高速公路联网应急联动发布系统框架研究

■袁　飞　田　科　郭亚中白文娟

（1.河南省高速公路联网监控收费通信服务有限公司，郑州　450046；

2.中设设计集团股份有限公司，南京　210014）

高速公路联网应急联动发布系统框架研究

■袁飞1田科1郭亚中2白文娟1

（1.河南省高速公路联网监控收费通信服务有限公司，郑州450046；

2.中设设计集团股份有限公司，南京210014）

随着我国高速公路里程的增加，联网管理与应急联动发布发展迅速。为解决高速公路联网管理中的应急联动发布问题，在分析国内外现状和需求的基础上，对高速公路联网应急联动发布系统进行框架设计，可实现高速公路联网应急联动发布系统的良好整合。

应急联动信息发布高速公路联网

我国高速公路建设飞速发展，通车里程已居世界第一。随着路网分布的均衡化建设，近几年全国高速公路信息化规划和建设已进入快速发展阶段，多个省、市的高速公路网已形成了一定规模的信息化基础设施，并在联网监控、信息采集、信息传输、调度指挥、信息服务等方面得到了规模化发展，相关的路网信息系统的建设也进一步完善。

1　应急联动发布现状与分析

高速公路车速快、流量大，对于交通应急联动与信息发布的要求较高。我国交通事故死亡率和先进国家相比，缺乏完善的交通救援体系，联动与信息发布的机制、体制尚不完备，近年来高速公路事故呈现增加趋势。2010年至2013年全国发生的4起一次死亡30人以上的特别重大道路交通事故，全部发生在高速公路。为此，不少高速公路管理部门开发了高速公路应急救援系统，这些系统在事故及时响应，及时救援，减少事故伤亡与经济损失等方面取得众多成果，高速公路联网应急联动信息发布系统的研究也属于该领域的成果之一。

随着我国高速公路的发展，高速公路监控、应急管理与信息发布等系统已开始在高速公路的各级管理部门得到推广。早在2008年公安部交管局就发布了《高速公路交通应急管理程序规定》，对高速公路的应急响应等级及应急管理程序等进行了规定，为高速公路应急系统的建设提供了基本依据。各种信息技术和方法已广泛应用于高速公路的各类应急系统中，湖南省高速公路突发事件的应急机制已于2014年完成更新，解决了信息监控系统流通不畅、决策指挥系统运作不灵、后勤保障系统支持不力等问题，特别是明确了省一级高速公路网的交通应急求援机制，对于交通事件信息采集和通报机制也进行了规范。江苏省高速公路联网中心专门研发了应急指挥调度系统以实现全省路网的应急管理。

从高速公路运营管理的趋势上看，在数字化的基础上向网络化、一体化和智慧化方向发展的需求日益增强，现有高速公路网监控、应急、信息发布等各项营运管理业务的信息化发展与业务系统建设缺乏协调、联动，导致系统间缺乏联系、资源共享以及跨系统协同，需改善既有信息化环境，以满足高速公路信息采集、营运管理、应急联动、信息发布等一系列新的需求。研究和建设符合高速公路网集成安全监管、应急联动、信息发布等功能的信息系统成为解决高速公路网管理的新问题的关键。

2　需求分析

2.1运行管理需求

依据高速公路管理的相关要求，需按照分级分类建设管理原则，完善高速公路网监测点的布局，并依托路况、气象、占道施工、交通管制、突发事件等开展信息采集系统的建设，基于高速公路网数据管理、将桥隧管理、路面管理、路政管理、收费管理、监控管理等集成到同一的路网运行管理平台上，并重点实现高速公路公路技术状况监管、桥隧安全动态监管、高速公路路网运行监测、状态评估、预测预警、事件处置、协调调度以及相关信息管理与发布等各项功能，并为交警、运管等相关管理部门提供路况、气象、占道施工、突发事件等路网运行与突发事件信息。

2.2应急处置需求

高速公路应急处置的功能总体上需要体现 “平战结合”特点，在日常情况下能够与各级交通管理部门，基层交通管理部门行业管理紧密结合，为其提供日常管理的手段及监测、统计分析等功能支撑；在应急时则能够在“属地管理、分级负责”的总体原则下，满足各级交通管理部门应急指挥处置的功能需求。依据相关规范，交通运输突发事件应急根据交通运输突发事件按照其可控性、严重程度和影响范围分为特大事件（Ⅰ级）、重大事件（Ⅱ级）、较大事件（Ⅲ级）和一般事件（Ⅳ级）四个等级。

2.3协调联动需求

当发生需要本单位协调联动处置的交通突发事件时，根据应急预案相关规定，通知联动应急指挥人员和专家到位，并按照报送制度，对需要上报的事件及时向上级相应部门报送。需要联动的相关部门涉及范围广泛，主要包括：行业内部和各业务单位之间的应急联动、交通行业内部公路和水路跨部门联动、部省联动、交通行业内部跨部门、跨地区的协调联动等方面。为确实将安全监管落到实处，需要对安全监管、应急处置行为进行科学规范考评。

2.4公众信息服务需求

社会公众作为出行者需要便捷地获取高速公路网相关信息，可通过网站、热线电话、广播电视、手机短信和路上可变情报板等多种方式，及时获取国省干线和高速公路实时路况、高速公路运行环境、高速公路通阻断、高速公路关闭与交通管制、施工占道、突发事件发生和处置进展、绕行方案、安全防护措施等信息。此外，社会公众对于随时发现的交通突发事件，需要能够方便快捷地进行报警，并及时得到有效的反馈信息。

3　系统总体框架设计

3.1系统架构

本项目总体架构是“三个层次、两个体系”，即数据感知层、数据分析层、数据服务层三个层次；安全保障体系、标准规范体系两个体系。对于三个层次而言，数据感知是基础、数据分析是手段、数据服务是目标。

