基于云平臺的智慧高速服務區應用系統構建及應用

■劉 冬

（南平福銀高速公路有限責任公司，南平 353000）

在福建省高速公路智慧服務區總體規劃架構布局下，按照智慧服務區“1+2+1+N”組成結構，圍繞一張網絡、二個中心、一個平臺、N 個系統及外設的建設模式，即一張服務區網絡，一個機房匯聚中心、一個值班管理中心（或值班室），一個智慧服務區云平臺，N 個應用系統共同組成一體化的智慧服務區云平臺，其中N 個系統可以根據實際需求進行持續擴展，最終形成真正具有智能化、智慧化應用的智慧服務區云平臺[1]。

目前，按照福建省高速公路智慧服務區總體規劃，已完成了省級智慧服務區云平臺系統建設，其中一些經營管理方面的應用系統成果已在全省高速公路服務區推廣應用，并取得了良好成效。 本研究從福建省高速公路服務區管理存在的問題出發，以實現服務區全面智能化、數據化、信息化、自動化為主要目標，對基于云平臺的智慧高速服務區構建及應用進行探析。

1 福建省高速公路服務區管理存在的問題

福建省高速公路服務區管理存在以下的問題：（1）目前福建省內高速公路服務區主要采用傳統管理，在安全管控方面大多依靠人工識別，出現突發狀況響應不及時，管理效率低，尚未通過圖像視覺技術智能發現安全隱患問題，智能化程度不高；（2）服務區人員配備與車流量不匹配，特別是節假日流量大增后，服務不到位現象嚴重。 在管理決策方面缺少大數據信息，無法實現系統性的指揮與調動服務區人員，大數據化程度不高；（3）服務區缺少信息交互渠道，在信息交互方面尚未實現為司乘人員提供多渠道、個性化、內容豐富的信息，信息化程度不高；（4）服務區總體運行成本較高，在綠色節能方面尚未實現能耗的有效管控，在運維服務方面尚未實現物聯網監測，自動化程度不高。

2 建設智慧服務區的主要目標

（1）完成服務區全面智能化應用，實現高效、智能的安全管控；（2）完成服務區大數據分析應用，為管理員提供輔助決策及應用服務；（3）完成服務區信息化應用，實現路網交通運行狀態、氣象環境、異常交通事件等態勢監測、預警在服務區的實時推送與播放；（4）完成服務區自動化應用，為服務區節能降耗，降低運維成本，提高運維效率。

3 智慧服務區云平臺總體框架構思

“安全管控、管理決策、信息交互、降本增效”是智慧服務區的總體思想，智慧服務區云平臺的總體框架見圖1。 智慧服務區以傳感設備、視頻監控、微波讀寫天線、智能電表為事件采集手段，獲取人、車、區及服務設施的狀態，實現安全管控、管理決策、信息交互、降本增效四大功能，通過智慧服務區云平臺進行信息的匯總、處理、下發，以信息發布屏為司乘人員提供信息交互手段。

圖1 智慧服務區云平臺總體框架圖

4 智慧服務區應用系統建設

4.1 面向安全管控的應用系統

4.1.1 智能停車引導系統

為引導司乘人員有序停車，加強服務區停車管理，服務區提供了智能停車引導系統，主要由車位檢測子系統、車位引導預警子系統構成。 車位檢測子系統是通過車位檢測終端、視頻AI 攝像頭、車位智能分析服務組成，其網絡拓撲見圖2。

圖2 智能停車引導系統網絡拓撲圖

（1）車位檢測子系統

根據服務區不同類型的停車區域，采用不同的車位檢測終端。 對于小車停車區，采用視頻AI 攝像頭結合車位智能分析服務來獲取車位狀況。 需要在服務區廣場立1 根15 m 的監控桿，安裝視頻AI 攝像頭，覆蓋小車停車區，將獲取的視頻流發給后臺的車位智能分析服務進行智能分析， 獲取車位信息，并上傳到服務器。 對于大車停車區，可以采用由地磁傳感器來對車位狀態進行監測。 系統通過采集地磁傳感器的狀態來判斷大車停車區車輛的進出數據，從而得到各停車區域的空車位信息，并上傳到服務器。

（2）車位引導預警子系統

車位引導預警子系統匯總車位檢測子系統上傳的車位信息，并將車位信息顯示在服務區入口的LED 引導屏，引導入區車輛快速停車。 通過視頻AI攝像頭對車位外區域進行監測，系統自動識別違停車輛，并向管理員預警，同時聯動智能廣播系統對違停的車輛進行安全語音提醒。

