基于車(chē)載定位的高速公路救援過(guò)程追溯系統(tǒng)探究

竇文彬 王瑜 趙文杰 郝文江

（1.山東高速信息工程有限公司，山東 濟(jì)南 250000；2.山東高速集團(tuán)有限公司，山東 濟(jì)南 250000）

在高速公路上發(fā)生交通事故后，清障作業(yè)處置是否及時(shí)，中斷高速公路交通時(shí)間是否合理，已經(jīng)引起高速公路各級(jí)管理部門(mén)的重視和關(guān)注。然而，從道路事故或故障的發(fā)生到救援，包括報(bào)警、調(diào)度、到場(chǎng)、現(xiàn)場(chǎng)處置、清障救援等諸多環(huán)節(jié)，受現(xiàn)場(chǎng)路況影響較大。如何細(xì)致規(guī)范地梳理，并真實(shí)掌握事發(fā)時(shí)的實(shí)際工作情況，提升服務(wù)水準(zhǔn)是管理部門(mén)普遍面臨的問(wèn)題。

一、車(chē)載定位技術(shù)

車(chē)載定位基本原理是將高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。現(xiàn)實(shí)使用中，通常利用專(zhuān)業(yè)廠(chǎng)商對(duì)車(chē)輛的改造，安裝車(chē)載定位終端設(shè)備，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（4G/5G）實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信，定時(shí)將約定的通信報(bào)文發(fā)送至特定的接收計(jì)算機(jī)，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。然后，通過(guò)后臺(tái)計(jì)算機(jī)的分析計(jì)算，獲取車(chē)輛的定位信息。同時(shí)，通過(guò)車(chē)載定位接收模塊，可以接收到非常精確的格林威治時(shí)間、車(chē)輛的經(jīng)度和緯度，如果是移動(dòng)車(chē)輛還可以看到移動(dòng)車(chē)輛運(yùn)動(dòng)方位及運(yùn)動(dòng)速度等信息。

二、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可行性分析

1.高速公路運(yùn)營(yíng)方有專(zhuān)門(mén)的清障救援熱線(xiàn)，可以及時(shí)獲取事故/故障車(chē)輛當(dāng)事人的報(bào)案時(shí)間、內(nèi)容及位置；

2.高速公路具備全國(guó)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)里程樁號(hào)，通過(guò)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的GIS定位，便于救援車(chē)輛的實(shí)時(shí)調(diào)度；

3.安裝車(chē)載定位設(shè)備的救援車(chē)輛，前往事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)清障救援，系統(tǒng)能夠清晰記錄行駛軌跡，并根據(jù)位置信息，實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間判定；

4.結(jié)合高德、百度地圖等GIS平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)救援過(guò)程的全程追溯；

5.系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收、計(jì)算、展示，通用性強(qiáng)，便于全面推廣使用。

三、系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖解

（一）接警調(diào)度服務(wù)

當(dāng)救援熱線(xiàn)接收到清障救援的電話(huà)請(qǐng)求時(shí)，系統(tǒng)記錄事故的基本信息，包括當(dāng)事人位置、電話(huà)和事故基本情況等，并根據(jù)獲取的信息，按救援服務(wù)規(guī)范要求調(diào)度對(duì)應(yīng)的人員、車(chē)輛和設(shè)備物資。

系統(tǒng)后臺(tái)基于已有的路網(wǎng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資料，自動(dòng)匹配計(jì)算高速公路樁號(hào)與地理經(jīng)緯度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并將計(jì)算結(jié)果發(fā)送至調(diào)度人員手機(jī)App端，救援人員接收到救援通知信息后，獲知事案基本情形，并通過(guò)GIS地圖定位顯示當(dāng)事車(chē)輛位置、距離及推薦路線(xiàn)。在確知具體情況后，救援人員通過(guò)手機(jī)App確認(rèn)任務(wù)。相關(guān)調(diào)度的車(chē)輛即可通過(guò)車(chē)載定位終端傳遞定位信息至服務(wù)后臺(tái)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)追蹤查看。

基于目前定位技術(shù)限制，定位坐標(biāo)約有25m左右的定位誤差，系統(tǒng)在使用定位數(shù)據(jù)之時(shí)，會(huì)依據(jù)車(chē)輛行駛軌跡，整理數(shù)據(jù)，剔除明顯偏移道路的坐標(biāo)點(diǎn)，以確保最終結(jié)果獲得較高的準(zhǔn)確度。

