高速公路車輛智能預警與聯網救援平臺聯動框架淺析

劉長明 劉婷婷 周可夫 孔繁中 黎雯

（1.江西省交通投資集團有限責任公司，江西 南昌 330000；2.交通運輸部路網監測與應急處置中心，北京 100029；3.廣州優路加信息科技有限公司，廣東廣州 510665）

一、引言

隨著路網的日趨完善和ETC的全面推廣，我國高速公路發展逐步由以基礎設施建設為主轉向以提供運營服務為主，由追求數量轉向追求質量，由“搶修時代”轉向“養護時代”，保障高速公路安全暢通成為運營管理的主要目標。但從目前的發展狀況來看，我國道路救援行業還處于初級發展階段，存在信息化不足、高速公路與地面一般道路無聯動等問題，路況及預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稱等癥結依然存在。

基于《交通強國建設綱要》和《國家綜合立體交通網規劃綱要》、政協委員黃玲在2021年全國兩會期間提出的《推動全國交通道路一站式快速救援清障提案》、交通運輸部設立的“我為群眾辦實事”安心行服務項目、工信部對《車載事故緊急呼叫系統》的公開征集意見等相關要求和建議，本文基本構建了高速公路車輛智能預警與聯網救援平臺聯動框架，該平臺框架能夠為高速公路安全作業管理、應急救援聯動和公眾安全出行提供保障，進一步提升高速公路運輸服務效率和安全品質，滿足人民日益增長的美好出行需求。

二、車輛預警與道路救援現狀

在高速公路建設規劃到通車運營的各階段，高速公路運營單位比較重視與日常運營相關的收費、監控、機電及養護等方面的信息化建設。車輛預警與道路救援一直是我國道路安全領域的關鍵瓶頸和短板，主要體現在以下幾個方面：

（一）對事件作業等對內涉路作業管理的信息化建設不足。

目前仍然普遍使用傳統的紙質臺賬跟蹤和記錄作業過程，缺乏有效的管理工具和手段對作業過程開展全方位管控和監督，作業效率及規范性無法得到保證，事后考核量化也較難，導致高速公路作業安全事故頻發，嚴重危害作業車輛、社會車輛及相關人員的生命財產安全。

（二）作業人、車防護薄弱、預警不足，公眾無法及時獲取出行安全提醒信息。

大部分高速公路運營單位仍在大量使用傳統的作業設備和車輛，作業安全防護僅限于近距離的車身物理預警警示，如基于毫米波雷達的語音喇叭和爆閃燈，并不符合當前智慧養護的新趨勢和新需求。此外，現有的道路事件預警信息發布僅限于路面情報板，以及帶有延時性的傳統媒體和新媒體渠道，導致公眾出行時無法提前獲取預警信息并主動避讓。高速公路應急救援分應時和平時兩種場景，但大多數高速公路運營單位只關注平時的演練及預案，以及應時的調度與執行效率。一旦遇到重大節假日及出行高峰期，由于缺乏清障救援或涉路作業信息的發布預警平臺和遠距離智能預警設備，救援作業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，高速公路基礎服務設施不完善。

隨著汽車產業的迅猛發展，智能車輛已經實現較為全面的電動化、網聯化和智能化，但智能網聯車輛的安全出行問題、配套充電設備的匹配問題和布局不合理、電池故障、系統故障等狀況日益凸顯，并引發了一系列的安全問題。

高速公路建設與運營向更智慧的方向發展，對車輛的安全預警、路面的通暢、突發事件的控制、清障救援的效率都提出了新的要求和挑戰。面對作業車輛的安全預警、公眾出行的安全保障與救援需求，各高速公路運營單位都在開展技術化、信息化的業務創新。

三、車輛智能預警與聯網救援聯動框架

搭建“一基礎兩體系三應用”的高速公路車輛智能預警與聯網救援平臺聯動框架，包括：IoT設備管理及LBS位置服務基礎、智能預警體系（IoT技術支撐的智能車載設備預警服務、互聯網地圖導航場景的提示信息服務、全媒體的預警信息發布）、聯網救援服務體系（IoT技術支撐的智能車載設備SOS請求服務、應急救援的聯網服務），以及管理端業務應用、車載設備終端應用、救援服務應用。

圖1 高速公路車輛智能預警與聯網救援平臺聯動框架

平臺框架的應用均為開放式，預警發布以互聯網地圖導航提示信息為主，支持全媒體形式發布[1]，未來對接汽車主機廠特別是智能網聯車的中控服務。救援應用支持對外業務輸出，支持多供應商服務。車載設備終端按照統一技術標準面向作業管理單位及社會車輛開放。