4.1.2 ?；奋囕v管理

通過服務區出入口攝像機、?；吠＼囄粩z像機、AR 全景攝像機聯動以嚴格跟蹤管理進入服務區的?；奋囕v。 出入口攝像機具備車輛正面、側面、后面的抓拍功能，可對?；奋嚩喾轿惶卣鞑课贿M行識別，一旦發現危化品車輛進入服務區，入口攝像機立即通知AR 全景視頻監控系統，AR 全景視頻監控系統提醒管理員，同時聯動其他點位的攝像機進行跟蹤。 ?；吠＼囄粩z像機在監測到?；奋囕v停在停車位上后自動提醒管理員，并將該車輛加入服務區?；奋囕v列表中，提醒管理員當前服務區危化品車輛數量。 當非?；奋囕v停在?；奋囄簧蠒r，系統也會提醒管理員，同時聯動智能廣播系統對違停的車輛進行提醒[2]。

當?；奋囕v離開?；吠＼囄粫r，系統會自動提醒管理員，并聯動AR 全景視頻監控系統進行動態跟蹤。 當出口攝像機監測到?；奋囕v離開服務區時，自動提醒管理員，并將該車輛移出服務區?；奋囕v列表。 ?；奋囕v在服務區的停留記錄都將保存在數據庫中，方便服務區事后調閱[2]。

4.1.3 重點地區車輛預警

重點地區車輛預警主要通過安裝于出入口攝像機立柱上的微波讀寫天線，采集車輛的CPC 卡或車載電子標簽OBU 內的車牌， 在ETC 部級稽核業務平臺查詢該車最近48 h 的入口收費站信息，比對數據庫中的重點地區名單，智能篩查出重點地區來車，同時向管理員發送短信提醒及在智慧服務區終端預警；其網絡拓撲見圖3。

圖3 重點地區車輛預警網絡拓撲圖

4.1.4 車輛熱成像高溫預警

紅外熱成像攝像機通過采集熱紅外波段監測車輛溫度，一旦車輛溫度超過預警值（160℃），紅外熱成像攝像機立即發送報警信息給管理員，同時聯動智能廣播系統對高溫車輛進行安全語音提醒，第一時間排除自燃、爆胎等事故隱患，保障車輛安全。

針對車輛在服務區出口匝道匯入主干道時容易與主干道車輛發生碰撞事故的情況，在匝道末端處安裝測速攝像機及LED 顯示屏，利用測速攝像機采集主干道車輛的車速、車距等信息并顯示在LED顯示屏上，提醒匝道車輛注意主干道來車。 倘若在出口匝道發生碰撞事故，測速攝像機立即發送報警信息給管理員，通知管理員及時處置。

4.1.6 行人上高速行為預警

行人從服務區非法進入高速公路被車輛撞傷撞死的事情時有發生，因此有必要在服務區出入口加裝行人檢測攝像機， 對高速公路主干道劃界布防，一旦監測到行人越界，行人檢測攝像機立即發送報警信息給管理員，通知管理員及時處置。

4.1.7 緊急呼救系統

在服務區遇到緊急情況需求救時，報警者有時卻說不清具體位置，對現場狀況也描述不清，因此在服務區各個區域粘貼場地二維碼，報警者通過掃碼對現場狀況進行拍照后一鍵呼救。 系統接到緊急呼救后，管理員通過終端查看現場狀況圖片，及時趕往求救位置開展救助。

4.2 面向管理決策的應用系統

4.2.1 全景AR 視頻監控系統

在服務區高位部署AR 全景攝像機，通過與低位的攝像機聯動，從而實現服務區兼顧整體與局部的大范圍立體監控。 全景AR 視頻監控系統（圖4）可同時提供180°全景與特寫畫面，能夠以畫中畫展示低位攝像機視頻，并疊加智慧服務區平臺相關業務系統數據，實現在真實場景的可視化應用，同時結合服務區智能廣播系統，實現自動及人工語音播報。 全景AR 視頻監控系統可實時呈現低位攝像機的預警內容，管理員可以實現總覽全局和任意調用場景中資源， 及時根據預警情況做出相應預案，大大提升管理員視頻輪巡效率。

圖4 AR 全景視頻監控系統

4.2.2 車流量監測

悼念廳外陽光很明亮。阿里隨著羅爹爹走到陽光。羅爹爹的腿每到天寒便酸軟無力，走路一晃一晃。阿里靠近羅爹爹，伸出手臂，也不說話。羅爹爹抓著他，大聲說：“阿里就是聰明，每回都曉得攙羅爹爹。”

