河南省交通運輸運行監測與協調指揮中心平臺建設研究

孫志欣

一、引言

近年來，移動互聯網、物聯網、云計算等信息技術迅速發展，并已逐步向交通運輸行業滲透或深入。隨著信息技術與交通運輸行業的深度融合，以及ETC等技術廣泛普及，整個交通運輸行業發展模式、管理方式等方面產生重大變革，使其向扁平化、精細化發展，行業服務逐步向全面化、綜合化發展。2021年10月交通運輸部印發《數字交通“十四五”發展規劃》明確要求各地交通運輸主管部門統籌支持并開展綜合交通運輸信息平臺建設，集約建設平臺基礎架構、數據資源。河南、吉林等省份出臺交通運輸信息化發展“十四五”規劃，明確建設省級交通運輸信息平臺和業務系統，完善行業業務協同聯動機制。不難看出，開展并推進省級綜合交通信息中心平臺建設，是我國交通運輸信息化“十四五”時期的重點工作。

二、現狀分析

為適應全省交通運輸業健康快速發展，河南省已在公路建設及運行管理、道路運輸管理、水運海事管理、路政執法管理、交通公眾服務等各個業務領域建立了相關的信息系統，使其行業監管、服務能力等功能大幅提升，具體包括公路水路安全暢通和應急處置系統、基于ETC/MTC混合模式全省高速公路聯網收費系統、省干線公路路網運行監測信息系統、省水路路網運行監測信息系統、省道路綜合運輸管理信息系統等。同時河南省已通過實施交通信息資源整合與服務工程和按照河南省“政務云”建設要求建成省級交通運輸數據中心，初步確立了數據中心對行業管理的支撐地位。要推動省級綜合交通信息中心平臺的建設，全省交通運輸信息化建設方面尚存在如下問題。

（一）缺少業務平臺支撐全省綜合交通運輸運行監測與協調指揮業務開展

開展交通運輸行業的綜合運行監測，并以此為基礎開展綜合協調指揮是交通發展必然趨勢，但是目前缺乏綜合性監測與協調指揮的業務平臺來支撐該業務的開展，這是國內絕大部分省份普遍存在的問題。

（二）信息化以行業管理為主，但與行業業務結合仍不足

信息化和業務管理的融合程度不高，主要體現在業務深化應用和協同不夠，尤其是高速公路路網運行管理等、道路運輸行政管理等方面信息化水平有待提高。

（三）數據綜合利用水平有待提高

在數據應用方面存在明顯不足。一方面交通業務數據分散存儲，獨立應用，沒有實現共享整合，難以形成規模效益；另一方面，缺乏數據綜合利用的支撐性平臺，數據共享存在困難，嚴重制約全省交通綜合運行監測與協調指揮業務開展，如目前擁有車輛信息、運行信息的大量ETC數據仍局限于聯網收費系統內使用。

（四）綜合決策支持能力不足

基礎設施總體建設不足，現有省級交通信息化系統尚無法為交通運輸管理提供強有力的支撐，無法進一步推動精細化管理、提高工作效率及服務水平，成為制約綜合運輸監測與協調處置快速發展的重要因素。

基于上述情況，考慮到現階段綜合交通運輸信息化資源整合涉及較多管理問題，另外多業務協調運行系統開發短時間內實現存在困難，為了更好地推進全省綜合交通運輸運行監測與協調指揮中心平臺建設，我們建議將其分期建設。其中一期接入干線公路、水路、運輸、郵政、民航等信息資源，實現綜合交通運輸業務系統的集中展示，開展協調指揮工作；二期全面進行信息資源整合，實現完整意義的綜合交通運輸協同管理。本文主要圍繞一期工程內容展開。

以河南省高速公路聯網監控中心主導的高速公路信息化建設體系架構清晰、擁有包括ETC數據在內的大量信息資源，具有省域范圍傳輸網絡，展示環境較好。按照節約復用現有資源的原則，河南省綜合交通運輸運行監測與協調指揮中心平臺建設基于高速公路聯網監控平臺展開。

三、平臺建設定位

河南省綜合交通運輸運行監測與協調指揮中心以高速公路聯網監控平臺為基礎，接入全省干線公路、水運、航空、鐵路、郵政等業務信息化系統，搭建集多運輸方式日常綜合運行監測、綜合對外展示、聯合指揮調度等功能于一體的交通運行協調指揮支撐體系，使信息化建設達到“看得見、信息通、指揮靈”的整體效果。另外，結合前述中信息化與行業管理結合度不足等問題，平臺建設需進一步提升高速公路業務信息化水平，完善路網運行狀態監測與預警、跨區域大范圍路網協同運行控制能力。