（一）聯動框架的構建原則

1.整體統籌 內外聯動

組成聯動框架的子體系之間相互成套、相互支撐、協調聯動，圍繞構建安全作業智能預警、安全出行聯網救援的目標發揮整體管控效應[2]。聯動框架在現有安全生產管理及高速公路救援調度管理的基礎上，與業務場景相結合，以提升內部管理和出行體驗為目標。

2.技術創新 業務開放

聯動框架充分利用IoT、LBS等新一代信息技術，開展科學性創新，做到使用得當、應用合理，便于應用與管理。同時秉承開放性的原則，融合社會企業的技術創新及服務能力，提升框架的技術基礎，擴展平臺的服務能力。

3.統一標準 靈活擴展

統一標準和規范，面向內部建立作業和出行安全管理的基礎支撐，并設定規范的數據互通和資源共享交換接口。聯動框架應具備靈活擴展的特性，針對不同范圍、不同領域、不同等級的業務場景提供精準支撐。

（二）IoT設備管理及LBS位置服務基礎

聯動框架基于高速公路突發事件及業務管理的特性，結合IoT的物聯網信息和LBS位置信息服務，形成預警管理、事件管理、監控管理和設備管理四大基礎模塊，分別對應智能預警體系和聯網救援體系的聯動，作為管理端業務應用、車載設備終端應用和聯網救援服務應用的基礎。

預警管理主要包括事件地圖的經緯度對應數據和裝載設備車輛的軌跡加密數據，用于預警服務信息發布的數據對應與審核；事件管理主要針對與作業管理相關的事件類型，包括養護、施工、管制、救援等事件的信息及狀態管理，作為智能預警體系的信息發布來源之一；監控管理主要針對作業安全區的實時作業狀態，通過現場設備的影像采集及AI識別，實現對現場的實時監控，向作業區域發布安全提醒，同樣作為智能預警體系的信息發布來源之一；設備管理適用于車輛設備終端應用的相關管理，包括作業車輛設備及社會車輛設備相關的基礎管理服務。

（三）智能預警體系

智能預警體系主要由“基于位置的事件信息，通過IoT設備傳輸，并通過全媒體發布”構成，其中以互聯網地圖導航場景的提示信息為主要發布形式。利用新一代信息技術，結合防撞緩沖墊，組成“導航地圖提示的超視距預警、雷達及聲光報警的近距離預警、防撞緩沖墊的被動防護”三重防范機制[3]，提升作業裝備智能化水平。建設作業現場與中心互動的可視化作業管理平臺，推動涉路作業的預警發布、預警防范、物聯網設備作業及可視化作業的聯動管理，保護一線養護作業人員安全，給公眾出行提供便利和保障。

圖2 智能預警體系

社會車輛配備IoT設備，在遭遇車輛故障、輕微事故或碰撞時，開啟SOS請求，相關預警信息將通過導航地圖發布，快速提示后方車輛主動避讓，組成社會車輛安全出行的智能預警體系。

導航地圖提示信息預警是在高德地圖、百度地圖、騰訊地圖三大互聯網地圖的導航場景中，利用語音或信息形式向后方沿途車輛發布預警提示信息[4]，提示主動避讓，保障涉路作業特別是清障救援作業的安全。在社會車輛救援請求場景下，為處于兩公里以外的導航場景用戶提供超視距預警，可有效降低作業安全事故和路面二次事故的發生率。

智能預警體系按照開放性的原則實現全媒體發布，包括路段情報板的信息預警發布，高速公路及交警部門官方網站、微博、App、微信、抖音等互聯網新媒體平臺發布，交通廣播電臺、報紙等傳統媒體平臺發布，并開放給各大汽車品牌的主機廠，在汽車中控服務或客戶服務語音提醒中發布預警。

（四）聯網救援服務體系

高速公路救援體系結合IoT物聯網信息和LBS位置信息服務，通過對整體救援資源的匯聚管理，實現全國道路聯網救援服務平臺、省級聯網救援服務平臺、道路救援車輛調度管理系統等不同層級系統之間的聯動。社會車輛通過統一入口請求救援服務，系統根據獲取的救援請求信息，將請求信息分發至相應的救援單位，救援單位根據事件位置、發生時間、路網救援網絡布控情況，處置用戶請求。通過相應的傳輸接口，確保事件響應及路面救援作業進展與管理單位、聯動單位、用戶端多方保持信息聯通，形成導航智能預警與救援服務聯動、高速救援與地面救援的無縫銜接。