在服務區入口通過天線采集車輛的CPC 卡或車載電子標簽OBU 內的車牌、車輛類型等信息，將該車輛加入服務區車輛列表中，按照車輛類型分別進行數據統計。 在服務區出口的天線采集到車輛的CPC 卡或車載電子標簽OBU 內的車牌時，將該車輛移出服務區車輛列表。 車輛在服務區的停留記錄都將保存在數據庫中，方便服務區事后調閱。 當服務區車輛超過車位80%的設定值時，系統會發出車位飽和度預警，為管理員決策提供數據支持。

4.2.3 人流量監測

在服務區大廳入口安裝人臉識別攝像頭，利用攝像機的人數統計功能，實現對服務區客流量狀況的實時動態監測與掌控[3]，為管理員決策提供數據支持。

4.2.4 后臺服務子系統

后臺服務子系統為服務區提供重點地區車輛預警、車位使用情況統計、車位飽和度預警、?；窚魰r間過長預警等服務。 一方面提供應急預案維護界面用于應急預案管理，另一方面提供快速查詢及檢索功能，在服務區出現突發事件時，管理員可根據應急預案提前并迅速做出應急響應及處置。

4.3 面向信息交互的應用系統

4.3.1 服務區智能廣播系統

在服務區車輛和人員聚集點布置公共廣播音箱，主要用來播放輕松的背景音樂，在遇到緊急情況時進行緊急尋呼廣播，可結合AR 視頻監控系統進行遠程管理、遠程提醒。在服務區室外停車位設立智能廣播，可以對車輛違停、車輛高溫、行人非法上高速等異常事件進行遠程提醒；其網絡拓撲見圖5。

圖5 智能廣播系統網絡拓撲圖

4.3.2 服務區出行服務和信息發布系統

通過建立服務區出行服務和信息發布系統，在服務區布設信息發布屏實時發布道路信息，及時將高速公路路況，如道路擁擠、事故、管控等通過信息發布方式告知過往司乘人員。 依托閩通寶APP、福建高速微信公眾號以及服務區觸摸屏查詢一體等技術手段，為司乘人員提供多渠道、全方位的路況信息查詢服務[3]。

4.4 面向降本增效的應用系統

4.4.1 服務區智慧路燈及控制系統

服務區智慧路燈在維持燈的照明功能上，還使用燈桿作為載體，集成了太陽能、光敏傳感器、監控攝像機、LED 顯示屏、廣播音箱、Wi-Fi 接收發射器等附屬設備。 智慧路燈具有太陽能與市電雙線路自動切換供電、自動亮度調節等功能，可以大大節省能耗，提高服務區照明管理水平。

智慧路燈控制系統將服務區的智慧路燈串聯起來，形成物聯網，實現智慧路燈的遠程集中控制和管理，可根據車流量、時間等條件對智慧路燈進行編組自動控制。 通過智慧路燈控制系統，完成了服務區智慧路燈的整體監控和調整，實現了精細化管理，達到了高效節能的效果。

4.4.2 能耗管理系統

傳統的電表計量精度不高、 計量數據不準確、人工抄表可靠性低，難以有效監測和評估耗能設備的用能情況，缺少決策數據支持，對于節能評估無法提供可靠參考數據，缺乏有效的能效評估指標體系，能耗管理措施難以落地實施。

能耗管理系統采用自動化、信息化技術，實現智能電表數據采集、能耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，運用先進的數據處理與分析技術，進行能耗分析與管理，有效利用能源，降低能源消耗，達到節能降耗和提升服務區能源管理水平的目的。

4.4.3 服務設施運行監測系統

服務設施運行監測系統（圖6） 可對物聯網設備、IT 資源進行監控，并為運維團隊提供故障告警、告警處置等服務，為IT、物聯網設備運維以及運維數據分析提供全方位的支撐，提高運維效率，降低運維成本。 通過實時采集服務區各設施運行狀態，及時發現運行缺陷并做消缺處理，確保服務區各設施處于良好運行狀態。

5 結語

通過基于云平臺的智慧服務區應用系統的實施，可以有效提高服務區管理水平、服務水平，有效提升出行人員在服務區的獲得感和滿意度。但智慧服務區是龐大的復雜系統性工程， 絕非一朝一夕可以建成，而是持續建設及升級迭代的過程，研究成果從轉化落地到規?；?、產業化仍需業內人士共同努力。

縱觀服務區的改造升級，基本都是從單一服務區的角度考慮智慧服務區的解決方案，各自為戰的智慧服務區建設容易造成新的信息孤島和數據壁壘， 亟需完善制定統一的智慧服務區建設行業標準， 對于智慧服務區的建設起到很好的引領作用，有利于推進智慧服務區的復制和推廣。