公路运输可视化运行监管指挥系统架构研究

洪钢　沈乐瑶　黄正锋

摘 要：依据新时期的数字化改革需求，文章设计并提出了一种可视化运行监管指挥系统架构，借助交通大脑数据中心策划，利用新一代信息技术，搭建公路运输可视化运行监管指挥系统及其下属的四大预警模块，通过打通多部门数据壁垒，进行数据汇集，实现公路养护、运力监管、运输从业人员监督、交通事件安全预警等功能，有机结合纵向和横向多个部门的信息服务平台，保障5大运输业务领域的正常运转，为公路安全运输活动提供技术支持。研究结果表明公路运输可视化运行监管指挥系统的构建可为交通部门信息化水平提升、运力监管指挥、应急能力加强提供参考。

关键词：系统架构；运输监管；功能整合 ；安全预警； 数据交互

中图分类号：F540；U492文献标志码：ADOI：10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.14.028

Abstract： According to the digital reform needs in the new era， this paper designs and proposes a visual operation supervision and command system architecture. With the help of the planning of  Traffic Brain Data Center and the use of the new generation of information technology， the visual operation supervision and command system of road transportation and its four subordinate modules are built. By breaking through the data barriers of multiple departments， data collection is carried out. Functions such as highway maintenance， transportation capacity supervision， transportation personnel supervision， and traffic incident safety early warning can be realized， which organically combines vertical and horizontal information service platforms of multiple departments to ensure the normal operation of five major transportation business fields and provide technical support for highway safety transportation activities. The results show that the construction of visual operation supervision and command system of highway transportation can provide reference for the improvement of informatization level， transport capacity supervision and command， and the strengthening of emergency capacity of traffic departments.

Key words： system architecture; transportation supervision; functional integration; safety early warning; data interaction

0    引    言

一直以来交通运输信息的数字化都是交通领域的重要课题之一，虽然交通部门通过现有的信息化设备积累了大量道路、车辆、业务信息，但由于缺少统一的信息系统，导致各部门之间存在信息共享不充分、数据内容不匹配、业务联动不顺畅等问题。另外，近年来人民对交通出行的需求日益提升，對交通运输的日常监管和安全应急保障能力提出了更高的要求，一个既能满足多部门的数字化交通业务又能实现指挥应急的信息系统逐渐提上了日程。

目前，已有一些学者对交通监管指挥系统的架构进行了一定的研究。叶梅锋[1]提出了一种以信息为基础保障危险货物运输安全的运输监管方案，能够将运输全环节有机结合，为危险品货物的安全运输监管提供技术支撑；张海亮等[2]基于多种信息技术设计了山西省综合交通运输运行协调和应急指挥系统，实现了跨运输方式、跨部门的日常协调调度和突发事件的应急联动；王晓霞[3]基于物联网技术分析了新时代的智慧城市交通系统架构，其架构具有高解耦性和高内聚性的特点，具有广阔的应用前景；王宣等[4]设计了一套交通运输行政执法指挥调度管理系统，该系统能实现对执法车辆、人员的动态监控和指挥调度，能在应急状态下加强对执法队伍资源的管理，该系统已在贵州、云南、江西等省份取得了良好的应用效果；许成涛[5]通过ETL技术设计了一套江苏省的交通综合运行监测系统，基于此系统成功开发并应用了江苏交通综合运行监测平台，能够全面、直观、实时展现全省的综合交通运输运行态势和成效，及时揭示风险、发现问题，辅助决策；黄晓斌等[6]对重大突发事件的智库应急情报保障进行研究，提出了新时期下应急保障需要融合众包、鼓励公众参与、引入新兴信息技术、提高应急情报需求感知效率以及提升应急参与主体协同联动水平等建议。

本文提出的公路运输可视化运行监管指挥系统是融合公路网络监管、公路养护管理、客货运监管、维修驾培及从业人员监管、出租车监管等多方需求，汇集多部门信息系统的数据，实现平时异常事件预警响应决策、战时突发事件快速指挥调度、决策指挥效果闭环监管三类功能的系统。致力于提高监测信息获取的准确性和便捷性，提升指挥决策方案执行的条块畅达性，保障公路与运输生产活动的安全性。

