基于GIS與情報(bào)板發(fā)布的高速公路智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)

韋 愷

(廣西交科集團(tuán)有限公司，廣西 南寧 530007)

0 引言

隨著我國(guó)高速公路里程和機(jī)動(dòng)車保有量的不斷增加，高速公路路況愈發(fā)復(fù)雜，導(dǎo)致事故頻發(fā)。如何保證高速公路行車安全，避免事故以及二次事故的發(fā)生，及時(shí)對(duì)行車人員進(jìn)行消息預(yù)警，對(duì)整個(gè)交通路網(wǎng)進(jìn)行快速有效的交通誘導(dǎo)，是高速公路管理工作中急需解決的一大難點(diǎn)。目前，高速公路上的交通誘導(dǎo)有多種方式，包括可變情報(bào)板、廣播電臺(tái)、手機(jī)導(dǎo)航、短信服務(wù)等。可變情報(bào)板的誘導(dǎo)系統(tǒng)為最直觀和有效的方式，但是由于當(dāng)前高速公路上的情報(bào)板缺乏統(tǒng)一的聯(lián)動(dòng)控制，發(fā)布的消息多數(shù)為宣傳標(biāo)語(yǔ)、養(yǎng)護(hù)施工等靜態(tài)消息，且需要客服與監(jiān)控人員將發(fā)布消息申報(bào)，經(jīng)批準(zhǔn)后手動(dòng)進(jìn)行發(fā)布，無(wú)法將路況信息、預(yù)警消息、交通誘導(dǎo)指示及時(shí)地傳遞給路上司乘人員。本文提出了一種基于GIS和情報(bào)板自動(dòng)發(fā)布技術(shù)的智能交通誘導(dǎo)的應(yīng)用模式，通過(guò)運(yùn)用智能算法在收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、路面、互通等設(shè)施的情報(bào)板上自動(dòng)發(fā)布動(dòng)態(tài)交通誘導(dǎo)信息，同時(shí)結(jié)合廣西交通投資集團(tuán)柳州高速公路運(yùn)營(yíng)有限公司(下文簡(jiǎn)稱“柳州公司”)的實(shí)際情況，形成智能交通誘導(dǎo)平臺(tái)，協(xié)助高速公路管理者對(duì)高速公路路網(wǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)誘導(dǎo)和分流。

1 發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

1.1 現(xiàn)狀分析

當(dāng)前廣西高速公路各路段均已在收費(fèi)站、互通、服務(wù)區(qū)等重要位置安裝情報(bào)板，由各個(gè)運(yùn)營(yíng)公司監(jiān)控室內(nèi)的客服或監(jiān)控員通過(guò)情報(bào)板發(fā)布軟件，經(jīng)監(jiān)控網(wǎng)對(duì)路上各種類型的情報(bào)板進(jìn)行信息發(fā)布和控制。

本文以柳州公司為例。柳州公司高速公路管養(yǎng)里程達(dá)到940 km，已接入系統(tǒng)的情報(bào)板設(shè)備數(shù)量超過(guò)300塊，情報(bào)板布局規(guī)劃合理且鋪設(shè)密度較大，具有較好的信息化基礎(chǔ)。針對(duì)應(yīng)急突發(fā)事件的情報(bào)板發(fā)布，柳州公司已建立了完善的情報(bào)板發(fā)布體系，編制了《柳州高速公路運(yùn)營(yíng)有限公司突發(fā)應(yīng)急事件信息發(fā)布處理辦法》，并積極地在所屬各分公司推行和培訓(xùn)，形成在應(yīng)急事件中標(biāo)準(zhǔn)化的情報(bào)板發(fā)布流程，基本具備了在日常交通出行和應(yīng)急事件中利用情報(bào)板進(jìn)行路況提示、天氣預(yù)警、交通誘導(dǎo)的條件和能力。

