高速公路云對講指揮調度系統設計研究

作者簡介：龍思穎（1991—），碩士，高級工程師，主要從事智慧交通系統研究工作。

文章結合高速公路多級管理特點，從音視頻對講、應急響應、多級管理、視頻監控與對講聯動、廣播與信息發布等方面，探討云對講指揮調度系統的設計原則、關鍵技術及其在高速公路運營管理中的應用。研究表明，該系統有效解決了傳統對講功能單一、信息共享低、協同聯動緩慢等棘手問題，有效提升了應急處置效率和運營管理水平。

云對講；指揮調度；多級管理；對講聯動

U491.2A531823

0" 引言

隨著經濟的快速發展，人民出行活動日益頻繁，高速公路的安全及高效運營直接關系到國民經濟的健康發展和人民生命財產的安全。傳統的對講系統雖然在一定程度上滿足了高速公路的基本通信需求，但其在覆蓋范圍、通信效率、應急響應等方面仍存在局限性。

云對講指揮調度系統可對高速公路管理中心、收費站、隧道等關鍵位置可以實現快速、高效的通信，通過多方對講、廣播、緊急求助等方式，實現信息快速高效傳遞，對高速公路運營管理意義重大［1］。本研究旨在探討云對講指揮調度系統的設計原則、關鍵技術及其在高速公路運營管理中的應用。分析當前高速公路通信系統的現狀和存在問題，闡述云對講指揮調度系統在高速公路中的潛在應用價值；詳細介紹云對講指揮調度系統的總體架構，進一步探討其系統設計，如音視頻對講、應急指揮、多級管理、信息服務等，并分析其在高速公路運營管理中的應用場景；對云對講指揮調度系統的未來發展趨勢進行展望，并提出相應的建議。

1" 現狀與問題

目前傳統對講系統利用現有的IP網絡基礎設施，如視頻監控網絡，來實現收費站、隧道、監控中心等關鍵點之間的語音通信和數據傳輸。現高速公路傳統對講系統存在以下幾點缺陷：

（1）隧道緊急電話、亭內對講、移動對講等系統各自獨立，各個廠家應用系統及監控中心呼叫主機各自獨立，導致用戶業務系統多，占用辦公資源多。

（2）現有的高速公路IP對講系統協議各異，兼容性差，且業務功能單一，僅實現監控中心和路段的對講、廣播等功能，集成度低，不支持聯動監控、統一信息發布和指揮調度等功能，影響了日常辦公效率和應急反應效率。此外，傳統語音業務無法與路網感知、應急指揮系統聯動，導致監控、調度效率低下。

（3）現有IP對講系統層級受限，限制在自建監控網絡內區域通信，無法實現跨區域通信、多層級管理，不能滿足集團式、扁平化統一管理需求。

2" 系統總體架構

云對講指揮調度系統的總體架構主要由數據采集與感知層、網絡傳輸層、數據處理與存儲層、應用支撐層四大部分組成（圖1）。其中，數據采集與感知層包括攝像頭、緊急電話、亭內對講、廣播、無線對講等設備，用于采集音視頻數據；網絡傳輸層利用高速網絡連接（如光纖、4G/5G等），確保音視頻數據和控制指令能夠快速、穩定地傳輸；數據處理與存儲層將采集到的音視頻數據進行處理、分析和存儲；應用支撐層提供云對講指揮調度應用場景，如視頻監控、云對講、緊急事件處理等。

3" 系統設計

云對講指揮調度系統覆蓋音視頻云對講、廣播、視頻聯動、多級管理、指揮調度等應急管理的內容，形成互聯互通、可視可協同、智能便捷的應急管理信息化體系，實現互聯通信快速化及便捷化、視頻聯動可視化、跨區域跨部門指揮調度協同化、多級管理扁平化及集團化。系統包括音視頻云對講、廣播、多級管理、指揮調度四大子系統。系統功能如圖2所示。

3.1" 音視頻云對講子系統

系統搭建實時音視頻對講、視頻聯動、移動通信、通話排隊等功能，實現高速公路跨網絡、跨區域通信。

3.1.1" 實時音視頻云對講

實時音視頻對講實現高清視頻和清晰的音頻流的實時雙向傳輸，能使高速公路監控中心、隧道、收費站以及其他關鍵參與者不受傳統監控網絡通信限制，進行即時的信息交流和協作，實現跨區域跨網絡通信。系統具備QOS（服務質量）管理能力，能夠根據網絡狀況動態調整音視頻質量。同時，提供詳細、可追溯的通信歷史記錄，自動保存所有通過系統進行的音視頻通話的相關信息。

3.1.2" 視頻聯動

高速公路實時音視頻對講和視頻聯動創新集成，在進行實時音視頻通話的同時，將高速公路沿線監控攝像頭的視頻流動態集成到對講會話中，可實現監控中心的調度人員和現場的應急響應團隊在對話時直觀地查看到相關的路況信息，如交通擁堵、事故現場、天氣變化等，從而提供更為準確和及時的決策支持。視頻聯動不僅增強了現場感知能力，還提高了應急指揮的效率，確保了在處理緊急事件時能夠迅速調配資源，優化響應路徑，并有效指導現場人員進行交通疏導和事故處理。此外，該功能還支持歷史視頻數據的回放，為事后分析和培訓提供重要資料，全面提升高速公路的安全管理水平［2］。

