高速公路智慧應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究

針對(duì)高速公路突發(fā)事件應(yīng)急救援，文章提出了一個(gè)高速公路智慧應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)。針對(duì)事件發(fā)生的前、中、后三個(gè)階段建立了完整閉環(huán)的應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)與智能預(yù)警，現(xiàn)場(chǎng)處置協(xié)同聯(lián)動(dòng)與調(diào)度以及事件歸檔與分析。使用該系統(tǒng)可以及時(shí)通知應(yīng)急人員，減少事件處置時(shí)長，提升應(yīng)急處置效率，為高速公路應(yīng)急救援工作提供便利。

高速公路；應(yīng)急救援；突發(fā)事件

U491.2A602063

作者簡(jiǎn)介：

鄭海軍（1977—），工程師，主要從事高速公路投資建設(shè)與運(yùn)營管理工作。

0" 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路路網(wǎng)持續(xù)擴(kuò)建和改造，以滿足日益增長的運(yùn)輸需求。截至2023年11月，我國高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)17.7×104 km，穩(wěn)居世界第一。據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我國高速公路通行量每年約達(dá)數(shù)百億車次，其中包括貨車、客車以及私家車等各類車輛［1］。然而，隨著高速公路運(yùn)輸量的增加，自然災(zāi)害和交通事故頻發(fā)，給高速公路交通安全帶來了極大的挑戰(zhàn)，給社會(huì)和經(jīng)濟(jì)造成了不可估量的損失，嚴(yán)重影響了社會(huì)穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)發(fā)展［2-3］。因此，加強(qiáng)高速公路交通的應(yīng)急保障十分重要，提高突發(fā)事件的感知能力和處置效率，是保障高速公路交通安全暢通的關(guān)鍵。如何做好事前的基礎(chǔ)設(shè)施保障工作、事中的應(yīng)急處置工作以及事后的事件歸檔和分析工作，成為當(dāng)前交通管理領(lǐng)域亟待解決的問題。

1" 發(fā)展現(xiàn)狀及需求分析

高速公路應(yīng)急處置備受政府部門關(guān)注，因?yàn)樗仁俏覈咚俟饭芾淼暮诵慕M成部分，同時(shí)也是突發(fā)事件應(yīng)急救援工作的關(guān)鍵［4］。盡管目前的高速公路應(yīng)急救援調(diào)度體系已初步建成，然而在實(shí)際的突發(fā)事件處置過程中仍存在許多問題，導(dǎo)致應(yīng)急救援效率低下。

（1）突發(fā)事件發(fā)生前。在突發(fā)事件發(fā)生前，傳統(tǒng)的路網(wǎng)監(jiān)測(cè)方法通常采用人工視頻巡查和人工駕車巡查相結(jié)合的方式，這導(dǎo)致了運(yùn)營單位需要投入大量的人和車，成本較高。此外，面對(duì)數(shù)千個(gè)攝像頭和幾千公里的高速公路，全線巡查一次需要至少5～6 h，人工巡查效率極其低下；人工巡查有盲區(qū)，只能在巡查時(shí)掌握部分路段的路況信息，無法實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)轄區(qū)路況的全天候檢測(cè)。

（2）突發(fā)事件發(fā)生時(shí)。發(fā)生突發(fā)事件時(shí)，應(yīng)急救援的關(guān)鍵在于快速反應(yīng)和資源調(diào)配。然而，客服人員需要電話逐一通知路政、交警和應(yīng)急人員等，

耗時(shí)約30 min。此外，如通過微信群通知的方式，難以確保信息及時(shí)傳達(dá)，信息傳達(dá)也會(huì)存在延遲，尤其在夜間，如應(yīng)急人員未及時(shí)查看信息，則無法及時(shí)前往現(xiàn)場(chǎng)處理事故。現(xiàn)場(chǎng)處置情況的反饋過程也相對(duì)緩慢，需要通過電話或微信查看相關(guān)圖片，使信息傳遞滯后且易失真。目前運(yùn)營單位監(jiān)控中心開發(fā)的多個(gè)系統(tǒng)，在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)，需要對(duì)系統(tǒng)分別進(jìn)行操作，過程繁瑣且容易出現(xiàn)誤操作和漏洞。

