高速公路云對講指揮調度系統(tǒng)設計研究

作者簡介：龍思穎（1991—），碩士，高級工程師，主要從事智慧交通系統(tǒng)研究工作。

文章結合高速公路多級管理特點，從音視頻對講、應急響應、多級管理、視頻監(jiān)控與對講聯(lián)動、廣播與信息發(fā)布等方面，探討云對講指揮調度系統(tǒng)的設計原則、關鍵技術及其在高速公路運營管理中的應用。研究表明，該系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)對講功能單一、信息共享低、協(xié)同聯(lián)動緩慢等棘手問題，有效提升了應急處置效率和運營管理水平。

云對講；指揮調度；多級管理；對講聯(lián)動

U491.2A531823

0" 引言

隨著經濟的快速發(fā)展，人民出行活動日益頻繁，高速公路的安全及高效運營直接關系到國民經濟的健康發(fā)展和人民生命財產的安全。傳統(tǒng)的對講系統(tǒng)雖然在一定程度上滿足了高速公路的基本通信需求，但其在覆蓋范圍、通信效率、應急響應等方面仍存在局限性。

云對講指揮調度系統(tǒng)可對高速公路管理中心、收費站、隧道等關鍵位置可以實現(xiàn)快速、高效的通信，通過多方對講、廣播、緊急求助等方式，實現(xiàn)信息快速高效傳遞，對高速公路運營管理意義重大［1］。本研究旨在探討云對講指揮調度系統(tǒng)的設計原則、關鍵技術及其在高速公路運營管理中的應用。分析當前高速公路通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在問題，闡述云對講指揮調度系統(tǒng)在高速公路中的潛在應用價值；詳細介紹云對講指揮調度系統(tǒng)的總體架構，進一步探討其系統(tǒng)設計，如音視頻對講、應急指揮、多級管理、信息服務等，并分析其在高速公路運營管理中的應用場景；對云對講指揮調度系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢進行展望，并提出相應的建議。

1" 現(xiàn)狀與問題

目前傳統(tǒng)對講系統(tǒng)利用現(xiàn)有的IP網絡基礎設施，如視頻監(jiān)控網絡，來實現(xiàn)收費站、隧道、監(jiān)控中心等關鍵點之間的語音通信和數(shù)據(jù)傳輸。現(xiàn)高速公路傳統(tǒng)對講系統(tǒng)存在以下幾點缺陷：

（1）隧道緊急電話、亭內對講、移動對講等系統(tǒng)各自獨立，各個廠家應用系統(tǒng)及監(jiān)控中心呼叫主機各自獨立，導致用戶業(yè)務系統(tǒng)多，占用辦公資源多。

（2）現(xiàn)有的高速公路IP對講系統(tǒng)協(xié)議各異，兼容性差，且業(yè)務功能單一，僅實現(xiàn)監(jiān)控中心和路段的對講、廣播等功能，集成度低，不支持聯(lián)動監(jiān)控、統(tǒng)一信息發(fā)布和指揮調度等功能，影響了日常辦公效率和應急反應效率。此外，傳統(tǒng)語音業(yè)務無法與路網感知、應急指揮系統(tǒng)聯(lián)動，導致監(jiān)控、調度效率低下。

（3）現(xiàn)有IP對講系統(tǒng)層級受限，限制在自建監(jiān)控網絡內區(qū)域通信，無法實現(xiàn)跨區(qū)域通信、多層級管理，不能滿足集團式、扁平化統(tǒng)一管理需求。

2" 系統(tǒng)總體架構

云對講指揮調度系統(tǒng)的總體架構主要由數(shù)據(jù)采集與感知層、網絡傳輸層、數(shù)據(jù)處理與存儲層、應用支撐層四大部分組成（圖1）。其中，數(shù)據(jù)采集與感知層包括攝像頭、緊急電話、亭內對講、廣播、無線對講等設備，用于采集音視頻數(shù)據(jù)；網絡傳輸層利用高速網絡連接（如光纖、4G/5G等），確保音視頻數(shù)據(jù)和控制指令能夠快速、穩(wěn)定地傳輸；數(shù)據(jù)處理與存儲層將采集到的音視頻數(shù)據(jù)進行處理、分析和存儲；應用支撐層提供云對講指揮調度應用場景，如視頻監(jiān)控、云對講、緊急事件處理等。

