境，有效提升高速救援服務(wù)質(zhì)量。

五、結(jié)語

本文結(jié)合部分省份對(duì)省級(jí)聯(lián)網(wǎng)救援體系的規(guī)劃建設(shè)需求，提出了通過應(yīng)用AIoT技術(shù)的智能車載設(shè)備、導(dǎo)航信息預(yù)警服務(wù)和應(yīng)急救援聯(lián)網(wǎng)服務(wù)，以提升交通安全預(yù)警信息流通效率及車輛應(yīng)急救援處置效率為主要目標(biāo)，利用“一基礎(chǔ)、兩體系、三應(yīng)用”搭建高速公路車輛智能預(yù)警與應(yīng)急救援聯(lián)動(dòng)的雙平臺(tái)營運(yùn)管理框架，為各省實(shí)現(xiàn)“我為群眾辦實(shí)事”“安心行”等服務(wù)初衷、提供更優(yōu)質(zhì)的道路出行服務(wù)奠定基礎(chǔ)，為提升路網(wǎng)的運(yùn)營效率、公眾出行的滿意度和安全性提供參考。