基于IoT的高速公路多端協同智慧清障救援平臺研究

摘要：當前各高速公路運營公司普遍存在清障救援效率低、應急響應機制不完善、施救過程監管難等問題，基于此，文章研究并建設了高速公路智慧清障救援平臺。通過采用PC管理端、施救人員App端和司乘人員微信小程序多端結合的形式，應用車載GPS定位+執法記錄儀等物聯網（Internet of Things， IoT）技術，構建了“可視數據一屏掌控、救援力量協同調度、全業務考核監督”于一體的多端協同高速公路智慧清障救援平臺，實現了清障救援全流程的標準化、規范化、協同化和公開化，打造高效安全的數字化應急清障體系。

關鍵詞：高速公路；清障救援；考核監督

中圖分類號：TP311 "文獻標志碼：A

0 引言

隨著交通強國建設加快，道路交通日益繁忙，各類交通事故和自然災害頻繁發生，使得清障救援工作變得愈發重要［1-4］。山西省高速公路里程長、車流量大、路況復雜，有著連續隧道和長大下坡路段，交通事故潛在風險較高［5］，清障救援業務繁重，對路網的綜合管控能力、態勢感知能力、清障處置調度等一體化的能力要求非常高［6］，亟須建設數字化清障救援平臺，用以提升業務運營效率、提高風險預警能力和事件快速處置能力，同時加強清障救援服務的快速響應、精準調度和高效處理，保障路網運行暢通安全。

1 系統總體架構

為構建高效協同、規范統一的數字化智慧清障救援平臺，系統總體技術架構分為感知層、數據層、應用層、服務層4部分。系統總體架構如圖1所示。

1.1 感知層

感知層將平臺所需的數據進行采集匯聚，包括道路基礎設施、機電設施、車輛基礎信息、人員信息、執法記錄儀和車輛GPS定位信息。其中，道路基礎設施包括路段、收費站、隧道、服務區名稱、樁號、方向等信息；機電設施包括霧區防撞系統、能見度檢測設施、激光防疲勞設施、氣象監測儀等信息；車輛基礎信息包括巡查車、清障車的車型車牌等信息；人員信息包括清障人員、巡查人員的姓名、年齡、駕照等信息；執法記錄儀包括執法記錄儀名稱、品牌、狀態、定位等信息；車載GPS定位信息包括車輛的實時定位數據及軌跡跟蹤回放數據。

1.2 數據層

數據層主要存儲清障數據、巡查數據、車務數據、收入數據、服務評價數據、考核數據、車輛運行數據和基礎數據，為應用層提供數據存儲。

1.3 應用層

應用層展示了高速公路智慧清障救援平臺的核心功能，建設了PC端、App端和微信小程序。其中，PC端涵蓋駕駛艙、清障管理、巡查管理、車輛運行管理、視頻會商管理、車務管理、收入管理、服務評價管理、考核管理及基礎信息管理；App端實現清障業務和巡查業務的一鍵打卡和一鍵上報；微信小程序提供一鍵定位和一鍵救援功能。

1.4 服務層

平臺服務層展示了智慧清障救援平臺的服務對象，包括公司領導、中隊值班員、一線清障巡查員和司乘人員。其中，公司領導可通過PC端實現對公司清障業務運營一屏全覽及考核監督。中隊值班員可在PC端一鍵派單，實現清障、巡查命令下發；一線清障巡查員可通過App進行全業務流程的打卡和信息上報；司乘人員可通過微信小程序進行一鍵定位和救援。

2 功能設計

2.1 智慧清障救援PC端

2.1.1 駕駛艙

駕駛艙整體設計如圖2所示，駕駛艙涵蓋了清障總覽、車輛總覽、清障考核、巡查總覽、運營管理、巡查考核及圖層管理。

其中，清障總覽按年月展示了交通事故、車輛故障等各類清障任務數；車輛總覽展示了公司各個中隊巡查車與清障車的詳情；清障考核展示了各中隊人員清障達標任務數與未達標任務數；巡查總覽展示了巡查任務數、巡查完成率及巡查發現的交通事故及道路施工養護數；運營管理按年月展示了清障的應收與實收款項；巡查考核展示了各中隊巡查人員的巡查達標數及未達標數；圖層管理實時展示了清障救援、在線車輛及機電設施分布情況，點擊相應圖標可進行詳情查閱。駕駛艙提供了全方位的清障救援業務與巡查業務感知，為清障巡查業務指導提供了數據支撐。