3" 系統(tǒng)設計

云對講指揮調度系統(tǒng)覆蓋音視頻云對講、廣播、視頻聯(lián)動、多級管理、指揮調度等應急管理的內容，形成互聯(lián)互通、可視可協(xié)同、智能便捷的應急管理信息化體系，實現(xiàn)互聯(lián)通信快速化及便捷化、視頻聯(lián)動可視化、跨區(qū)域跨部門指揮調度協(xié)同化、多級管理扁平化及集團化。系統(tǒng)包括音視頻云對講、廣播、多級管理、指揮調度四大子系統(tǒng)。系統(tǒng)功能如圖2所示。

3.1" 音視頻云對講子系統(tǒng)

系統(tǒng)搭建實時音視頻對講、視頻聯(lián)動、移動通信、通話排隊等功能，實現(xiàn)高速公路跨網絡、跨區(qū)域通信。

3.1.1" 實時音視頻云對講

實時音視頻對講實現(xiàn)高清視頻和清晰的音頻流的實時雙向傳輸，能使高速公路監(jiān)控中心、隧道、收費站以及其他關鍵參與者不受傳統(tǒng)監(jiān)控網絡通信限制，進行即時的信息交流和協(xié)作，實現(xiàn)跨區(qū)域跨網絡通信。系統(tǒng)具備QOS（服務質量）管理能力，能夠根據(jù)網絡狀況動態(tài)調整音視頻質量。同時，提供詳細、可追溯的通信歷史記錄，自動保存所有通過系統(tǒng)進行的音視頻通話的相關信息。

3.1.2" 視頻聯(lián)動

高速公路實時音視頻對講和視頻聯(lián)動創(chuàng)新集成，在進行實時音視頻通話的同時，將高速公路沿線監(jiān)控攝像頭的視頻流動態(tài)集成到對講會話中，可實現(xiàn)監(jiān)控中心的調度人員和現(xiàn)場的應急響應團隊在對話時直觀地查看到相關的路況信息，如交通擁堵、事故現(xiàn)場、天氣變化等，從而提供更為準確和及時的決策支持。視頻聯(lián)動不僅增強了現(xiàn)場感知能力，還提高了應急指揮的效率，確保了在處理緊急事件時能夠迅速調配資源，優(yōu)化響應路徑，并有效指導現(xiàn)場人員進行交通疏導和事故處理。此外，該功能還支持歷史視頻數(shù)據(jù)的回放，為事后分析和培訓提供重要資料，全面提升高速公路的安全管理水平［2］。

3.1.3" 移動通信

通過使用智能手機、平板電腦或其他移動終端設備，為高速公路的運營人員提供在移動狀態(tài)下進行實時語音和視頻通信的能力，管理人員、巡邏車輛和緊急救援隊伍能夠在高速公路的任何位置保持連通，不受傳統(tǒng)固定對講設備的局限。這種移動通信功能支持無縫切換，無論是在高速公路的監(jiān)控中心內部還是在外場執(zhí)行任務，都能確保信息的實時傳遞和指令的快速下達。此外，該功能還整合了GPS定位技術，使用戶能夠實時共享位置信息，優(yōu)化調度和響應流程，同時提高現(xiàn)場處理緊急情況的靈活性和效率。

3.1.4" 通話排隊

當多個用戶同時嘗試與監(jiān)控中心或特定服務組進行通信時，可自動將這些通話請求按照“先來先服務”（FCFS）或其他預設的優(yōu)先級規(guī)則進行排隊。通話排隊系統(tǒng)能夠智能分配通信資源，確保緊急和重要的通話得到優(yōu)先處理，同時向等待中的用戶提供預計等待時間和當前排隊狀態(tài)的更新。此外，系統(tǒng)還能夠在通話資源可用時自動連接下一等待中的用戶，減少了人工干預的需要，提高了通信效率和用戶滿意度。通話排隊功能確保通信有序進行，對于處理高速公路上的高峰時段、事故應急響應和特殊事件管理尤為關鍵。

3.2" 廣播子系統(tǒng)