3.1.3" 移動通信

通過使用智能手機、平板電腦或其他移動終端設備，為高速公路的運營人員提供在移動狀態下進行實時語音和視頻通信的能力，管理人員、巡邏車輛和緊急救援隊伍能夠在高速公路的任何位置保持連通，不受傳統固定對講設備的局限。這種移動通信功能支持無縫切換，無論是在高速公路的監控中心內部還是在外場執行任務，都能確保信息的實時傳遞和指令的快速下達。此外，該功能還整合了GPS定位技術，使用戶能夠實時共享位置信息，優化調度和響應流程，同時提高現場處理緊急情況的靈活性和效率。

3.1.4" 通話排隊

當多個用戶同時嘗試與監控中心或特定服務組進行通信時，可自動將這些通話請求按照“先來先服務”（FCFS）或其他預設的優先級規則進行排隊。通話排隊系統能夠智能分配通信資源，確保緊急和重要的通話得到優先處理，同時向等待中的用戶提供預計等待時間和當前排隊狀態的更新。此外，系統還能夠在通話資源可用時自動連接下一等待中的用戶，減少了人工干預的需要，提高了通信效率和用戶滿意度。通話排隊功能確保通信有序進行，對于處理高速公路上的高峰時段、事故應急響應和特殊事件管理尤為關鍵。

3.2" 廣播子系統

高速公路廣播子系統旨在為高速公路管理提供一個全面、高效、可靠的信息發布平臺，包括以下幾個關鍵組成部分。

3.2.1" 廣播預案

針對高速公路車輛行駛中可能出現的各種情況而制定的一系列標準化信息傳遞方案。這些預案通常包括但不限于路況信息、緊急事件通知、天氣變化提醒、安全駕駛建議等內容。根據高速公路可能遇到的不同情況，如惡劣天氣、交通事故、施工封閉、道路擁堵等，制定相應的廣播預案。每個預案都應包含具體的信息內容、廣播頻率和目標聽眾。同時，設計一套標準化的廣播內容模板，根據不同的預案情況，快速生成廣播稿。

3.2.2" 任務調度中心

通過內置的智能算法，根據實時收集和分析交通流量、事故、施工、天氣變化等關鍵信息生成相應的廣播內容，包括安全警告、速度限制提示、路況更新、繞行建議等，并根據信息的緊急程度和相關性自動調度廣播任務。設計自定義組合方式配置高速公路服務區、隧道等的廣播點位，實現廣播節目定時或者分時段、分組或單點播放，以滿足不同區域的特定需求。同時支持喊話、文字轉語音、音頻文件上傳等多方式播報。

3.2.3" 緊急廣播

系統還具備一鍵廣播的緊急響應功能，能夠在發生重大事故或極端天氣等緊急情況時，立即啟動應急預案，通過沿線廣播設備迅速傳達關鍵信息，指導駕駛員采取避險措施。

3.3" 多級管理

搭建端-邊-云架構，實現傳統的對講系統云控化，將傳統監控中心座機轉換成軟電話虛擬化座席。管理人員可以通過互聯網在任何地點、任何時間進行通信和調度，不再受限于地理位置和硬件設備，實現“對講終端-區域中心-總中心”以及“對講終端-總中心”互聯互通（圖3）。

建設基于“一網統管”扁平化管理模式下的多層級云對講系統，支持集團指揮中心（云端）和各區域中心對講互聯，支持集團指揮中心到各收費站、隧道等對講終端互聯，支持各區域中心到各收費站、隧道等互聯，支持各對講終端互聯，可縮減原有各區域中心主控機數量，高度集成化可縮減各區域中心業務，為應急業務高度融合和扁平化、集團化管理提供堅實基礎。

3.4" 指揮調度

系統融合實時視頻、全要素感知、處置進展等多源信息，通過云對講功能實現跨部門、跨區域的協同作戰，確保緊急情況下的快速響應和資源的最優配置。

例如，當發生交通事故或道路堵塞預警時，可以通過對講系統迅速通知最近的巡邏車輛前往現場，同時指導現場人員進行有效的交通疏導和事故處理。在緊急情況下，如自然災害或重大交通事故，實時音視頻對講功能尤為重要。現場人員可以通過車載或手持終端設備，一鍵啟動緊急呼叫，將現場的實時視頻和位置信息傳輸至監控中心［3］，使救援團隊能夠直觀了解事故現場的狀況，評估事故嚴重程度，并迅速制定救援計劃。此外，該功能還支持多方同時在線溝通，便于不同部門之間的協調合作，共同應對緊急情況。

4" 結語

本文重點圍繞“對講業務統一化、跨區域通信便捷化、協同聯動智能化、運營管理扁平化”，深入研究了高速公路云對講指揮調度系統設計，解決了傳統對講功能單一、信息共享低、協同聯動緩慢等棘手問題，有效提升了應急處置效率和運營管理水平。

［1］錢靜昱，龔樹超.融合通信網絡在智慧高速公路中的應用［J］.中國交通信息化，2019（S1）：14-16，20.

［2］白" 潔.融合通信網絡在智慧高速公路中的應用［J］.交通世界，2021（22）：4-5.

［3］張忠剛，李一鋒，王占軍，等.融合通信在高速公路應急調度指揮通訊系統中的應用［J］.四川建筑，2020（4）：342-344，347.

20240326