為此，河南省綜合交通運輸運行監測與協調指揮中心平臺架構主要分為五個層次，具體見圖1。

（一）接入層

接入層實現信息匯聚和整合，數據主要來自省廳、各業務局信息化系統、通信中心信息系統和已匯總省內交通數據資源（主要為基礎數據）以及高速公路路段聯網監控收費系統等。

（二）數據中心層

形成高速公路數據中心、廳信息中心數據中心為主要構成的數據中心層，根據接入數據類型和應用需求，進一步構建基礎數據庫和主題數據庫，滿足業務協同管理、科學決策和服務公眾的需求。

（三）應用支撐層

主要通過整合視頻管理平臺、建設數據交換與共享平臺、完善GIS系統建設，提供系統運行環境。

（四）業務應用層

結合需求分析，尤其是綜合交通運行管理要求和服務公眾需要，對業務應用系統進行功能設計，涉及運行監測與預警、跨區域大范圍協調指揮、信息發布平臺等。

（五）展示層

展示層是用戶與系統在信息服務、信息管理的對話過程中的直接界面，主要展現手段為全省交通運輸運行監測與協調指揮集成展示平臺。

四、主要建設內容

（一）綜合運行與協調指揮管理平臺

統籌全省交通干線公路、水運、運管等領域的信息化建設成果，開發綜合交通運輸業務管理平臺，實現多個業務系統的整合與管理，以單點登錄、集中展示的方式實現對交通各領域、各應用系統的集中展示和實時監測，以實現多個業務系統的整合與管理，進行統一協調調度保證系統運行效率，從多個層面提升綜合交通運輸管理的信息化水平。

基于全省GIS“一張圖”，綜合各業務資源，開展模型分析，以聲音、文字、圖像、視頻等方式集中、直觀、動態展示各業務運行狀況和交通數據分析結果。同時依托平臺標準化接口，實現不同業務間的信息交換，建立營運業務協同展示，便于業務綜合管理。主要實現功能目標如下：

交通業務資源深度整合展示。在綜合數據庫的基礎上，利用其它業務系統數據接口，聚合多源數據，形成全面數據集，按GIS 與業務應用規劃整合數據。

交通數據分析展示。主要針對緊急狀態條件下，基于相關交通理論模型，對交通數據分析，挖掘運行規律，分析運行態勢，分析結果進行可視化展示。

多樣式業務統計報表展示。依托交通運輸部業務統計報表系統，整合各業務統計信息系統，建立數據相關性，使得業務統計基礎統一化、業務規則化、工作流程化，相關結果可采用多種形態進行展示。

多模式數據展示。結合數據的多源異構特征和業務資源整合情況，綜合業務展示可視化要求，可通過音頻、文字、視頻圖像甚至動畫等模式方式進行靈活實現，以便于管理者快速高效準確了解數據變化情況。

營運業務協同展示。通過綜合平臺所提供的標準化接口，實現不同業務系統間的數據調用和共享交換，結合業務管理需要進行平臺展示和業務協同。

（二）高速公路路網智能管理應用系統

應用系統主要構成如下。

1.綜合交通運行監測與預警系統

交通運行監測預警系統通過全息感知的實時檢測數據資源，涉及車輛運行數據、環境檢測數據、交通運行狀態數據等，從多角度、多范圍呈現高速公路網運行狀況。對上述數據信息進行融合，基于交通預測模型對未來一段時間的交通運行狀況進行預判預警，通過可視化手段，動態展現的高速公路交通運行狀態監測、設施監測及異常事件預警展示等功能。

2.高速公路數據的綜合處理與分析挖掘系統

高速公路數據的綜合處理與分析挖掘系統通過整合各類數據資源，實現數據的高效處理和智能化分析，提升信息資源的深度開發與綜合利用水平。高速公路數據的綜合處理與分析挖掘系統實現了多時空、多方位的車輛運營情況、道路運行狀態、自然環境狀況以及交通運行狀態等數據的統計和對比分析，同時通過構建路網運行狀態評估指標體系，實現路段、通道、路網狀態的定量分析，并依托仿真模塊，實現路網未來運行態勢分析研判、交通事件影響分析、管控效果評估等功能。