2.1.2 清障管理

清障管理如圖3所示，支持清障救援事件錄入、展示及周邊資源的掌握，支持值班人員對待救援事件進行司機與車輛的選擇，進而完成派單操作；對救援中的事件詳細展示包括事故車輛信息、救援車輛信息和費用信息等并對救援流程進行實時跟蹤定位。同時可根據樁號進行地圖定位，支持查看周邊基礎設施、巡查車、清障車等信息，為事件的科學處置提供數據支撐。

2.1.3 巡查管理

巡檢管理模塊實現了巡檢任務發布、結果查詢全業務流程數字化管理；可錄入巡檢計劃包括：巡檢路段、巡檢樁號范圍、巡檢人員指定等；同時可查看巡檢結果，包括出車時間、收車時間、巡查里程、事故處置及道路施工安全監督檢查等。

2.1.4 車輛運行管理

車輛運行支持對巡查車、清障車的實時定位查詢與軌跡追溯。車輛運行管理如圖4所示，可點擊車輛列表數據進行實時定位，在地圖彈窗中進行車輛車速等信息的實時查閱；軌跡追溯可查看任意時間段的車輛軌跡，支持對軌跡進行加速播放，為車輛監控［7］與責任追溯提供數據支撐。

2.1.5 視頻會商管理

依托執法記錄儀終端設備，實現視頻會商。如圖5所示可選擇對應中隊的執法記錄儀進行現場處置情況實時調閱，同時可與現場進行實時通話，為決策層快速掌握現場情況及事故處置提供全方位支撐。

2.1.6 車務管理

車務管理實現了對車輛的維保、加油、ETC費用的統計分析。各中隊按需可錄入車輛的維保信息；按月可錄入運行里程、加油升數、加油金額及ETC費用；同時系統可自動統計各中隊任意月份周期的運行里程、百千米油耗、加油總量、加油總金額、ETC總費用、維保總費用及全部費用，為車輛的經費制定提供數據支撐。

2.1.7 收入管理

收入管理提供了清障營收管理及發票管理。清障營收展示各清障任務的清障類型、清障車型、重載里程、預計費用及實收費用，實現清障公開公正救援；發票管理提供發票導出功能，可依托被救人員二維碼掃碼錄入發票類型、發票抬頭、開戶銀行等信息，為發票快速準確開具提供支撐。

2.1.8 服務評價管理

依托被救人員通過二維碼掃碼對清障作業人員進行評價，可查閱專業程度、服務態度、規范程度及總體評價等信息，為清障人員專業度的進一步提升及公眾出行服務品質提供依據。

2.1.9 考核管理

考核管理實現了對清障人員、巡查人員的全流程自動考核。內容包括對清障人員出車時長、到位時長、作業時長進行考核監督；對巡查人員出車時長、巡查里程、到位時長進行考核監督。支持通過時間、是否達標進行考核結果的篩選導出，為公司考核監督提供數字化管理手段。

2.1.10 基礎信息管理

基礎信息管理包括公司基礎信息管理及路網基礎信息管理。其中，公司基礎信息管理實現對用戶、車輛、車庫、執法記錄的基礎信息管理；路網基礎信息管理實現對路段、收費站、隧道、智慧屏、霧區誘導系統等路網設施機電設備的統一管理，為路網感知提供數據支撐。

2.2 智慧清障救援App端

2.2.1 清障人員作業端

清障人員作業端App實現了清障全流程的打卡管理及發票、收費、評價等一鍵掃碼管理。

清障人員可通過一鍵打卡實現出車、到位、清離、卸車及收車全流程的記錄；其中出車包括打卡時間、出車里程、車牌等信息；到位包括打卡時間、所在路段、方向、樁號、到位里程等信息；清離包括打卡時間、清離車輛信息；卸車包括打卡時間、出口名稱、卸車里程等信息；收車包括打卡時間、收車里程、是否加油等信息，實現了簡潔高效的清障救援全流程執行機制。