圖3 聯網救援服務體系

全國道路聯網救援服務平臺，以匯聚管理全國路網救援資源和提供預警服務為主。社會車輛發生故障、輕微事故或碰撞后，發起救援請求，全國道路聯網救援平臺接收到用戶請求后，將事件發生位置、事件類型等信息同步至省級聯網救援服務平臺，與導航地圖聯動發起預警。

省級聯網救援服務平臺，主要對救援作業全過程實施動態跟蹤和監管。平臺集成全省救援資源、電子監測、VMS預警、服務評價等功能，通過與救援實施單位匯集、交換和共享道路車輛救援數據，實現訂單分發。省級聯網救援服務平臺統一管理社會車輛的救援請求，為社會車輛提供“一鍵救援”服務請求入口，根據救援主體調度分發救援訂單，依托高速與地面調度對接的動態模型，完成高速公路清障救援到距離最近的高速收費站，與地面道路救援業務信息的動態對接，從而實現高速救援請求的無縫對接[5]。

救援實施單位通過道路車輛救援調度管理系統與省級聯網救援系統互聯互通，快速接收救援請求工單，快速指派調度救援隊伍，提供高速救援服務，開展現場清障處置。完成高速清障救援工作后，對于有地面道路救援需求的用戶，高速救援作業人員在最近收費站與地面道路救援作業人員交接被救車輛，地面道路救援作業人員按用戶需求提供相應服務。

聯網救援體系通過構建整個救援服務鏈和有關部門的高效協作，實現多部門管理與業務系統聯動，以及各地、各企業的車輛救援行業信息互聯互通，合理配置車輛救援基礎資源，提高救援效率，節約社會資源消耗[6]，為公眾出行提供一站式道路救援服務。

（五）管理端業務應用

管理端業務應用以控制和展示兩種模式輸出：面向業務部門對設備與事件提供管理控制；展示業務進展及數據分析決策結果，主要通過大屏、平板、PC端及手機端等形式展示。將作業現場與指揮調度中心信息化遠程監管有機結合，實現現場作業與遠程監管的信息聯動，促成本地與外部管理單位快速信息聯動、協作配合。

（六）車載設備終端應用

車載設備終端應用以各種智能作業車載設備、智能SOS車載設備組成終端層，結合手機、平板、觸控屏的相關管理軟件操控服務，提供多形式、多載體的智能預警應用。通過開放式的接口，支持接入符合統一標準的外部智能設備。

（七）聯網救援服務應用

聯網救援服務應用支持多入口、多渠道的服務請求，包括App、公眾號、小程序、網站、電話等，支持社會車輛從SOS車載設備發出的救援服務請求。支持基于業務場景的變化，圍繞靈活拓展服務原則，按照提供統一的標準服務接口，與保險企業、汽車主機廠、互聯網車主平臺實現總對總的服務輸出，實現救援服務與管理互通聯動。

四、框架聯動機制

框架聯動機制是在IoT設備管理及LBS位置服務基礎、智能預警體系、聯網救援體系、管理端業務應用、車載端設備應用、聯網救援服務應用的基礎上，按照“統一平臺、互聯互通、開放同步”的路徑，形成安全預警與救援服務雙平臺聯動的框架機制，達到實時智能預警、精準調度、精準救援[7]。統一平臺是實現雙框架聯動的前提和基礎，互聯互通是實現雙框架聯動的支撐與保障，開放同步是雙框架聯動的主要內容。當車輛在高速公路上出現故障、輕微事故或碰撞時，通過統一入口發起救援請求，平臺基于公眾救援請求與清障救援作業的雙框架聯動機制，結合事件的位置及類型，向高速救援實施單位同步發布作業任務，快速實施高速清障工作。同時，將事件信息同步至導航地圖，向后方正在使用導航地圖的車輛，通過語音或信息提醒的方式發布實時預警信息，提醒其主動避讓，實現安全預警與高速清障救援之間的信息互通與聯動同步，為公眾和救援作業人員提供更安全的服務環境，有效提升高速救援服務質量。

五、結語

本文結合部分省份對省級聯網救援體系的規劃建設需求，提出了通過應用AIoT技術的智能車載設備、導航信息預警服務和應急救援聯網服務，以提升交通安全預警信息流通效率及車輛應急救援處置效率為主要目標，利用“一基礎、兩體系、三應用”搭建高速公路車輛智能預警與應急救援聯動的雙平臺營運管理框架，為各省實現“我為群眾辦實事”“安心行”等服務初衷、提供更優質的道路出行服務奠定基礎，為提升路網的運營效率、公眾出行的滿意度和安全性提供參考。