数据感知层是从感知设备、内部业务及外部部门三个方面获取数据，并通过通信网络传输和数据接收网络分析处理后保存至数据中心。

数据分析层的目标是对数据感知层的数据进行全面的整合、分析、挖掘、统计。通过云计算平台、数据交换服务等完善数据交换平台，利用数据挖掘工具和路网运行状况分析模型对路网运行状况进行综合分析。

数据服务层由信息采集、运行监管与应急指挥、信息发布三部分组成。通过对数据的综合分析，为路网综合展现提供数据基础；通过建立相关的数据逻辑行为以及路网运行状态的直观展现，最终为应急指挥提供管理的便利性；通过整合现有信息发布资源，并增加发布途径，为广大的出行者提供出行前、出行中等过程服务。

安全保障体系主要是对现有的信息安全保障体系进行完善。

标准规范体系是保障项目运营效能的关键，规范和建设运维规章制度的同时，需要对补充和完善信息感知、设备布局等的规范。

3.2功能结构

高速公路网监控应急联动信息发布系统研究以高速公路运行监测与服务技术要求为功能设计标准、以业务流程规范为业务流程设计参考、以监控应急联动信息发布系统安全保障体系保障指挥调度运行。

高速公路网监控应急联动信息发布系统功能架构如图1所示。

图1　系统功能架构图

监控应急联动信息发布系统依据事件接入、上报系统主动发现应急处理需求，结合已有的人工事件上报流程，提高指挥调度的应急接入效率与精确度；应急处理需求确认后，进行应急需求研判、调度资源分析、响应预案生成、调度预案生成等处理过程，实现智能化调度响应；在调度响应的同时，对处置方法指令化，能通过情报板发布与控制系统辅助交通管制、交通公众出行信息的发布。指挥调度的分析与处置过程、调度状态及结果、过程评判、数据分析等内容通过综合展示系统展示；指挥调度反馈与措施执行后，对指挥调度的业务过程与结果数据进行智能决策分析，面向领导生成多维度、多层次的路网分析、统计报表。

信息采集子系统主要指高速公路网交通流量信息、交通事件信息的采集。数据来自联网公司，通过统一抓取各类感知系统处理需要的标准格式数据，集中后传输系统。

运行监管子系统主要完成高速公路日常运行监管、日常运行情况查看、高速公路网管理信息以及高速公路网运行态势监控等功能，包括路网运行状态监控、日常运行状态查看、路网管理信息监控、路网运行态势监控等功能。

应急处置子系统在原有值班计划的基础上，适情考虑增加联动人员的联系方式。当应急事件发生时，根据交通事件分析模型，分析事件的类型、级别、影响等多种因素，自动启动相关的应急预案。在事件的处理过程中，记录事件的处理过程和相关指挥调度指令；在事件处理结束后，需要进行突发事件的信息归档。

便捷信息发布子系统通过手机、平板等移动客户端接入联动信息发布子系统，实现远程信息发布。

具有可变情报板的最高控制权限，实现高速公路可变情报板的集中控制。

3.3关键技术解析

高速公路运行态势模型分析的研究包括路网运行态势的研究、运行状态评价与预测模型、交通状态对比分析模型、信息服务模型的研究。

依托可获取的、标准化的公路网运行数据，通过实时交通量、路段中断状态等参数与公路技术等级和设计通行能力的分析比对，研究并建立公路网运行状态识别与分析模型，动态反映公路网整体或局部的实时运行状况。

交通对比分析模型主要是结合交通流理论和各类描述交通运行的交通指标对历史交通运行和实时交通运行情况开展统计和分析，并形成相关对比结果以供决策参考。

信息服务模型主要用以实现线路交通基础设施信息、长期和临时管控信息以及未来交通运行情况的综合查询，以便于路网用户及时合理选择未来的出行路径等。

基于当前高速公路网进行的数据采集建设，进行广泛的统计分析，分析路网特征的典型指标。对典型指标进行具体分析、综合决策，得到高速公路网的实时运行状态各指标的具体数据，并通过分析决策平台的开发展现路网的运行状态。开展路网关键节点交通状态的验证研究，通过试验验证路口、路段等的运行状态，与平台展现结果是否一致。

3.4预期效果

实现业务全掌控，随时随地监控、处置、养护记录；信息实时交互，实现信息发送、接收以及交互等功能。通过高速公路网的路段结构划分，形成一个可深化应用的、以整个系统计算、展示和查询等使用的基础地理信息平台。结合交通流理论和各类描述交通运行的交通指标对历史交通运行和实时交通运行情况开展统计和分析，并形成相关对比结果以供决策参考。实现突发交通事件条件下的路网调度指挥可视化建议。

4　总结与展望

本文在阐述联网监控信息服务系统需求的基础上，提出了总体框架设计方案，面向交通领域的功能尚不能满足需求。为了使联网应急联动信息发布系统能够更广泛地服务于社会的快速发展与人们生活的便利，今后可从以下几个方面进行深入研究或开展工作：

（1）宏观和微观两个方向扩展。现有的应用还局限于交通数据的简单应用。在宏观方面需要更深入地了解相关的需求；微观层面的研究虽然较多，但在交通安全事故分析、交通信息服务、交通服务等方面的具体应用可以扩展研究。

（2）运用大数据及扩展数据来源。随着大数据、互联网+等技术的推广，需要运用大数据技术深入分析和挖掘相关出行信息，提供更准确、高效的服务。

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［2］尚荣丽、张生瑞.高速公路隧道交通安全保障系统的研究.公路，2006，（12）：127-131.

［3］刘清，张存保，陶存新.高速公路应急管理系统总体设计.公路，2007，（7）：132-134.

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