高速公路智慧应急调度系统的设计研究

针对高速公路突发事件应急救援，文章提出了一个高速公路智慧应急调度系统。针对事件发生的前、中、后三个阶段建立了完整闭环的应急调度系统，实现了路网运行监测与智能预警，现场处置协同联动与调度以及事件归档与分析。使用该系统可以及时通知应急人员，减少事件处置时长，提升应急处置效率，为高速公路应急救援工作提供便利。

高速公路；应急救援；突发事件

U491.2A602063

作者简介：

郑海军（1977—），工程师，主要从事高速公路投资建设与运营管理工作。

0" 引言

随着我国经济的快速发展，高速公路路网持续扩建和改造，以满足日益增长的运输需求。截至2023年11月，我国高速公路通车里程已达17.7×104 km，稳居世界第一。据统计数据，我国高速公路通行量每年约达数百亿车次，其中包括货车、客车以及私家车等各类车辆［1］。然而，随着高速公路运输量的增加，自然灾害和交通事故频发，给高速公路交通安全带来了极大的挑战，给社会和经济造成了不可估量的损失，严重影响了社会稳定和经济发展［2-3］。因此，加强高速公路交通的应急保障十分重要，提高突发事件的感知能力和处置效率，是保障高速公路交通安全畅通的关键。如何做好事前的基础设施保障工作、事中的应急处置工作以及事后的事件归档和分析工作，成为当前交通管理领域亟待解决的问题。

1" 发展现状及需求分析

高速公路应急处置备受政府部门关注，因为它既是我国高速公路管理的核心组成部分，同时也是突发事件应急救援工作的关键［4］。尽管目前的高速公路应急救援调度体系已初步建成，然而在实际的突发事件处置过程中仍存在许多问题，导致应急救援效率低下。

（1）突发事件发生前。在突发事件发生前，传统的路网监测方法通常采用人工视频巡查和人工驾车巡查相结合的方式，这导致了运营单位需要投入大量的人和车，成本较高。此外，面对数千个摄像头和几千公里的高速公路，全线巡查一次需要至少5～6 h，人工巡查效率极其低下；人工巡查有盲区，只能在巡查时掌握部分路段的路况信息，无法实现监测辖区路况的全天候检测。

（2）突发事件发生时。发生突发事件时，应急救援的关键在于快速反应和资源调配。然而，客服人员需要电话逐一通知路政、交警和应急人员等，

耗时约30 min。此外，如通过微信群通知的方式，难以确保信息及时传达，信息传达也会存在延迟，尤其在夜间，如应急人员未及时查看信息，则无法及时前往现场处理事故。现场处置情况的反馈过程也相对缓慢，需要通过电话或微信查看相关图片，使信息传递滞后且易失真。目前运营单位监控中心开发的多个系统，在突发事件发生时，需要对系统分别进行操作，过程繁琐且容易出现误操作和漏洞。

（3）突发事件发生后。在突发事件现场处置完毕后，运营公司需要对事件进行归档，通常通过人工纸质归档的方式进行。然而，通过人工统计工单和突发事件情况的方式，可能出现数据统计不全面的问题。人工收集和整理信息需要耗费大量时间和人力资源，才能得到可用的材料。此外，由于缺乏系统的信息汇集机制，各类信息分散在各处，管理人员难以获取关键信息，也无法进行有效的事件回溯与处置分析［5］。

总体而言，高速公路应急救援调度目前还面临诸多挑战和问题［6］。为提升应急救援效率，需加强信息化系统建设，利用信息化手段提升应急救援处置效率，做到事前的路网运行全天候自动监测与异常告警提醒；事中的多方处置快速联动，信息共享及时；事后的事件快速归档与分析统计，以此提升运营公司的高速公路应急调度水平。

2" 系统设计

针对当前高速公路应急救援及调度过程中存在的问题，以高速公路运营单位实际需求为导向，本文提出一个高速公路智慧应急调度系统，主要由路网运行监测与智能预警，现场处置协同联动与调度，突发事件归档与分析，应急管理四大子系统组成。

2.1" 系统整体设计

系统总体架构为6层，总体架构如图1所示，由下至上分别是：

基础设施层：该层是系统的基础层，包括机房设备设施，网络设施，前端感知设备（气象站、交调站、车检器、能见度检测仪、雾灯等）以及基础软件环境等。提供了系统运行所需的基本支持，如服务器、网络设备等。

采集层：采集层负责数据接入，涵盖了ETC门架、视频设备、隧道设备等。该层负责部署收费系统、监控系统等的数据收集，部署实时性数据转发服务，对重点业务系统运行数据进行数据预处理等。

数据层：数据层负责存储、管理和处理从采集层获取的数据，分为结构化数据和非结构化数据。通过数据库系统、数据仓库等，来存储和组织各种类型的数据，以便后续的分析和应用。

