交通安全設(shè)施狀態(tài)管理平臺(tái)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究與開發(fā)

朱曼莉ZHU Man-li

（江西省交通投資集團(tuán)有限責(zé)任公司南昌南管理中心，南昌 330000）

0 引言

隨著通訊技術(shù)的不斷發(fā)展，近幾年來窄帶物聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為萬物互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)重要分支，能夠滿足數(shù)據(jù)上傳時(shí)間間隔長、文本信息數(shù)據(jù)量小、占用帶寬低的應(yīng)用場(chǎng)景，可以成為交通安全設(shè)施智能監(jiān)控的核心網(wǎng)絡(luò)[1-3]。基于窄帶物聯(lián)網(wǎng)的智能交通安全設(shè)施監(jiān)測(cè)，是將其與交通安全設(shè)施監(jiān)測(cè)相結(jié)合，利用其范圍廣、成本低、抗干擾能力強(qiáng)和傳輸數(shù)據(jù)功耗低的技術(shù)特點(diǎn)[4-5]，與傳統(tǒng)交通安全設(shè)施養(yǎng)護(hù)需求相匹配，擴(kuò)展智能監(jiān)控系統(tǒng)的部署應(yīng)用空間和應(yīng)用條件，推動(dòng)智能交通安全設(shè)施管理系統(tǒng)數(shù)字化、智能化進(jìn)程，讓交通安全設(shè)施管理效率得到明顯提高[6-8]。

1 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

系統(tǒng)軟件平臺(tái)采用微服務(wù)架構(gòu)（SOA 架構(gòu)），可以快速響應(yīng)需求的變化，同時(shí)方便有針對(duì)性的業(yè)務(wù)場(chǎng)景整合，為用戶提供可定制的服務(wù)子集，便于對(duì)各種服務(wù)進(jìn)行高效的管理，技術(shù)應(yīng)用選擇靈活，復(fù)雜度可控，服務(wù)組件化，具有高可擴(kuò)展性，采用低耦合的方式，容錯(cuò)性高，就開發(fā)特點(diǎn)而言有以下特性：

①數(shù)據(jù)存儲(chǔ)采用數(shù)據(jù)庫集群方式，能夠靈活應(yīng)對(duì)數(shù)據(jù)壓力的增長，提供提高性能和可擴(kuò)展的空間，提高數(shù)據(jù)的安全可靠，構(gòu)建容災(zāi)備份機(jī)制，提高數(shù)據(jù)服務(wù)的可用性。②采用高可用的負(fù)載均衡策略，以提高應(yīng)對(duì)突發(fā)的用戶或數(shù)據(jù)壓力，提高系統(tǒng)的魯棒性。③采用C/S 結(jié)構(gòu)進(jìn)行高效高質(zhì)量的數(shù)據(jù)采集和傳輸，采用B/S、APP 和第三方微信公眾號(hào)提供豐富跨平臺(tái)的面向用戶的服務(wù)體驗(yàn)。④采用跨域單點(diǎn)登錄技術(shù)（SSO），使得眾多可獨(dú)立子系統(tǒng)融合成大的信息平臺(tái)，使用者在不同的服務(wù)間可智能切換。⑤采用智能化圖表對(duì)各種業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和可視化展示，并可進(jìn)行監(jiān)控大屏的主題式場(chǎng)景展示。

具體從功能上而言，軟件基于GIS 地圖開發(fā)，結(jié)合物理碰撞模型與碰撞檢測(cè)算法，對(duì)監(jiān)測(cè)終端設(shè)備上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算，在地圖上實(shí)時(shí)顯示設(shè)施的位置與狀態(tài)，并且在發(fā)生撞擊等情況時(shí)，發(fā)出預(yù)警信息。同時(shí)可以開發(fā)手機(jī)APP 端，其主要功能如下；

①道路和設(shè)施狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可視化展示。②歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析。③研究撞擊事件的智能判定規(guī)則，狀態(tài)預(yù)警判定準(zhǔn)確率＞98%。④終端設(shè)備工作狀態(tài)的多點(diǎn)遠(yuǎn)程控制與切換。⑤報(bào)表導(dǎo)出：統(tǒng)計(jì)報(bào)表的格式化導(dǎo)出，支持excel、文本文件等多種格式。⑥用戶管理及權(quán)限管理：依據(jù)用戶的組織架構(gòu)和監(jiān)管范圍進(jìn)行用戶管理，為不同架構(gòu)層次的用戶開放或關(guān)閉不同的功能模塊訪問權(quán)限，或者為不同等級(jí)的用戶提供不同類型的數(shù)據(jù)可視化展示方式。⑦預(yù)警發(fā)布：實(shí)現(xiàn)兩種預(yù)警發(fā)布方式，一是在軟件平臺(tái)界面做預(yù)警標(biāo)記，同時(shí)在地理位置信息系統(tǒng)中標(biāo)記出異常道路所在的地理位置；二是開發(fā)平臺(tái)與運(yùn)營商短信平臺(tái)的接口，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息的短信發(fā)布。