點擊發票管理和評價管理界面，可打開相應的二維碼，被救人員可掃碼進行相關信息評價及錄入；發票信息可錄入發票類型、發票抬頭、開戶銀行等；評價信息可評價響應速度、服務態度等；收費管理可填寫被救人員基本信息、車牌、車型、救援類型、重載里程、收費二維碼，同時依托收費標準自動計算預計費用，為清障人員收費提供輔助支撐。

2.2.2 巡查人員作業端

巡查人員作業端App實現了從出車、巡查上報到收車的全流程管理，出車包括出車時間、出車里程等信息；巡查上報包括事故處置及道路施工安全監督檢查；事故處置可填報到位時間、封路時長、所在路段、事故屬性、天氣、路產賠償情況等；道路施工安全監督檢查包括所在路段、施工名稱、發現問題、整改成效及現場情況等；收車包括收車時間、收車里程、加油情況等，實現了巡查全流程的數字化管理。

2.3 司乘救援小程序

司乘人員可通過微信小程序一鍵發起救援申請。依托采集到的樁號經緯度基礎信息，利用基準點及二維比例法計算事故坐標點樁號［8］，為清障人員快速定位提供有效支撐，同時可根據車型、樁號自動計算預計拖車費用，為司乘人員提供參考。

3 結語

智慧清障救援平臺支撐司乘人員一鍵救援、值班人員一鍵派單、施救人員一鍵打卡，管理人員一鍵調度，實現多部門人員協同聯動，同時支持清障救援業務營收和成本的數字化監督，實現清障救援業務的流程化、高效化和陽光化。

參考文獻

［1］張子亮.基于GIS的集中式高速公路緊急救援指揮系統研究［D］.鎮江：江蘇大學，2007.

［2］陳嫻.高速公路作業調度系統客戶端管理軟件的設計與實現［D］.杭州：浙江工業大學，2015.

［3］虞安軍.高速公路清障救援管理與服務平臺［J］.中國交通信息化，2022（增刊1）：165-169.

［4］武藝.高速公路清障救援機制建設及其經濟社會效益研究［J］.山西交通科技，2020（6）：95-98.

［5］王溥慧.山西高速公路交通安全特性分析與對策措施［J］.公路與汽運，2012（5）：75-77.

［6］王登才.高速公路應急管理信息系統［J］.無線互聯科技，2015（5）：70-72.

［7］高山.基于GPS的車輛監控指揮系統的設計與發展［J］.無線互聯科技，2017（7）：59-60.

［8］段明華，王敬豐.GPS坐標與公路樁號轉換研究［J］.九江學院學報（自然科學版），2022（1）：15-18.

（編輯 王雪芬編輯）

Research on expressway multi-terminal collaborative intelligent obstacle removal

and rescue platform based on IoT

CUI" Kaichao

（Shanxi Province Intelligent Transportation Research Institute Co.， Ltd.， Taiyuan 030032， China）

Abstract： At present， expressway operating companies generally have problems such as low efficiency of obstacle removal and rescue， imperfect emergency response mechanism， and difficult supervision of the rescue process. Based on this， the article studies and builds an expressway intelligent obstacle removal and rescue platform. By combining the PC management terminal， the rescue personnel App terminal and the driver and passenger WeChat applet， and applying Internet of Things （IoT） technologies such as vehicle-mounted GPS positioning + law enforcement recorders， a multi-terminal collaborative expressway intelligent obstacle removal and rescue platform integrating “one-screen control of visual data， coordinated dispatch of rescue forces， and full business assessment and supervision” is constructed， which realizes the standardization， normalization， coordination and transparency of the entire obstacle removal and rescue process， and creates an efficient and safe digital emergency obstacle removal system.

Key words： expressway; obstacle removal and rescue; assessment and supervision