支撑层：该层负责提供系统运行所需的支撑服务，包括视频上云服务、GIS服务、通信控制服务、融合通信服务等。

应用层：应用层是系统的核心功能所在，其实现了针对特定业务需求的功能，包括路网监测、应急救援、设备控制、事件归档等。应用层是系统的关键，直接面向最终用户。

接入层：接入层负责与外部系统或用户进行交互和通信，包括接受用户请求、提供服务接口、与其他系统进行集成等。该层确保系统与外部环境的安全交互。

2.2" 系统功能设计

2.2.1" 路网运行监测与智能预警子系统

2.2.1.1" 路网监测

系统构建了基于GIS地图的“路网监测”一张图，可以实时监测路段的运行情况，通过前端设备可实时获取车流量以及气象数据等，感知隧道内的复杂环境因素。

2.2.1.2" 视频监控

通过系统可直接查看路段监控，支持对监控视频的实时查看和回放，视频预案设置，对可控摄像机可远程操控，包括放大、缩小、方向转换等。

2.2.1.3" 异常告警

系统可以全面、精准地感知和监控道路上的异常情况，利用视频事件检测技术感知异常事件并告警，包括停车、逆行、行人、摩托车、抛落物等；同时对隧道告警、天气预警、电力告警、气象告警等重要信息进行全面监控，并自动将相关告警信息推送至对应负责人。

2.2.2" 现场处置协同联动与调度子系统

2.2.2.1" 应急救援事件处置

提供应急救援的事件处置功能，系统通过事件基础信息自动匹配预案，客服人员进行事件分发后，通过短信/语音电话通知相关人员，可实时查看事件处置进度和跟踪信息等。同时，自动匹配事件地点附近视频、交通流量、天气状况等信息供查看。

2.2.2.2" 多端联动

该系统具备跨平台支持，可以在Web端、移动端和大屏端等多种终端设备上进行联动操作和数据展示，实现了多端无缝连接和信息共享。

2.2.2.3" 设备控制

系统可远程操控外场可控设备，这些设备包括情报板、雾灯、隧道指示灯、风机、防火门等。通过系统，用户可以远程监控和控制这些设备，以应对各种突发状况和应急事件。

2.2.2.4" 智能交通诱导

在突发情况发生时，系统可智能匹配事故点附近的情报板，一键发布提示信息，提醒司机前方路况，避免交通事故的发生。同时，针对不同的天气状况，如晴天、阴天、大雨、大雾等，平台会自动匹配相应的雾灯诱导预案。

2.2.3" 突发事件归档与分析

2.2.3.1" 应急救援归档

系统可以将突发事件的相关数据、救援过程、参与人员、处置时间等信息进行归档保存。归档数据应包括事件发生前的预警信息、事件发生时的应急处置过程和相关通讯记录，以及事件处理后的评估报告和总结。

2.2.3.2" 数据分析

系统对归档的突发事件数据进行分析和挖掘，以发现事件发生的规律和趋势。数据分析可包括对突发事件的类型、频率、影响范围等方面进行统计和分析。

2.2.3.3" 突发事件总结评价

支持对突发事件的总结评价功能，通过对历史突发事件的回顾和评价，总结经验教训，发现问题和不足，为提升应急处置能力和改进管理机制提供参考和建议。

2.2.4" 应急管理子系统

2.2.4.1" 应急资源

管理各类应急资源，包括人员、设备、物资等，提供资源登记、分类、统计、调度等功能，以确保在突发事件发生时能够快速调配和利用各类应急资源。

2.2.4.2" 预案管理

预案管理支持配置预案，包括预案适用的事件类型、事件等级，适用范围等任务，对各类预案进行有效管理。

2.2.4.3" 应急人员管理

配置应急工作组及其管辖范围，以建立联动机制，并实现预案通知相关人员的自动化触发。该功能旨在建立应急响应团队，并明确各工作组的职责和管辖范围，从而确保在突发事件发生时能够快速响应和协调应对。

2.2.4.4" 应急值班表

安排和管理应急响应人员的值班情况。值班表应包括人员姓名、联系方式、值班时间、值班岗位等信息，确保在突发事件发生时有足够的人员在岗值班，保障应急处置工作的及时性和有效性。

3" 应用效果

系统解决了应急救援事件处置协同时间长、救援不及时等诸多难点问题。目前，相关成果已推广至8个省份，在约11 300 km高速公路上得到应用。系统在崇左、河池、柳州等多个运营中心投入使用，在约1 600 km高速公路上得到全面应用，节省了约40%人力成本，事件处置效率提升了26%。成果的应用使得应急处理事件数量减少了59.1%，救援事件减少了33.1%，应用效果显著。

4" 结语

本文设计了一个高速公路智慧应急调度系统，旨在实现事前的路网运行监测与智能预警，事中的现场处置协同联动，事后的归档分析统计，实现突发事件应急救援调度的全流程跟踪。该系统实现了多部门、多人员之间的高效沟通和协同作战，提升了应急处置效率和应急响应速度。系统支持对应急事件深入分析和评估，为未来的应急管理提供数据支持和经验总结，进一步提升了高速公路应急管理水平和能力。该方案应用效果显著，能全方位监控高速公路运行态势，同时为高速公路运营中突发事件的应急处置提供借鉴与参考，为高速公路运营单位节省运营成本。

［1］张" 政.智慧高速公路运行监控及应急管理平台的构建［J］.数据通信，2020（4）：51-54.

［2］李" 朋，马伟任，陈志涛，等.面向高速公路的智慧应急管理系统研究与设计［J］.价值工程，2023，42（17）：136-138.

［3］马" 路.基于智慧高速的应急指挥调度系统［J］.中国交通信息化，2022（9）：150-154.

［4］周永明.基于智慧交通的高速公路快速综合应急指挥调度系统研究［J］.西部交通科技，2022（1）：183-186.

［5］朱熙豪，陶" 杰，李" 保，等.智慧高速融合感知及应急指挥平台［J］.中国交通信息化，2023（S1）：334-337.

［6］孙金海.河北省高速公路应急指挥调度系统建设［J］.中国交通信息化，2013（S1）：22-23，27.

20240320