（二）出警救援

出警救援車(chē)輛獲得調(diào)度指令后，按照指令前往事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)，車(chē)載終端會(huì)實(shí)時(shí)傳遞定位報(bào)文，包括位置、方向、速度等基本參數(shù)。同時(shí)，救援人員通過(guò)手機(jī)App上傳照片、視頻等影音資料，作為救援過(guò)程的資料。考慮到高速公路的實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)情況復(fù)雜，報(bào)案信息中的現(xiàn)場(chǎng)位置有時(shí)并不完全準(zhǔn)確，故而系統(tǒng)將設(shè)定一定的閾值，當(dāng)車(chē)輛到達(dá)報(bào)案地位閾值范圍內(nèi)，即認(rèn)為到達(dá)救援現(xiàn)場(chǎng)。自車(chē)輛出警至到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展救援的整個(gè)過(guò)程，車(chē)載終端所傳遞的定位報(bào)文將以時(shí)間順序保存至后臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，若在此過(guò)程數(shù)據(jù)缺失或無(wú)法上傳，車(chē)載終端自身帶有存儲(chǔ)卡片，能記錄最近時(shí)段內(nèi)的定位數(shù)據(jù)，可由系統(tǒng)待傳輸條件滿(mǎn)足后，手動(dòng)獲取缺失的歷史數(shù)據(jù)。

（三）事后追溯

數(shù)據(jù)匯總至后臺(tái)服務(wù)之后，后臺(tái)系統(tǒng)根據(jù)計(jì)算獲取該事件的處理全過(guò)程，形成事故的完整處理環(huán)節(jié)鏈條，并能夠獲取各環(huán)節(jié)實(shí)際所耗費(fèi)的時(shí)間，從而知曉整體的服務(wù)質(zhì)量和水平。

同時(shí)，救援人員通過(guò)手機(jī)App所上傳的現(xiàn)場(chǎng)影音文件，結(jié)合對(duì)應(yīng)的地理位置坐標(biāo)及上傳操作時(shí)間，會(huì)同軌跡信息一同顯示，形成直觀(guān)追溯效果。為了達(dá)到事故處理的客觀(guān)真實(shí)，系統(tǒng)在計(jì)算過(guò)程中將只依靠車(chē)載終端定位數(shù)據(jù)做參考，并以救援熱線(xiàn)接案時(shí)間作為起點(diǎn)，通過(guò)車(chē)輛定位軌跡、行駛車(chē)速作為輔助，最終獲得各環(huán)節(jié)所用時(shí)間的結(jié)果。

此外，針對(duì)單一事故多輛車(chē)同時(shí)調(diào)度，不同類(lèi)型作業(yè)車(chē)輛同時(shí)處理的情況，按照到場(chǎng)以先到者優(yōu)先、清障以清障車(chē)輛優(yōu)先的原則，分別計(jì)算對(duì)應(yīng)環(huán)節(jié)服務(wù)時(shí)長(zhǎng)。

（四）服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)匹配

按照山東高速集團(tuán)“2030”清障救援服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)要求，即“20分鐘內(nèi)到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)，30分鐘內(nèi)恢復(fù)通行（故障車(chē)和一般事故車(chē)）”，將前述事故過(guò)程追溯結(jié)果與服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)匹配，判斷單次事故救援過(guò)程是否達(dá)到服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)要求，形成結(jié)果紀(jì)要，作為提升服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)和歷史存檔數(shù)據(jù)。

（五）臺(tái)賬記錄統(tǒng)計(jì)分析

系統(tǒng)完整記錄清障救援時(shí)間、地點(diǎn)、路徑及各環(huán)節(jié)時(shí)間，形成清障救援?dāng)?shù)據(jù)臺(tái)賬。系統(tǒng)提供清障救援歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)功能，能夠查詢(xún)每一次清障救援的詳細(xì)信息。根據(jù)系統(tǒng)記錄的歷史數(shù)據(jù)，系統(tǒng)可以分類(lèi)進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)分析，包括對(duì)一段時(shí)間內(nèi)各路管分中心救援次數(shù)、救援環(huán)節(jié)時(shí)長(zhǎng)、救援各環(huán)節(jié)達(dá)標(biāo)數(shù)據(jù)的匯總，形成按月度匯總救援次數(shù)柱狀圖、救援環(huán)節(jié)所耗時(shí)長(zhǎng)和救援達(dá)標(biāo)結(jié)果表。

四、結(jié)語(yǔ)

高速公路清障救援過(guò)程追溯系統(tǒng)設(shè)計(jì)精準(zhǔn)、方便推廣、普適性高，可以很大程度地改善高速公路清障救援工作的服務(wù)水平。

隨著北斗、GPS等各種定位技術(shù)的不斷發(fā)展和車(chē)載終端功能、性能的改善，此類(lèi)應(yīng)用應(yīng)當(dāng)?shù)玫礁訌V泛的發(fā)展。但也應(yīng)該注意，目前在通用定位技術(shù)的使用過(guò)程中，定位精準(zhǔn)度受到天氣、網(wǎng)絡(luò)、地形等各種外界因素的影響，通過(guò)對(duì)定位技術(shù)的優(yōu)化工作，則能夠在很大程度上影響用戶(hù)的使用感受和使用效果。隨著精準(zhǔn)化定位技術(shù)的不斷改進(jìn)推廣，在未來(lái)衛(wèi)星定位技術(shù)結(jié)合差分站的實(shí)踐中，將可獲得更高的精準(zhǔn)度和系統(tǒng)性能，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)的適用性和準(zhǔn)確性。