高速公路智能应急指挥调度平台的设计

引 言

高速公路是国家的重要基础设施，是发展经济、造福社会、巩固国防的重要支撑力量[1]。建立高速公路应急指挥管理系统， 全面加强高速公路应急管理工作，进一步提高突发事件的应急反应和处置能力，确保高速公路安全畅通，是高速公路管理部门履行管理服务职能的重要内容，对于促进高速公路行业科学发展、安全发展、和谐发展，为经济社会发展和为人民群众安全便捷出行提供有力的服务支撑保障，具有十分重要的意义。

近年来，随着互联网科技的飞速发展，快的、滴滴、腾讯路宝、掌上公交、飞常准等一批手机客户端 App 软件问世， 让人民群众在出行时享受到了网络信息带来的便捷[2]，也为建设高速公路移动客户端在技术上提供了可行性 ；基于机动车数量增长迅猛、高速公路路网不断完善、节假日小客车免费通行实施等多种因素，公众对高速公路服务水平的要求也越来越高。因此，移动客户端软件既是主动顺应互联网时代的发展， 也是集成拓展市场、服务公众出行的重要选择[3]。

平台的使用将为高速公路管理单位应对高速公路突发事件提供有力的技术支撑手段，服务于高速公路应急预案的实施过程，有助于高速公路管理单位全面履行职责，切实提高保障公共安全和处置突发事件的能力；有助于保障公众生命财产安全和维护社会稳定，可以大幅度减少突发事件的经济损失，降低应急行动的经济投入。

1 系统技术分析

1.1 关键技术应用

管理端平台采用 B/S 结构，.net 技术开发， 系统采用MVC 架构和 SOA 统一技术平台， 平台后台数据库采用SQLServer2008数据库进行数据存储。智能手机移动终端App包含Android和IOS两个版本，移动终端采用SQLite数据库进行数据存储。手机电子地图与后台应急平台地图采用高德地图进行二次开发。研发网页监控视频插件ActiveX，调用厂家的接口实现对监控视频的实时预览，云台控制等，可进行全屏播放，多路视频同时控制。通过在电子地图上标注监控源和事故发生地点，以便就近查看相应监控视频。采用TCP 通讯协议， 利用WebSevice、ESB和 Socket 通讯数据传输， 其中WebService 技术是基于 XML的以消息处理作为基本的数据通讯方式，帮助消除使用不同组件模型、操作系统和编程语言系统之间存在的差异，进而能够与其他业务系统进行数据共享、交互[4]。动态实时地获取突发事件的现场资料及路政车辆的调度、监控、统一指挥等。对情报板经常发布的内容进行模板化控制，以方便对情报板进行快速发布。

1.2 系统设计分析

1.2.1 系统的平台场景模型图

该系统的平台场景模型图如图 1 所示。

1.2.2 系统的网络拓扑结构图

系统部署于监控网内，在采集数据方面有较高的效率与安全性，建立应急服务器与Internet 网络连接，并为手机服务开放两个端口，一个端口用于侦听数据消息，另一个用于WebService 数据交换。系统根据用户需要可采用手机和 PC电脑进行系统访问。其网络拓扑结构图如图 2 所示。

1.2.3 手机数据交换原型

手机与服务端 Socket 服务进行消息侦听，避免以定时器方式获取数据，保证节约手机流量和电量损耗。手机通过WebService 与后台应急数据库进行数据读写操作，利用网站以URL 方式获取图片、视频等文件的下载浏览 [5]，其数据交换原型如图 3 所示。

1.3 系统设计原则

1.3.1 系统稳定性

系统设计充分考虑在运营中可能出现的流量峰值问题，采取分区域、分层面、分系统等分流手段实现对大平台高流量海量数据的处理和存储，以应付节假日高峰期用户量需求。

1.3.2 系统开放性

系统设计遵循开放性原则，能够支持多种硬件设备和网络系统，软硬件支持二次开发。网站系统、数据库系统和信息通讯枢纽采用标准数据接口，具有与其他信息系统进行数据交换和数据共享的能力[6] ；计算机网络系统适应将来的广域扩展 ；支持数据分组通讯、支持统一标准的软硬件接口。以便于接入不同的设备及已在使用的平台。