（3）突發(fā)事件發(fā)生后。在突發(fā)事件現(xiàn)場(chǎng)處置完畢后，運(yùn)營公司需要對(duì)事件進(jìn)行歸檔，通常通過人工紙質(zhì)歸檔的方式進(jìn)行。然而，通過人工統(tǒng)計(jì)工單和突發(fā)事件情況的方式，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)不全面的問題。人工收集和整理信息需要耗費(fèi)大量時(shí)間和人力資源，才能得到可用的材料。此外，由于缺乏系統(tǒng)的信息匯集機(jī)制，各類信息分散在各處，管理人員難以獲取關(guān)鍵信息，也無法進(jìn)行有效的事件回溯與處置分析［5］。

總體而言，高速公路應(yīng)急救援調(diào)度目前還面臨諸多挑戰(zhàn)和問題［6］。為提升應(yīng)急救援效率，需加強(qiáng)信息化系統(tǒng)建設(shè)，利用信息化手段提升應(yīng)急救援處置效率，做到事前的路網(wǎng)運(yùn)行全天候自動(dòng)監(jiān)測(cè)與異常告警提醒；事中的多方處置快速聯(lián)動(dòng)，信息共享及時(shí)；事后的事件快速歸檔與分析統(tǒng)計(jì)，以此提升運(yùn)營公司的高速公路應(yīng)急調(diào)度水平。

2" 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

針對(duì)當(dāng)前高速公路應(yīng)急救援及調(diào)度過程中存在的問題，以高速公路運(yùn)營單位實(shí)際需求為導(dǎo)向，本文提出一個(gè)高速公路智慧應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)，主要由路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)與智能預(yù)警，現(xiàn)場(chǎng)處置協(xié)同聯(lián)動(dòng)與調(diào)度，突發(fā)事件歸檔與分析，應(yīng)急管理四大子系統(tǒng)組成。

2.1" 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體架構(gòu)為6層，總體架構(gòu)如圖1所示，由下至上分別是：

基礎(chǔ)設(shè)施層：該層是系統(tǒng)的基礎(chǔ)層，包括機(jī)房設(shè)備設(shè)施，網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，前端感知設(shè)備（氣象站、交調(diào)站、車檢器、能見度檢測(cè)儀、霧燈等）以及基礎(chǔ)軟件環(huán)境等。提供了系統(tǒng)運(yùn)行所需的基本支持，如服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。

采集層：采集層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)接入，涵蓋了ETC門架、視頻設(shè)備、隧道設(shè)備等。該層負(fù)責(zé)部署收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)等的數(shù)據(jù)收集，部署實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，對(duì)重點(diǎn)業(yè)務(wù)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理等。

數(shù)據(jù)層：數(shù)據(jù)層負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、管理和處理從采集層獲取的數(shù)據(jù)，分為結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、數(shù)據(jù)倉庫等，來存儲(chǔ)和組織各種類型的數(shù)據(jù)，以便后續(xù)的分析和應(yīng)用。

支撐層：該層負(fù)責(zé)提供系統(tǒng)運(yùn)行所需的支撐服務(wù)，包括視頻上云服務(wù)、GIS服務(wù)、通信控制服務(wù)、融合通信服務(wù)等。

應(yīng)用層：應(yīng)用層是系統(tǒng)的核心功能所在，其實(shí)現(xiàn)了針對(duì)特定業(yè)務(wù)需求的功能，包括路網(wǎng)監(jiān)測(cè)、應(yīng)急救援、設(shè)備控制、事件歸檔等。應(yīng)用層是系統(tǒng)的關(guān)鍵，直接面向最終用戶。

接入層：接入層負(fù)責(zé)與外部系統(tǒng)或用戶進(jìn)行交互和通信，包括接受用戶請(qǐng)求、提供服務(wù)接口、與其他系統(tǒng)進(jìn)行集成等。該層確保系統(tǒng)與外部環(huán)境的安全交互。