1.2 存在的問(wèn)題

盡管柳州公司在高速交通誘導(dǎo)體系建設(shè)方面已經(jīng)初具雛形，但在實(shí)際應(yīng)用中依然存在不足。例如在用的情報(bào)板發(fā)布系統(tǒng)相對(duì)老舊，且為獨(dú)立系統(tǒng)，無(wú)法與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和業(yè)務(wù)協(xié)作，發(fā)布方式依然為經(jīng)審批后的人工手動(dòng)發(fā)布等，導(dǎo)致無(wú)法充分利用路上搭設(shè)的情報(bào)板設(shè)施對(duì)路網(wǎng)以高效智能的方式進(jìn)行交通誘導(dǎo)。在新時(shí)代“運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)代化”“智慧高速”等理念和發(fā)展趨勢(shì)的推動(dòng)下，當(dāng)前交通誘導(dǎo)體系仍有較大的發(fā)展空間，經(jīng)過(guò)總結(jié)與提煉歸納為以下幾個(gè)方面。

1.2.1 技術(shù)方面存在的問(wèn)題

(1)操作過(guò)于繁瑣。與大多數(shù)路段監(jiān)控中心一致，使用的情報(bào)板發(fā)布軟件為廠家或集成方提供的傳統(tǒng)情報(bào)板發(fā)布軟件。該類型軟件相對(duì)老舊，操作人員需要對(duì)發(fā)布的消息進(jìn)行手動(dòng)分屏，并依次進(jìn)行選擇字體字號(hào)、顏色、屏顯方式及調(diào)節(jié)對(duì)齊樣式等操作。由于多數(shù)高速公路為分階段建設(shè)而成，不同標(biāo)段的路段安裝的情報(bào)板品牌不同。某些監(jiān)控中心存在如下問(wèn)題，即當(dāng)監(jiān)控員需要發(fā)布該中心管轄路段上所有的情報(bào)板時(shí)，必須分別在多臺(tái)電腦上的不同發(fā)布軟件進(jìn)行操作。

(2)無(wú)針對(duì)事件的發(fā)布記錄。傳統(tǒng)情報(bào)板發(fā)布軟件一般只有情報(bào)板的發(fā)布報(bào)表，無(wú)針對(duì)某一事件涉及的情報(bào)板發(fā)布記錄，由此會(huì)引發(fā)較多的問(wèn)題，如當(dāng)事件情況發(fā)生變化時(shí)，無(wú)法根據(jù)當(dāng)前的情報(bào)板發(fā)布位置、發(fā)布信息去實(shí)時(shí)調(diào)整和修改發(fā)布方案；倘若在同一時(shí)間段內(nèi)，在所轄區(qū)域內(nèi)發(fā)生多起應(yīng)急事件，則難以同時(shí)管控情報(bào)板的發(fā)布；由于發(fā)布的交通誘導(dǎo)消息具有時(shí)效性且為了避免誤導(dǎo)出行群眾，事件結(jié)束后，需要立刻撤回原有發(fā)布的消息，而在無(wú)撤回機(jī)制的情況下，操作人員必須手動(dòng)將所有涉及的情報(bào)板再發(fā)布一次原有的情報(bào)板節(jié)目單。

(3)數(shù)據(jù)孤島。當(dāng)前情報(bào)板發(fā)布系統(tǒng)獨(dú)立于各個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)無(wú)法互通，業(yè)務(wù)無(wú)法協(xié)作，無(wú)法在應(yīng)急處置中形成閉關(guān)處置流程，無(wú)法同時(shí)支撐其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

1.2.2 業(yè)務(wù)方面存在的問(wèn)題

(1)情報(bào)板資源利用率低。當(dāng)前接入的情報(bào)板主要用于對(duì)宣傳標(biāo)語(yǔ)、行車安全警示、服務(wù)提示語(yǔ)、施工事件等靜態(tài)消息的展示，而依據(jù)《突發(fā)應(yīng)急事件信息發(fā)布處理辦法》的要求，當(dāng)事件指標(biāo)達(dá)到啟動(dòng)預(yù)案的級(jí)別時(shí)，監(jiān)控和客服人員才需要去實(shí)時(shí)發(fā)布情報(bào)板交通誘導(dǎo)信息。因此，對(duì)于日常在高速公路上發(fā)生的一般交通事故、擁堵、特殊路況、危險(xiǎn)拋灑物等事件，無(wú)法做到充分利用情報(bào)板對(duì)交通進(jìn)行安全隱患提醒和誘導(dǎo)。所以，當(dāng)務(wù)之急是提高作為高速出行信息重要載體的情報(bào)板的利用率。