2 WEB 功能的實(shí)現(xiàn)

基于GIS 地圖開發(fā)，實(shí)時(shí)監(jiān)控設(shè)施各狀態(tài)，包含了安全錐監(jiān)控，安全錐管理，基站管理，安全錐實(shí)時(shí)狀態(tài)，安全錐扶正情況、防護(hù)欄監(jiān)控、防護(hù)欄管理、防護(hù)欄實(shí)時(shí)狀態(tài)、防護(hù)欄日志等子功能。

2.1 安全錐監(jiān)控

如圖1 所示，在地圖上展示了傾倒安全錐的情況，如果發(fā)現(xiàn)有安全錐傾倒，則系統(tǒng)會(huì)在地圖上標(biāo)識(shí)出傾倒安全錐的地理位置，并且會(huì)將該責(zé)任區(qū)標(biāo)成紅色，以提醒責(zé)任人進(jìn)行查看和扶正。

圖1 安全錐監(jiān)控頁面

圖1 的表格展示了傾倒安全錐的數(shù)量，正常直立的數(shù)量，以及安全錐的總數(shù)。用戶可以清晰地看到各個(gè)安全錐所屬的責(zé)任區(qū)，紅色線條表示該責(zé)任區(qū)有安全錐傾倒，提醒責(zé)任人注意。

實(shí)時(shí)狀態(tài)頁面展示了安全錐的實(shí)時(shí)狀態(tài)，此頁面5 秒鐘定時(shí)刷新，如有安全錐傾倒或者異常，則可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并處理。頁面中顯示了安全錐的編號(hào)、狀態(tài)、位置、電量等信息。

扶正跟蹤頁面展示了安全錐的傾倒扶正情況，用戶可以在此頁面中看到安全錐是什么時(shí)間傾倒的，以及什么時(shí)間扶正，扶正的時(shí)間間隔是多少。

狀態(tài)日志頁面可以看到每一個(gè)安全錐狀態(tài)變化的情況，如果用戶想追蹤某個(gè)安全錐的狀態(tài)變化，則可以在此頁面中進(jìn)行查看。

2.2 防護(hù)欄監(jiān)控

如圖2 所示，正常狀態(tài)的防護(hù)欄在地圖上顯示為綠色圖標(biāo)，當(dāng)被碰撞后，圖標(biāo)將變成紅色，同時(shí)平臺(tái)上將顯示防護(hù)欄監(jiān)測(cè)設(shè)備的電量、防護(hù)欄的位置、樁號(hào)、角度、位移以及是否被撞擊等信息。

圖2 防護(hù)欄監(jiān)控頁面

3 APP 功能的實(shí)現(xiàn)

基于GIS 地圖開發(fā)，展示所有被監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)設(shè)施的位置、狀態(tài)（包含是否被撞擊以及設(shè)施本身的三軸姿態(tài)）等，事故報(bào)警信息推送、電子圍欄、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與查詢、現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)配置。提供SdK 開發(fā)包，數(shù)據(jù)可接入第三方平臺(tái)，用于二次開發(fā)，如圖3 所示。

圖3 APP頁面

4 實(shí)物介紹與應(yīng)用案例

4.1 實(shí)物介紹

如圖4 所示，自主研發(fā)的交安設(shè)施狀態(tài)預(yù)警終端可以安裝于各類基礎(chǔ)設(shè)施上，具有姿態(tài)測(cè)量、撞擊報(bào)警、北斗定位、NB 無線通信、WIFI 配置等功能，設(shè)備采用電池供電，安裝維護(hù)十分方便，全天候?qū)Ω黝愒O(shè)施進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、及時(shí)報(bào)警，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)，第一時(shí)間將事故地點(diǎn)、發(fā)生時(shí)間、嚴(yán)重程度等信息推送至管理人員，提高應(yīng)急處置效率，避免二次事故發(fā)生。

圖4 實(shí)物介紹

實(shí)物具有以下特點(diǎn)：①易安裝、易部署、易維護(hù)、極低功耗，單次放電時(shí)間不少于3 年。②事件發(fā)生后30s 內(nèi)完成上報(bào)，可設(shè)置16 級(jí)報(bào)警閾值，結(jié)合AI 算法對(duì)事故嚴(yán)重等級(jí)進(jìn)行判斷，杜絕誤報(bào)。③內(nèi)置BD 系統(tǒng)，實(shí)時(shí)定位，便于管理。④內(nèi)嵌WIFI 系統(tǒng)，可現(xiàn)場(chǎng)配置樁號(hào)等信息。⑤實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)上報(bào)、上傳圖像，生成日志。

4.2 案例應(yīng)用介紹

圖5、圖6 為案例的具體應(yīng)用。

圖5 在項(xiàng)目中的使用1

圖6 在項(xiàng)目中的使用2

5 結(jié)語

開發(fā)的交通安全設(shè)施智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)對(duì)交通安全設(shè)施狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，不受交通狀況、天氣以及人員配置等因素影響。試點(diǎn)證明本課題研究成果可以對(duì)偏離原來正常工作狀態(tài)的交通安全設(shè)施發(fā)出預(yù)警，通知維護(hù)人員進(jìn)行維護(hù)，消除可能產(chǎn)生的交通安全隱患，保障道路交通的安全、有序，提高交通安全管理水平。