2.2" 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.2.1" 路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)與智能預(yù)警子系統(tǒng)

2.2.1.1" 路網(wǎng)監(jiān)測(cè)

系統(tǒng)構(gòu)建了基于GIS地圖的“路網(wǎng)監(jiān)測(cè)”一張圖，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路段的運(yùn)行情況，通過前端設(shè)備可實(shí)時(shí)獲取車流量以及氣象數(shù)據(jù)等，感知隧道內(nèi)的復(fù)雜環(huán)境因素。

2.2.1.2" 視頻監(jiān)控

通過系統(tǒng)可直接查看路段監(jiān)控，支持對(duì)監(jiān)控視頻的實(shí)時(shí)查看和回放，視頻預(yù)案設(shè)置，對(duì)可控?cái)z像機(jī)可遠(yuǎn)程操控，包括放大、縮小、方向轉(zhuǎn)換等。

2.2.1.3" 異常告警

系統(tǒng)可以全面、精準(zhǔn)地感知和監(jiān)控道路上的異常情況，利用視頻事件檢測(cè)技術(shù)感知異常事件并告警，包括停車、逆行、行人、摩托車、拋落物等；同時(shí)對(duì)隧道告警、天氣預(yù)警、電力告警、氣象告警等重要信息進(jìn)行全面監(jiān)控，并自動(dòng)將相關(guān)告警信息推送至對(duì)應(yīng)負(fù)責(zé)人。

2.2.2" 現(xiàn)場(chǎng)處置協(xié)同聯(lián)動(dòng)與調(diào)度子系統(tǒng)

2.2.2.1" 應(yīng)急救援事件處置

提供應(yīng)急救援的事件處置功能，系統(tǒng)通過事件基礎(chǔ)信息自動(dòng)匹配預(yù)案，客服人員進(jìn)行事件分發(fā)后，通過短信/語音電話通知相關(guān)人員，可實(shí)時(shí)查看事件處置進(jìn)度和跟蹤信息等。同時(shí)，自動(dòng)匹配事件地點(diǎn)附近視頻、交通流量、天氣狀況等信息供查看。

2.2.2.2" 多端聯(lián)動(dòng)

該系統(tǒng)具備跨平臺(tái)支持，可以在Web端、移動(dòng)端和大屏端等多種終端設(shè)備上進(jìn)行聯(lián)動(dòng)操作和數(shù)據(jù)展示，實(shí)現(xiàn)了多端無縫連接和信息共享。

2.2.2.3" 設(shè)備控制

系統(tǒng)可遠(yuǎn)程操控外場(chǎng)可控設(shè)備，這些設(shè)備包括情報(bào)板、霧燈、隧道指示燈、風(fēng)機(jī)、防火門等。通過系統(tǒng)，用戶可以遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制這些設(shè)備，以應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況和應(yīng)急事件。

2.2.2.4" 智能交通誘導(dǎo)

在突發(fā)情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)可智能匹配事故點(diǎn)附近的情報(bào)板，一鍵發(fā)布提示信息，提醒司機(jī)前方路況，避免交通事故的發(fā)生。同時(shí)，針對(duì)不同的天氣狀況，如晴天、陰天、大雨、大霧等，平臺(tái)會(huì)自動(dòng)匹配相應(yīng)的霧燈誘導(dǎo)預(yù)案。

2.2.3" 突發(fā)事件歸檔與分析

2.2.3.1" 應(yīng)急救援歸檔

系統(tǒng)可以將突發(fā)事件的相關(guān)數(shù)據(jù)、救援過程、參與人員、處置時(shí)間等信息進(jìn)行歸檔保存。歸檔數(shù)據(jù)應(yīng)包括事件發(fā)生前的預(yù)警信息、事件發(fā)生時(shí)的應(yīng)急處置過程和相關(guān)通訊記錄，以及事件處理后的評(píng)估報(bào)告和總結(jié)。