1.3.3 系统可扩展性 

在系统方案中按照系统分析、统筹规划的观点对系统终 期容量及网络发展设想进行方案设计，中心系统采用叠加式模 块升级方式，逐步实现平滑扩容 ；降低系统维护升级的复杂 程度，提高系统更新、维护和升级的效率 ；软件系统使用先 进的网络开发平台，以客户机 / 服务器和浏览器 / 服务器体系 结构为框架，结合模块化和结构化的设计思想，既考虑到当 前使用的易用性，更具有适当的超前性 [7]。

 1.3.4 系统安全性 

在与网络的接入界面上，采用专用防火墙系统，防止非 法用户的恶意入侵 [8]，提供系统总体闭环检测，实现对整个 网络的自检、实时监控和自动故障报警检测以及一定程度的自 恢复。

2 功能需求分析 

2.1 总体功能结构 

系统主要包含管理平台、指挥调度App、数据采集和系 统管理子系统，其系统结构图如图 4 所示。

2.2 应急管理平台

2.2.1 电子地图 

利用该系统可在电子地图上对所管辖各高速公路路段的 各种信息进行多种操作，如路段的设备设施查看、路况信息 查看、交通气象信息查看、高速公路多种数据信息的快捷查 看等，直观准确地展示各种各样的数据。 

2.2.2 事件处理 

养护、路政人员对突发事件可通过手机进行现场上报， 也可通过 3G 将事件信息、视频、图片、文字等传回系统，进 行处理与统一事件处理。从事件发生出发，通过远程技术发 布指令，结合工作流程，对现有的人力资源和物资资源进行 综合调度，到最终的解决事件 [9]。这一系列工作所牵涉到因素， 都可通过综合信息管理平台进行展现、处理和记录。 

2.2.3 信息采集 

信息采集含自动采集（路面数据、天气及预警、GPS 车 辆信息）和手动采集（危险源登录）及监控视频查看（实时视频、 监控设备管理、区域管理）等更多数据的接入。 

2.2.4 日常值守 

日常值守主要包括收费站、路政、养护和监控中心的日常 信息报送与记录。

2.2.5 统计分析 

平台进行事件统计，按等级、事件地点、事件类型等进行统计与分析，还包括收费站、路政、养护和监控中心的日常 信息的报表分析。 

2.2.6 系统管理 

包括对组织机构管理、权限管理、参数配置、基础数据 管理等。 

2.3 指挥调度App 终端

2.3.1 路面简图 

以路面模型图直观展示路段各种服务设施信息和动态交 通信息，包括突发事件、视频快拍、可变情报板信息、服务区 信息和 GPS 车辆信息。应急事件数据是从 PC 平台接入应急 事件数据，实现移动平台与应急指挥调度系统的互动。 

2.3.2 高速地图 

用地图形式显示路段收费站、突发事件、情报板、视频 快拍、GPS 车辆定位数据、应急物资分布。 

2.3.3 接警出警 

外场人员利用应急系统移动终端录入事件信息、灾情信 息、工作进展、上传图片、视频等信息，通过无线网络传回中 心，并且及时通知值班人员信息动态，为外场和管理中心的互 动在信息上建立了快速通道。 

2.3.4 事件调度 

通过手机端进行事件上报，将现场事件信息、视频、图片、 文字等传回应急系统进行处理与统一指挥调度。同时对事件 进行进展续报，直到事件结束。 

3 结 语

智能调度指挥平台的设计全面涵盖路面路况、高速地图、 突发事件、养护巡检、路政巡检、物资仓库、信息推送、信息 采集等模块，以“事件时间轴”为顺序清晰记录了事件处置情 况，满足日常值守、应急事件处置、应急资源保障、预案流程 定义、现场监控视频查看、信息采集与情报板交通诱导信息发 布、空间电子地图展示等业务管理的需求。通过网络 3G/4G 技术，实现手持终端和电脑端同步，并具备地图定位、音频视 频传输等功能 [10]，这些技术能有效解决应急平台数据无缝共 享的问题，达到数字、空间、语音、图片、视频相结合的应急 统一指挥调度管理手段，解决了现场信息传递瓶颈，强化了信 息联控，确保应急事件一呼百应和无缝衔接，极大地提高处 置效率。