1    需求分析

根据交通大脑的系统谋划，要求全方位汇聚各类交通数据，全面监测交通运行态势，在应用支撑上，打造平战结合可视化运行的监测指挥系统。

根据主责主业工作的数字化改革需求，中心需要厘清“三定”方案中每项工作内容是如何实现数字化的，确保各项工作与系统无缝对接，杜绝数字化管理盲区，有效发挥监管指挥系统作为全市公路与运输管理工作主心骨的作用。

目前公路与运输监管指挥工作存在的主要问题有：平时异常事件相关业务难压实难驱动；战时应急响应信息不统一、不精准；跨部门协同事件事前事中事后全链条监管困难。

2    系统目标

一是增强公路与运输运行的动态掌控能力。围绕公路与运输核心业务，全方位汇聚公路与运输运行的静态数据和动态实时数据，以数字形式实时展现公路与运输的整体运行态势，加强对公路、车辆、企业、人员等的监测预判，辅助行业部门管理决策。

二是增强交通突发事件的应急指挥能力。围绕风险防范预警和突发事件处置，进一步提升监测预警、事件快速评估、综合研判、辅助决策、指挥调度等能力，实现交通应急指挥“看得见、联得通、调得动”，推动应急防控体系由事中事后处置向事前预测预警转变。

3    模块设计

3.1    整体架构

打造“1+５+Ｎ”架构，即监管指挥一张图、5大业务领域[即客运（含公共交通）、货运、养护、路网、应急]全覆盖、N个应用场景小切入。要求一张图可以展现数据特征分析内容、任务执行过程、问题研判和决策结果。N个应用场景切口以模块的形式展现在一张图上，并与处室子系统关联。当相应场景下的异常事件和突发事件触发阈值启动预警时，管理者即可在一张图上下达工作指令，也可一键跳转至处室子系统进行详细查询等操作。应用场景打造中主要按照“成熟一批、建设一批”的滚动开发模式展开，推动监管指挥系统的逐步完善。

3.2    数据归集

系统底层只有提供持续稳定的数据资源，才能保证场景问题智慧研判结果的可靠性和决策指挥方向的准确性。纵向实现省级部门即将打造的“公路监测监管系统”“道路运输监测监管系统”“高速公路联网运行收费系统”，气象、水利、自然资源等市级部门系统数据的交互集成；横向依托市交通运输局交通大脑数据中心，中心出租车处的“出租汽车服务管理信息系统”、货运处的“危险化学品应急道路运输监管信息系统”、机动车服务处的“汽车维修管理平台系统”和“驾培综合服务平台”、路网处的“数字公路综合信息服务平台”、公交处的“公交智能化系统”等部门业务系统数据共享，形成集“上下贯通、横向互联、信息共享”等功能于一体的数据库，为监管指挥提供支撑。

3.3    平战特殊事件决策指挥模块设计

系统模块设计见图1。

3.3.1    基础设施安全性预警模块

排查易结冰、积水的公路区段，安装路面状况视频自动识别装置（针对已安装水位检测传感器的下穿公路，可不重复建设），结合气象部门推送的精准性温度雨量数据，挖掘并预测结冰厚度、积水深度及其持续时间信息，提供灾害天的预警响应推荐方案和应急结束时间提示。

在公路沿线排查年代久远的长边坡和易积水点位的基坡，布置合成孔径雷达监测设备，实时在线实现智能操作、三维显示、大范围监测，精确及时地获取边坡位移变化情况，为坍塌灾害预防、抢险抢通及日常养护提供信息支持。

应用轻量化自动检测技术（采购装配式监测车或为公交等营运车辆添加检测装置），摸底排查农村公路路面损坏、行驶质量、路基、附属设施等情况。通过AI算法，次日将数据分析完毕，并上传至监管指挥系统，同时推出养护工作清单。定期展开轻量化自动检测，在监测道路损毁情况的同时对前次养护路段进行完工核查。

3.3.2    公路偶发性交通事件預警模块

以两客一危车辆GPS数据为主，以高速收费数据、公路门架监测数据、高德GPS数据为辅，实时感知公路分段流量、速度等交通特征数据，与历史同期数据建立数据关联，研判出非常规拥堵事件。监管指挥系统输出预警提示，并派发工作单指示业务部门通过视频或与周边驾驶员通讯的方式连线现场，快速掌握事件类型和严重程度，及时协调处置，以防次生事故的发生。事后及时复盘，挖掘事件的深层次原因，提出更好的应对措施。系统内部形成交通数据、事故类型和最优处理方法的匹配记录，更新同类事件的风险化解和处理方案库，从而形成从风险发现到处置跟踪再到结果反馈的监管闭环。