3.跨區域大范圍路網協同運行控制系統

隨著河南省交通負荷迅速上漲，交通管理上面臨事件數量多、涉及范圍廣、協調難度大等諸多困難，建立高效的高速公路跨區域大范圍路網協同運行控制系統，能夠適應復雜的應急管理主體間組織架構，使協同管控與應急管理工作切實與日常業務工作結合。系統提供一套完整應急處理周期的支持服務，實現路網應急指揮所需要的遠程調度和信息反饋功能，同時支持對交通事件發生情況下的交通勢態和影響進行監測及分析，并按照應急預案開展交通疏導、交通應急和交通協調等工作。系統在各類交通事件（計劃事件、突發事件、免費通行等）條件下，實現預案響應、協同調度、事后評價等功能。

4.信息發布系統

在現有網站、APP等面向公眾信息發布系統基礎上，突出以現有高速公路可變信息標志等設施作用，通過對路網運行情況的綜合分析判斷，以及預先設置的信息發布預案，實時形成信息發布內容，由運營管理公司完成信息的發布。

5.設備運維管理系統

設備運維管理系統，主要用來實現設備、系統故障的及時發現和快速處理，面向運營維護人員，具體功能為外場設施設備運行狀態監測、設備故障預警、設備維護記錄生成、查詢和統計，以及查詢或統計結果的圖形化展示等。

（三）數據中心

結合河南省大數據局關于大數據的統籌安排以及各地交通通信中心負責本地行業數據資源中心建設管理等情況，為避免充分資源浪費，數據中心建設主要圍繞數據共享與交換平臺、大數據處理平臺等展開。

1.數據交換共享平臺

數據交換共享平臺是與省廳其他部門數據接入，與省內各相關部門系統（包括公安、氣象、交警）進行數據交換的樞紐，支持數據的匯總、整合和轉換。數據交換共享平臺負責定義數據交換、傳輸和訪問控制策略，提供高效的數據傳輸和管理控制機制，實現各部門之間數據流高效、安全的共享交換。數據交換平臺功能主要包括數據適配處理、數據傳輸管理、交換流程管理、系統管理等，實現以下功能：現有系統、新增系統、其他業務系統的數據可以傳送至現有高速公路數據中心；現有高速公路數據中心的數據經過數據交換與共享平臺處理后傳輸至對外網的數據資源池；為現有或日后新增系統提供數據接口，提供其權限內的數據共享服務。

2.大數據處理平臺

本系統基于Hadoop架構的大數據平臺將存儲多種類的數據，包括監測數據、圖片、文檔、錄音、視頻、日志等多源異構數據，建立能夠實現數據存儲與共享功能的統一數據共享平臺，具體見圖2。通過相關軟硬件系統建設，實現自動部署、承載大數據基礎應用及信息安全措施完善的大數據分析管理平臺。針對Hadoop節點的數據資源管理、性能監控和集群自動部署等業務功能通過圖形化的網頁界面實現。

（四）應用支撐平臺建設

應用支撐軟件是支持平臺計算機系統和應用系統建設的基礎平臺環境，主要涉及虛擬化軟件、數據處理模塊、中間件模塊、企業服務總線（ESB）、商業智能數據分析軟件（BI）、工作流軟件、GIS 軟件、視頻管理平臺軟件和統一認證等內容。其中GIS軟件是以廳信息中心GIS環境為依托，通過聚合接入信息中心GIS基礎圖層數據資源，結合空間數據分析模型綜合展現交通運行狀態信息、態勢信息等。

（五）安全系統

主要涉及網絡安全、數據安全等方面。建設一個覆蓋全面、有效管理、持續運行的等級化信息安全保障體系，對業務在技術和管理等各層面的安全管控，結合信息安全體系應用經驗和有關模型內容，構建科學、合理且完備的安全防護體系，強化可靠性，形成統一策略管理的集約化安全管理模式，以適應不斷擴展的業務應用和管理需求。

五、結束語

本文通過分析河南省交通運輸信息化現狀情況和省級綜合交通運輸信息平臺建設普遍存在的問題，基于云架構、大數據、GIS等信息技術，提出了短期可運營且有協調指揮效果的全省綜合交通運輸運行監測與協調指揮中心平臺方案，同時完善了高速公路路網級的運行管控能力，該方案實踐可行，為全省實施數字交通戰略提供重要的基礎保障。

作者單位：河南警察學院交通管理工程系

基金項目：2023年度河南警察學院院級科研項目“智慧交通背景下‘ETC+交通管理融合發展研究”，項目編號HNJY-2023-10。