2.2.3.2" 數(shù)據(jù)分析

系統(tǒng)對(duì)歸檔的突發(fā)事件數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和挖掘，以發(fā)現(xiàn)事件發(fā)生的規(guī)律和趨勢(shì)。數(shù)據(jù)分析可包括對(duì)突發(fā)事件的類型、頻率、影響范圍等方面進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。

2.2.3.3" 突發(fā)事件總結(jié)評(píng)價(jià)

支持對(duì)突發(fā)事件的總結(jié)評(píng)價(jià)功能，通過對(duì)歷史突發(fā)事件的回顧和評(píng)價(jià)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，發(fā)現(xiàn)問題和不足，為提升應(yīng)急處置能力和改進(jìn)管理機(jī)制提供參考和建議。

2.2.4" 應(yīng)急管理子系統(tǒng)

2.2.4.1" 應(yīng)急資源

管理各類應(yīng)急資源，包括人員、設(shè)備、物資等，提供資源登記、分類、統(tǒng)計(jì)、調(diào)度等功能，以確保在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)能夠快速調(diào)配和利用各類應(yīng)急資源。

2.2.4.2" 預(yù)案管理

預(yù)案管理支持配置預(yù)案，包括預(yù)案適用的事件類型、事件等級(jí)，適用范圍等任務(wù)，對(duì)各類預(yù)案進(jìn)行有效管理。

2.2.4.3" 應(yīng)急人員管理

配置應(yīng)急工作組及其管轄范圍，以建立聯(lián)動(dòng)機(jī)制，并實(shí)現(xiàn)預(yù)案通知相關(guān)人員的自動(dòng)化觸發(fā)。該功能旨在建立應(yīng)急響應(yīng)團(tuán)隊(duì)，并明確各工作組的職責(zé)和管轄范圍，從而確保在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)能夠快速響應(yīng)和協(xié)調(diào)應(yīng)對(duì)。

2.2.4.4" 應(yīng)急值班表

安排和管理應(yīng)急響應(yīng)人員的值班情況。值班表應(yīng)包括人員姓名、聯(lián)系方式、值班時(shí)間、值班崗位等信息，確保在突發(fā)事件發(fā)生時(shí)有足夠的人員在崗值班，保障應(yīng)急處置工作的及時(shí)性和有效性。

3" 應(yīng)用效果

系統(tǒng)解決了應(yīng)急救援事件處置協(xié)同時(shí)間長、救援不及時(shí)等諸多難點(diǎn)問題。目前，相關(guān)成果已推廣至8個(gè)省份，在約11 300 km高速公路上得到應(yīng)用。系統(tǒng)在崇左、河池、柳州等多個(gè)運(yùn)營中心投入使用，在約1 600 km高速公路上得到全面應(yīng)用，節(jié)省了約40%人力成本，事件處置效率提升了26%。成果的應(yīng)用使得應(yīng)急處理事件數(shù)量減少了59.1%，救援事件減少了33.1%，應(yīng)用效果顯著。

4" 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)了一個(gè)高速公路智慧應(yīng)急調(diào)度系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)事前的路網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)測(cè)與智能預(yù)警，事中的現(xiàn)場(chǎng)處置協(xié)同聯(lián)動(dòng)，事后的歸檔分析統(tǒng)計(jì)，實(shí)現(xiàn)突發(fā)事件應(yīng)急救援調(diào)度的全流程跟蹤。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了多部門、多人員之間的高效溝通和協(xié)同作戰(zhàn)，提升了應(yīng)急處置效率和應(yīng)急響應(yīng)速度。系統(tǒng)支持對(duì)應(yīng)急事件深入分析和評(píng)估，為未來的應(yīng)急管理提供數(shù)據(jù)支持和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，進(jìn)一步提升了高速公路應(yīng)急管理水平和能力。該方案應(yīng)用效果顯著，能全方位監(jiān)控高速公路運(yùn)行態(tài)勢(shì)，同時(shí)為高速公路運(yùn)營中突發(fā)事件的應(yīng)急處置提供借鑒與參考，為高速公路運(yùn)營單位節(jié)省運(yùn)營成本。

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20240320