高速公路智慧應急調度系統的設計研究

針對高速公路突發事件應急救援，文章提出了一個高速公路智慧應急調度系統。針對事件發生的前、中、后三個階段建立了完整閉環的應急調度系統，實現了路網運行監測與智能預警，現場處置協同聯動與調度以及事件歸檔與分析。使用該系統可以及時通知應急人員，減少事件處置時長，提升應急處置效率，為高速公路應急救援工作提供便利。

高速公路；應急救援；突發事件

U491.2A602063

作者簡介：

鄭海軍（1977—），工程師，主要從事高速公路投資建設與運營管理工作。

0" 引言

隨著我國經濟的快速發展，高速公路路網持續擴建和改造，以滿足日益增長的運輸需求。截至2023年11月，我國高速公路通車里程已達17.7×104 km，穩居世界第一。據統計數據，我國高速公路通行量每年約達數百億車次，其中包括貨車、客車以及私家車等各類車輛［1］。然而，隨著高速公路運輸量的增加，自然災害和交通事故頻發，給高速公路交通安全帶來了極大的挑戰，給社會和經濟造成了不可估量的損失，嚴重影響了社會穩定和經濟發展［2-3］。因此，加強高速公路交通的應急保障十分重要，提高突發事件的感知能力和處置效率，是保障高速公路交通安全暢通的關鍵。如何做好事前的基礎設施保障工作、事中的應急處置工作以及事后的事件歸檔和分析工作，成為當前交通管理領域亟待解決的問題。

1" 發展現狀及需求分析

高速公路應急處置備受政府部門關注，因為它既是我國高速公路管理的核心組成部分，同時也是突發事件應急救援工作的關鍵［4］。盡管目前的高速公路應急救援調度體系已初步建成，然而在實際的突發事件處置過程中仍存在許多問題，導致應急救援效率低下。

（1）突發事件發生前。在突發事件發生前，傳統的路網監測方法通常采用人工視頻巡查和人工駕車巡查相結合的方式，這導致了運營單位需要投入大量的人和車，成本較高。此外，面對數千個攝像頭和幾千公里的高速公路，全線巡查一次需要至少5～6 h，人工巡查效率極其低下；人工巡查有盲區，只能在巡查時掌握部分路段的路況信息，無法實現監測轄區路況的全天候檢測。

（2）突發事件發生時。發生突發事件時，應急救援的關鍵在于快速反應和資源調配。然而，客服人員需要電話逐一通知路政、交警和應急人員等，

耗時約30 min。此外，如通過微信群通知的方式，難以確保信息及時傳達，信息傳達也會存在延遲，尤其在夜間，如應急人員未及時查看信息，則無法及時前往現場處理事故。現場處置情況的反饋過程也相對緩慢，需要通過電話或微信查看相關圖片，使信息傳遞滯后且易失真。目前運營單位監控中心開發的多個系統，在突發事件發生時，需要對系統分別進行操作，過程繁瑣且容易出現誤操作和漏洞。

（3）突發事件發生后。在突發事件現場處置完畢后，運營公司需要對事件進行歸檔，通常通過人工紙質歸檔的方式進行。然而，通過人工統計工單和突發事件情況的方式，可能出現數據統計不全面的問題。人工收集和整理信息需要耗費大量時間和人力資源，才能得到可用的材料。此外，由于缺乏系統的信息匯集機制，各類信息分散在各處，管理人員難以獲取關鍵信息，也無法進行有效的事件回溯與處置分析［5］。

總體而言，高速公路應急救援調度目前還面臨諸多挑戰和問題［6］。為提升應急救援效率，需加強信息化系統建設，利用信息化手段提升應急救援處置效率，做到事前的路網運行全天候自動監測與異常告警提醒；事中的多方處置快速聯動，信息共享及時；事后的事件快速歸檔與分析統計，以此提升運營公司的高速公路應急調度水平。

2" 系統設計

針對當前高速公路應急救援及調度過程中存在的問題，以高速公路運營單位實際需求為導向，本文提出一個高速公路智慧應急調度系統，主要由路網運行監測與智能預警，現場處置協同聯動與調度，突發事件歸檔與分析，應急管理四大子系統組成。

2.1" 系統整體設計

系統總體架構為6層，總體架構如圖1所示，由下至上分別是：

基礎設施層：該層是系統的基礎層，包括機房設備設施，網絡設施，前端感知設備（氣象站、交調站、車檢器、能見度檢測儀、霧燈等）以及基礎軟件環境等。提供了系統運行所需的基本支持，如服務器、網絡設備等。

采集層：采集層負責數據接入，涵蓋了ETC門架、視頻設備、隧道設備等。該層負責部署收費系統、監控系統等的數據收集，部署實時性數據轉發服務，對重點業務系統運行數據進行數據預處理等。

數據層：數據層負責存儲、管理和處理從采集層獲取的數據，分為結構化數據和非結構化數據。通過數據庫系統、數據倉庫等，來存儲和組織各種類型的數據，以便后續的分析和應用。