(2)業(yè)務(wù)水平要求高，發(fā)布效果不佳。由于傳統(tǒng)情報(bào)板發(fā)布軟件僅關(guān)注于情報(bào)板的發(fā)布，無(wú)法提取到事發(fā)點(diǎn)與情報(bào)板的地理關(guān)聯(lián)關(guān)系，監(jiān)控員需要根據(jù)事發(fā)地點(diǎn)和情報(bào)板間的樁號(hào)以及上下行關(guān)系，借助地圖或以往的經(jīng)驗(yàn)，才能選取到合適的情報(bào)板進(jìn)行發(fā)布。過(guò)高的業(yè)務(wù)水平要求以及高速公路監(jiān)控員崗位的頻繁流動(dòng)，使得培訓(xùn)的時(shí)長(zhǎng)和成本變大，發(fā)布效果也良莠不齊。因事故點(diǎn)、情報(bào)板和周邊路況資源之間無(wú)法形成關(guān)聯(lián)，每塊情報(bào)板發(fā)布的消息相同，無(wú)法根據(jù)當(dāng)前情報(bào)板和事發(fā)點(diǎn)的相對(duì)位置，做出有針對(duì)性的信息發(fā)布，也使得發(fā)布效果和交通誘導(dǎo)效率大打折扣。

1.2.3 實(shí)現(xiàn)方案方面存在的問(wèn)題

當(dāng)前情報(bào)板發(fā)布依然采用申報(bào)批準(zhǔn)后人工發(fā)布的方式，與如今高速公路提倡的“現(xiàn)代化、智慧化運(yùn)營(yíng)”的理念和建設(shè)目標(biāo)相違背，且多環(huán)節(jié)的人工操控方式降低了交通誘導(dǎo)的時(shí)效性、準(zhǔn)確性和實(shí)效性。因此，急需通過(guò)智能化、自動(dòng)化的方式將長(zhǎng)期以來(lái)被動(dòng)式的處置轉(zhuǎn)向主動(dòng)式的智能管控。

2 改進(jìn)方法

針對(duì)柳州公司當(dāng)前交通誘導(dǎo)體系的現(xiàn)狀，基于已有的硬件條件和業(yè)務(wù)規(guī)范，解決情報(bào)板發(fā)布操作繁瑣、交通干預(yù)及時(shí)性不高、過(guò)于依賴人工、與其他系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)困難等問(wèn)題，提出了一種基于GIS與情報(bào)板發(fā)布的智能交通誘導(dǎo)平臺(tái)，以滿足運(yùn)營(yíng)公司對(duì)高速交通路況實(shí)現(xiàn)智能管控的需求。

2.1 基于GIS的智能交通誘導(dǎo)管理平臺(tái)

交通誘導(dǎo)管理平臺(tái)將高速路上的情報(bào)板、各類設(shè)施、實(shí)時(shí)事件、設(shè)備報(bào)警信息、交通路況等多源信息借助GIS技術(shù)集合于在線地圖之上，極大地降低了情報(bào)板發(fā)布操作的復(fù)雜度。同時(shí)該平臺(tái)基于BS架構(gòu)開發(fā)并接入在用的智慧高速大平臺(tái)，與不同業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間可共享數(shù)據(jù)，使得原有的業(yè)務(wù)流程得到優(yōu)化，并且和其他業(yè)務(wù)流程成功整合。智能交通誘導(dǎo)管理平臺(tái)具備如下功能：

2.1.1 GIS地圖多方資源整合

集合多方資源信息的GIS地圖可將情報(bào)板位置以車道級(jí)的精確度顯示在高德在線地圖上，同時(shí)通過(guò)圖例開關(guān)可控制顯示情報(bào)板周邊的收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、互通等高速公路設(shè)施位置、攝像頭位置和實(shí)時(shí)視頻，當(dāng)前路上發(fā)生的事故、救援、拋撒物、擁堵、施工等事件位置，各類前端感知設(shè)備發(fā)起報(bào)警的位置等全方位的信息，借助GIS技術(shù)實(shí)現(xiàn)了交通誘導(dǎo)的一體化監(jiān)控和便捷操作。