3.3.3    营运车辆运行安全预警模块

目前，一些营运车辆GPS数据的采集处理工作仅停留在位置跟踪环节，需要通过融合算法进一步挖掘其运行状态。无论是平时还是战时，都需要监测两客一危、常规公交等营运车辆的运行状态，以备不时之需。比如，平时监测危化品等车辆的GPS运行轨迹，根据速度、加速度等判断驾驶行为的风险倾向性，若被研判为危险性驾驶，则由监管指挥系统指派业务管理人员通过远程连线驾驶员进行风险提醒；应急场景下对相关营运车辆运行状态的实时监测与预警有：突发转运需求下的客运车辆调度指挥、轨道突发停运事件下的公交接驳指挥、大雨天积水路段营运车辆路径的调整优化、台风天对公共自行车的清理工作等。

3.3.4    从业人员社会稳定性预警模块

从业人员（卡车司机、客车司机、公交司机、出租车司机等）的过激行为容易引起社会不稳定，需要通过监测研判来快速发现和阻止。如聚焦城市地理空间关键范围（如党政机关大楼附近），通过出租车GPS数据监测和判定出租车司机的群体性行为，监管指挥系统及时预警和处置，指定业务部门进行劝阻疏导工作，把事件消灭在萌芽阶段。再如给危运及载客车辆司机佩戴情绪感知手环，实时测量、异常预警、线下核查以及情绪感知，为乘驾安全提供坚实保障。此外，动态监测驾培维修及出租车行业的景气情况，低迷或从业人员过饱和时做好入行风险预警，从源头上预防行业群体性事件。

4    保障措施

监管指挥系统所需的很多数据来源于其他系统，需要政策支持以打造跨部门数据交互中心，规定数据交互口径和时效要求，实现在线数据的实时有效回流。

部分物联设备需要采购，尤其体现在基础设施安全性感知层面，可以按照“急用急购，缓用缓购”的原则进行计划，推进监管指挥系统感知设备更新升级。

为了在公路与运输运行监测中发现统计性、趋势性、预判性的价值信息，并对信息进行汇总、筛选、甄别与研判，需要向市交通大脑提出明确的业务需求，开发相关模型算法，为中心系统提供应用赋能。

5    结    语

本次设计的公路运输可视化运行监管指挥系统架构，在基础的交通业务领域，可为交通运输信息归集提供新的方法，提高了跨部门信息的采集传输效率，实现了互联互通、区域联动。在突发事件应急领域，做到了多角度的事件监测、预警、指挥、研判、协作处置，数据与安全预警机制覆盖全市交通行业，实现了应急场景下的可视化协作联动处置。此系统架构为行业监管、安全监测等科学决策提供了依据，对提高交通运输突发事件的应急能力具有一定的参考意义。

参考文献：

[1] 叶峰梅．基于信息交互的危险货物道路运输安全监管系统研究[C]//浙江工业大学.智慧安全与职业卫生的实践研究——

2016安全科学与工程技术研讨会论文集.北京：化学工业出版社，2016：6.

[2] 张海亮，樊小丽．山西省综合交通运输运行协调和应急指挥系统设计[J]．中国交通信息化，2020，245（7）：98-101.

[3] 王晓霞．新时代下智慧城市交通系统架构的分析与研究[J]．电子商务，2020（4）：39-40.

[4] 王宣，罗万华．交通运输行政执法指挥调度管理系统[J]．中国交通信息化，2021（4）：34-36，128.

[5] 许成涛．江苏交通综合运行监测系统的设计与应用[J]．中国交通信息化，2018（2）：120-123.

[6] 黄晓斌，张明鑫．面向重大突发事件的智库应急情报保障研究[J]．情报学报，2022，41（1）：18-28.

收稿日期：2023-02-27

基金项目：2022年宁波市交通运输科技计划项目“突发事件下应急物资智能仓配一体化调配关键技术研究”（202214）

作者简介：洪    钢（1981—），男，浙江宁波人，硕士，研究方向：物流管理；沈乐瑤（1999—），本文通讯作者，男，浙江湖州人，硕士研究生，研究方向：交通运输。

引文格式：洪钢，沈乐瑶，黄正锋．公路运输可视化运行监管指挥系统架构研究[J]．物流科技，2023，46（14）：98-100，108.