支撐層：該層負責提供系統運行所需的支撐服務，包括視頻上云服務、GIS服務、通信控制服務、融合通信服務等。

應用層：應用層是系統的核心功能所在，其實現了針對特定業務需求的功能，包括路網監測、應急救援、設備控制、事件歸檔等。應用層是系統的關鍵，直接面向最終用戶。

接入層：接入層負責與外部系統或用戶進行交互和通信，包括接受用戶請求、提供服務接口、與其他系統進行集成等。該層確保系統與外部環境的安全交互。

2.2" 系統功能設計

2.2.1" 路網運行監測與智能預警子系統

2.2.1.1" 路網監測

系統構建了基于GIS地圖的“路網監測”一張圖，可以實時監測路段的運行情況，通過前端設備可實時獲取車流量以及氣象數據等，感知隧道內的復雜環境因素。

2.2.1.2" 視頻監控

通過系統可直接查看路段監控，支持對監控視頻的實時查看和回放，視頻預案設置，對可控攝像機可遠程操控，包括放大、縮小、方向轉換等。

2.2.1.3" 異常告警

系統可以全面、精準地感知和監控道路上的異常情況，利用視頻事件檢測技術感知異常事件并告警，包括停車、逆行、行人、摩托車、拋落物等；同時對隧道告警、天氣預警、電力告警、氣象告警等重要信息進行全面監控，并自動將相關告警信息推送至對應負責人。

2.2.2" 現場處置協同聯動與調度子系統

2.2.2.1" 應急救援事件處置

提供應急救援的事件處置功能，系統通過事件基礎信息自動匹配預案，客服人員進行事件分發后，通過短信/語音電話通知相關人員，可實時查看事件處置進度和跟蹤信息等。同時，自動匹配事件地點附近視頻、交通流量、天氣狀況等信息供查看。

2.2.2.2" 多端聯動

該系統具備跨平臺支持，可以在Web端、移動端和大屏端等多種終端設備上進行聯動操作和數據展示，實現了多端無縫連接和信息共享。

2.2.2.3" 設備控制

系統可遠程操控外場可控設備，這些設備包括情報板、霧燈、隧道指示燈、風機、防火門等。通過系統，用戶可以遠程監控和控制這些設備，以應對各種突發狀況和應急事件。

2.2.2.4" 智能交通誘導

在突發情況發生時，系統可智能匹配事故點附近的情報板，一鍵發布提示信息，提醒司機前方路況，避免交通事故的發生。同時，針對不同的天氣狀況，如晴天、陰天、大雨、大霧等，平臺會自動匹配相應的霧燈誘導預案。

2.2.3" 突發事件歸檔與分析

2.2.3.1" 應急救援歸檔

系統可以將突發事件的相關數據、救援過程、參與人員、處置時間等信息進行歸檔保存。歸檔數據應包括事件發生前的預警信息、事件發生時的應急處置過程和相關通訊記錄，以及事件處理后的評估報告和總結。

2.2.3.2" 數據分析

系統對歸檔的突發事件數據進行分析和挖掘，以發現事件發生的規律和趨勢。數據分析可包括對突發事件的類型、頻率、影響范圍等方面進行統計和分析。

2.2.3.3" 突發事件總結評價

支持對突發事件的總結評價功能，通過對歷史突發事件的回顧和評價，總結經驗教訓，發現問題和不足，為提升應急處置能力和改進管理機制提供參考和建議。

2.2.4" 應急管理子系統

2.2.4.1" 應急資源

管理各類應急資源，包括人員、設備、物資等，提供資源登記、分類、統計、調度等功能，以確保在突發事件發生時能夠快速調配和利用各類應急資源。

2.2.4.2" 預案管理

預案管理支持配置預案，包括預案適用的事件類型、事件等級，適用范圍等任務，對各類預案進行有效管理。

2.2.4.3" 應急人員管理

配置應急工作組及其管轄范圍，以建立聯動機制，并實現預案通知相關人員的自動化觸發。該功能旨在建立應急響應團隊，并明確各工作組的職責和管轄范圍，從而確保在突發事件發生時能夠快速響應和協調應對。

2.2.4.4" 應急值班表

安排和管理應急響應人員的值班情況。值班表應包括人員姓名、聯系方式、值班時間、值班崗位等信息，確保在突發事件發生時有足夠的人員在崗值班，保障應急處置工作的及時性和有效性。

3" 應用效果

系統解決了應急救援事件處置協同時間長、救援不及時等諸多難點問題。目前，相關成果已推廣至8個省份，在約11 300 km高速公路上得到應用。系統在崇左、河池、柳州等多個運營中心投入使用，在約1 600 km高速公路上得到全面應用，節省了約40%人力成本，事件處置效率提升了26%。成果的應用使得應急處理事件數量減少了59.1%，救援事件減少了33.1%，應用效果顯著。

4" 結語

本文設計了一個高速公路智慧應急調度系統，旨在實現事前的路網運行監測與智能預警，事中的現場處置協同聯動，事后的歸檔分析統計，實現突發事件應急救援調度的全流程跟蹤。該系統實現了多部門、多人員之間的高效溝通和協同作戰，提升了應急處置效率和應急響應速度。系統支持對應急事件深入分析和評估，為未來的應急管理提供數據支持和經驗總結，進一步提升了高速公路應急管理水平和能力。該方案應用效果顯著，能全方位監控高速公路運行態勢，同時為高速公路運營中突發事件的應急處置提供借鑒與參考，為高速公路運營單位節省運營成本。

［1］張" 政.智慧高速公路運行監控及應急管理平臺的構建［J］.數據通信，2020（4）：51-54.

［2］李" 朋，馬偉任，陳志濤，等.面向高速公路的智慧應急管理系統研究與設計［J］.價值工程，2023，42（17）：136-138.

［3］馬" 路.基于智慧高速的應急指揮調度系統［J］.中國交通信息化，2022（9）：150-154.

［4］周永明.基于智慧交通的高速公路快速綜合應急指揮調度系統研究［J］.西部交通科技，2022（1）：183-186.

［5］朱熙豪，陶" 杰，李" 保，等.智慧高速融合感知及應急指揮平臺［J］.中國交通信息化，2023（S1）：334-337.

［6］孫金海.河北省高速公路應急指揮調度系統建設［J］.中國交通信息化，2013（S1）：22-23，27.

20240320