2.1.2 基于前端感知設(shè)備以及事件的聯(lián)動(dòng)發(fā)布

有別于傳統(tǒng)的人工發(fā)布交通誘導(dǎo)信息，該平臺(tái)可依據(jù)路上智能感知設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)和報(bào)警信息、智慧高速公路平臺(tái)以及第三方系統(tǒng)的事件信息，自動(dòng)發(fā)布到情報(bào)板。可實(shí)現(xiàn)聯(lián)動(dòng)發(fā)布的預(yù)警消息類型有：(1)擁堵事件、救援事件、事故事件、涉路施工事件；(2)溫濕度傳感器和能見(jiàn)度檢測(cè)器上傳的溫度濕度報(bào)警、能見(jiàn)度報(bào)警；(3)視頻事件檢測(cè)攝像頭上報(bào)的如行人、車輛逆行及路面拋撒物、施工等視頻檢測(cè)事件；(4)雷達(dá)擁堵檢測(cè)提供的擁堵報(bào)警。以上事件類型作為信息來(lái)源，平臺(tái)可借助情報(bào)板全自動(dòng)發(fā)布技術(shù)實(shí)現(xiàn)真正意義上的全自動(dòng)、全流程的智能交通誘導(dǎo)。

2.1.3 多種發(fā)布方式

平臺(tái)共支持4種情報(bào)板發(fā)布方式：(1)普通人工發(fā)布；(2)簡(jiǎn)易人工發(fā)布(默認(rèn)發(fā)布參數(shù))；(3)情報(bào)板半自動(dòng)發(fā)布(自動(dòng)發(fā)布前需人工確認(rèn))；(4)情報(bào)板全自動(dòng)發(fā)布。多種發(fā)布方式可根據(jù)事件類型或監(jiān)控中心的實(shí)際情況進(jìn)行靈活配置，滿足不同的業(yè)務(wù)需求。

2.1.4 誘導(dǎo)方案調(diào)整

使用平臺(tái)進(jìn)行交通誘導(dǎo)后，系統(tǒng)會(huì)在交通誘導(dǎo)歷史模塊中自動(dòng)生成相應(yīng)的誘導(dǎo)記錄，操作人員可依據(jù)事態(tài)進(jìn)展對(duì)當(dāng)前誘導(dǎo)方案進(jìn)行調(diào)整。其功能包含：(1)新增情報(bào)板；(2)修改已發(fā)布情報(bào)板的誘導(dǎo)信息；(3)撤回已發(fā)布情報(bào)板的誘導(dǎo)信息；(4)手動(dòng)結(jié)束該交通誘導(dǎo)。

2.2 情報(bào)板全自動(dòng)發(fā)布技術(shù)

傳統(tǒng)的廠家情報(bào)板發(fā)布軟件存在操作難度大、功能單一等缺點(diǎn)，造成了交通誘導(dǎo)流程中的多方業(yè)務(wù)局限，因此智能交通誘導(dǎo)平臺(tái)在集成了如電明、同鑫、三思等11種常見(jiàn)情報(bào)板品牌的發(fā)布控制功能的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)研發(fā)攻關(guān)，具備了從情報(bào)板選擇至最后消息撤回的全流程全自動(dòng)發(fā)布技術(shù)，改善了交通誘導(dǎo)中依賴人力、效率低下的問(wèn)題。

2.2.1 情報(bào)板自動(dòng)選擇

依據(jù)預(yù)警消息中的事件類型以及事發(fā)點(diǎn)的路段、樁號(hào)和上下行方向，系統(tǒng)將以事發(fā)點(diǎn)為圓心、誘導(dǎo)距離為半徑選中在圈內(nèi)的情報(bào)板，并依據(jù)相對(duì)位置關(guān)系和情報(bào)板的安裝位置，將選中情報(bào)板劃分為：同向情報(bào)板、非同向情報(bào)板、路徑誘導(dǎo)類情報(bào)板等幾類。

2.2.2 發(fā)布消息自動(dòng)生成

首先根據(jù)預(yù)設(shè)的自動(dòng)發(fā)布模板，符合該事件類型的消息發(fā)布模板將會(huì)被選用。同時(shí)，為了達(dá)到較為理想的交通誘導(dǎo)效果，系統(tǒng)將根據(jù)事發(fā)點(diǎn)和各個(gè)情報(bào)板的相對(duì)位置，定制每個(gè)情報(bào)板針對(duì)該條交通誘導(dǎo)的誘導(dǎo)發(fā)布信息。如發(fā)生交通事故時(shí)，在互通前或收費(fèi)站的情報(bào)板作為路徑誘導(dǎo)類情報(bào)板，發(fā)布可選繞行路徑提示，而同向情報(bào)板則直觀地提示前方x公里發(fā)生事故。