高速公路廣播子系統(tǒng)旨在為高速公路管理提供一個全面、高效、可靠的信息發(fā)布平臺，包括以下幾個關鍵組成部分。

3.2.1" 廣播預案

針對高速公路車輛行駛中可能出現(xiàn)的各種情況而制定的一系列標準化信息傳遞方案。這些預案通常包括但不限于路況信息、緊急事件通知、天氣變化提醒、安全駕駛建議等內容。根據(jù)高速公路可能遇到的不同情況，如惡劣天氣、交通事故、施工封閉、道路擁堵等，制定相應的廣播預案。每個預案都應包含具體的信息內容、廣播頻率和目標聽眾。同時，設計一套標準化的廣播內容模板，根據(jù)不同的預案情況，快速生成廣播稿。

3.2.2" 任務調度中心

通過內置的智能算法，根據(jù)實時收集和分析交通流量、事故、施工、天氣變化等關鍵信息生成相應的廣播內容，包括安全警告、速度限制提示、路況更新、繞行建議等，并根據(jù)信息的緊急程度和相關性自動調度廣播任務。設計自定義組合方式配置高速公路服務區(qū)、隧道等的廣播點位，實現(xiàn)廣播節(jié)目定時或者分時段、分組或單點播放，以滿足不同區(qū)域的特定需求。同時支持喊話、文字轉語音、音頻文件上傳等多方式播報。

3.2.3" 緊急廣播

系統(tǒng)還具備一鍵廣播的緊急響應功能，能夠在發(fā)生重大事故或極端天氣等緊急情況時，立即啟動應急預案，通過沿線廣播設備迅速傳達關鍵信息，指導駕駛員采取避險措施。

3.3" 多級管理

搭建端-邊-云架構，實現(xiàn)傳統(tǒng)的對講系統(tǒng)云控化，將傳統(tǒng)監(jiān)控中心座機轉換成軟電話虛擬化座席。管理人員可以通過互聯(lián)網在任何地點、任何時間進行通信和調度，不再受限于地理位置和硬件設備，實現(xiàn)“對講終端-區(qū)域中心-總中心”以及“對講終端-總中心”互聯(lián)互通（圖3）。

建設基于“一網統(tǒng)管”扁平化管理模式下的多層級云對講系統(tǒng)，支持集團指揮中心（云端）和各區(qū)域中心對講互聯(lián)，支持集團指揮中心到各收費站、隧道等對講終端互聯(lián)，支持各區(qū)域中心到各收費站、隧道等互聯(lián)，支持各對講終端互聯(lián)，可縮減原有各區(qū)域中心主控機數(shù)量，高度集成化可縮減各區(qū)域中心業(yè)務，為應急業(yè)務高度融合和扁平化、集團化管理提供堅實基礎。

3.4" 指揮調度

系統(tǒng)融合實時視頻、全要素感知、處置進展等多源信息，通過云對講功能實現(xiàn)跨部門、跨區(qū)域的協(xié)同作戰(zhàn)，確保緊急情況下的快速響應和資源的最優(yōu)配置。

例如，當發(fā)生交通事故或道路堵塞預警時，可以通過對講系統(tǒng)迅速通知最近的巡邏車輛前往現(xiàn)場，同時指導現(xiàn)場人員進行有效的交通疏導和事故處理。在緊急情況下，如自然災害或重大交通事故，實時音視頻對講功能尤為重要。現(xiàn)場人員可以通過車載或手持終端設備，一鍵啟動緊急呼叫，將現(xiàn)場的實時視頻和位置信息傳輸至監(jiān)控中心［3］，使救援團隊能夠直觀了解事故現(xiàn)場的狀況，評估事故嚴重程度，并迅速制定救援計劃。此外，該功能還支持多方同時在線溝通，便于不同部門之間的協(xié)調合作，共同應對緊急情況。

4" 結語

本文重點圍繞“對講業(yè)務統(tǒng)一化、跨區(qū)域通信便捷化、協(xié)同聯(lián)動智能化、運營管理扁平化”，深入研究了高速公路云對講指揮調度系統(tǒng)設計，解決了傳統(tǒng)對講功能單一、信息共享低、協(xié)同聯(lián)動緩慢等棘手問題，有效提升了應急處置效率和運營管理水平。

［1］錢靜昱，龔樹超.融合通信網絡在智慧高速公路中的應用［J］.中國交通信息化，2019（S1）：14-16，20.

［2］白" 潔.融合通信網絡在智慧高速公路中的應用［J］.交通世界，2021（22）：4-5.

［3］張忠剛，李一鋒，王占軍，等.融合通信在高速公路應急調度指揮通訊系統(tǒng)中的應用［J］.四川建筑，2020（4）：342-344，347.

20240326