2.2.3 發(fā)布參數(shù)自動(dòng)設(shè)定

情報(bào)板分為立柱、門架、懸臂等多種類型，每種類型的情報(bào)板尺寸以及適合的發(fā)布參數(shù)不一致，系統(tǒng)依據(jù)已生成的發(fā)布消息和情報(bào)板參數(shù)，運(yùn)用自適應(yīng)算法自動(dòng)分屏和自動(dòng)選擇發(fā)布字號(hào)、字體、顏色等參數(shù)進(jìn)行發(fā)布，如一般信息為綠色，警告信息為黃色，禁令信息為紅色。

2.2.4 誘導(dǎo)消息自動(dòng)撤回

由于交通誘導(dǎo)消息為強(qiáng)時(shí)效性的臨時(shí)消息，對(duì)應(yīng)事件結(jié)束后必須立刻對(duì)消息進(jìn)行撤回。因此，系統(tǒng)在進(jìn)行交通誘導(dǎo)發(fā)布時(shí)，已將發(fā)布前的情報(bào)板節(jié)目單存檔入庫(kù)。當(dāng)事件結(jié)束或達(dá)到指定的逾期時(shí)間時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)執(zhí)行撤回操作。若遇到設(shè)備故障或網(wǎng)絡(luò)通信失敗等原因造成的撤回失敗，系統(tǒng)將會(huì)以固定時(shí)間間隔進(jìn)行撤回嘗試，直至撤回成功。自動(dòng)撤回與自動(dòng)發(fā)布技術(shù)的結(jié)合，使得傳統(tǒng)的交通誘導(dǎo)從復(fù)雜的、依賴人工的方式向如今無(wú)感的智能化管控方式轉(zhuǎn)變。

2.3 外部系統(tǒng)協(xié)同

雖然交通誘導(dǎo)中使用情報(bào)板為最實(shí)際有效的方式，但為了能提高接收到交通誘導(dǎo)消息的出行人員的覆蓋率，系統(tǒng)采取多種交通誘導(dǎo)方式并存的方式，與其他外部系統(tǒng)進(jìn)行協(xié)作，打破信息壁壘，進(jìn)行數(shù)據(jù)共享。

2.3.1 協(xié)同廣播電臺(tái)

結(jié)合柳州公司的實(shí)際業(yè)務(wù)需要，廣播電臺(tái)每日會(huì)在固定時(shí)刻聯(lián)系值班客服，詢問(wèn)當(dāng)日出行提示。交通誘導(dǎo)平臺(tái)可匯總來(lái)自96333系統(tǒng)、本地養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)等多方系統(tǒng)的施工、事故信息，生成客服播報(bào)稿，使聆聽車載廣播的出行人員能及時(shí)收到重要的出行信息。

2.3.2 協(xié)同高德地圖

智能交通誘導(dǎo)平臺(tái)對(duì)高德地圖App進(jìn)行了施工與事故數(shù)據(jù)的推送。當(dāng)出行人員使用高德地圖App進(jìn)行導(dǎo)航并即將達(dá)到事發(fā)點(diǎn)時(shí)，高德地圖App會(huì)進(jìn)行語(yǔ)音提醒，提前告知司機(jī)，強(qiáng)化安全駕駛意識(shí)，降低發(fā)生事故和二次事故的風(fēng)險(xiǎn)。

3 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)高速公路上的交通誘導(dǎo)，結(jié)合柳州公司的業(yè)主需求和實(shí)際情況，提出了一種基于GIS與情報(bào)板發(fā)布的智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)，借助GIS技術(shù)做到了將高速公路的情報(bào)板設(shè)備、設(shè)施、路況集合于在線地圖之上，簡(jiǎn)化了先前復(fù)雜的情報(bào)板操作難度。同時(shí)依托項(xiàng)目實(shí)例對(duì)情報(bào)板發(fā)布技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化創(chuàng)新，引入情報(bào)板自動(dòng)發(fā)布技術(shù)并與外部系統(tǒng)協(xié)同，將交通誘導(dǎo)的覆蓋率與效果極大地提高，為未來(lái)廣西高速公路的交通誘導(dǎo)提供新的解決思路。