总３６９期 交通世界・运输车辆 ２０１５年第２７期（９月下） 高速公路一体化智能管控平台 吴易 （河北省高速公路石黄管理处，河北石家庄０５００００） 摘要：基于物联网技术的高速公路一体化智能管控平台，解决了高速公路趋于饱和的道路通行能力与交通流量激增和 突发事件频发的压力。通过该平台的应用和实施，全面提升了路网监测水平，增强了应急处置能力，提高了运营管理 效率，全面保障了交通安全便捷出行。 关键词：高速公路；一体化；智能；管控平台 中图分类号：Ｕ４９５ 文献标识码：Ｂ ０引言 高速公路一体化智能管控平台涵盖了高速公路统一 等感知终端。感知层是网络识别物体、采集信息的来 源。感知层负责业务逻辑层与外场系统／设备的数据通讯 和处理，将各类数据采集汇总到数据中心。 （５）数据访问层是客户端使用部署在客户端的ＤＡｏ层 的数据采集、交互控制、数据融合分析、ＧＩＳ地理信息 应用、应急联动管理、机电设备管理、收费综合管理、 养护施工管理、路政管理等应用系统的建设。建设该平 台的目的是实现各类高速公路信息资源的深度整合与共 享，防止数据孤岛效应。平台通过深度应用物联网、云 对客户端数据层的数据访问。 （６）数据层是由各个数据库组成，负责数据的存储。 客户端需要的常用的、稳定的基础数据部署在客户端的 数据库中，其他业务数据部署在ＯＲＡＣＬＥ数据库服务器 上。在应用服务器端，使用Ｈｉｂｅｒｎａｔｅ（一种开源的对象 计算、ＷｅｂＧＩＳ等关键技术，实现涵盖高速公路全程监 控、应急联动、机电管理、收费管理、养护管理、路政 管理等多部门、多种类、多侧面的业务应用和技术创 新，全面实现高速公路的运营管理网络化、信息化和数 关系映射框架）为机制包装各种访问数据的功能，负责 系统数据库的访问。 标准规范体系贯穿于平台建设的整个过程。通过 字化，提高高速公路的运营管理水平，为社会公众出行 提供有力保障。 规范的业务梳理和标准化的数据定义，并遵循相应的规 范标准加以实施。严格遵守既定的标准和技术路线 以 网络和云计算作为系统构建的基础和规范，实现多部门 １高速公路一体化智能管控平台的架构 如图１所示，系统从架构上共划分为６层，包括两个 （单位）、多系统、多技术，以及异构平台环境下的信 息互联互通，确保整个系统的成熟性、拓展性和适应 性，规避系统建设的风险。 信息安全与系统运维管理体系是整个平台建设和 运作的重要组成部分，贯穿项目建设的始终。其中， 信息安全不仅包括技术层面的安全保障（如网络安 全、系统安全、应用安全等），而且还包括各项安全 管理制度，因为只有在一系列安全管理的规章制度实 体系：标准规范体系和信息安全与系统运维管理体系。 各层描述如下： （１）表现层由各个用户界面组成，包括ＧＩＳ地图界面 和程序窗体界面两种，负责系统的输出和用户的输入， 部署在各个工作站上。 （２）网络层由各种网络包括互联网、监控网、办公 网、无线网、网络管理系统组成，是整个物联网的中 枢，负责传递和处理感知层获取的信息。 行的前提下，技术才能更好地为安全保障作出贡献。 同时，完善的系统运维管理也是系统稳定、安全运行 的重要保障。 （３）网络应用层是网络和用户的接口，它与需求结 合，实现网络的智能应用业务。结合云计算技术，将网 络应用层与云计算有机结合，实现平台功能模块的集 合，负责系统业务逻辑的处理，并通过通讯层与终端设 备进行消息通信，供客户端表现层进行服务调用。 （４）网络感知层由各种设备及传感器构成，包括视频 ２高速公路一体化智能管控平台的开发研究 ２．１道路运行状态实时可视 实时获取的高速公路交通流量、流速、车道占有率 的状态参数，在电子地图上以交通流量地图的形式准确 终端、情报板设备、电力传感器、温湿度传感器收稿日期：２０１５—０７．２６ 作者简介：吴易，女，高级工程师、ＧＰＳ ，研究方向为交通运输规划管理。 总３６９期 交通世界・运输车辆 ２０１５年第２７期（９月下） 通过阈值判断和ＡＩＤ算法分析等方式对主线交通数 据进行循环分析，生成主线交通异常报警，并转报警管 理模块进行后续的人工处理。通过接入的主线站车辆通 行数据，对通过车辆进行自动甄别，识别可疑车辆，进 行布控查处。 ２．３日常工作一体化的应用 日常工作管理功能涵盖了监控员日常工作所需的所 有功能，包括情报板管理、路侧广播管理、视频监控、 事件的核实处置、车辆ＧＰＳ定位、气象监测、养护施 工、设备设施管理、短信平台信息发布等功能。几乎所 有监控员的日常工作都可以在这个应用中完成，无需再 使用多个独立的业务系统，从而大大降低了监控员的工 作强度。 ２．４应急指挥调度资源可视可控 通过ＧＰＳ实现车辆定位系统，显示当前车辆地理位 置，提供机电、养护、路政、交警、清障、医疗救护、 消防等信息，通过快速反应联动机制实现救援资源的调 度指挥，快速高效处置紧急事件。 当出现交通事故等情况时，可以清楚地看到各类救 援车辆的具体位置，迅速调集距离事故点最近的路政车 和养护车前往，在第一时间到达现场并展开救助，为减 少人民生命财产损失赢得宝贵时间。交通恢复后，可以 迅速恢复情报板信息，通知养护、机电维护等部门进行 后期维修。 ２．５设备运行状态实时可控 将各类交通设备设施接人物联网，通过物联网方式 获取该类设备的相关信息，再对摄像机、情报板和事件 检测等设备的监控系统数据分析，不仅仅可以分析设备 的故障率，还可以检测设备的准确率，系统可以准确监 测设备故障和原因，第一时间将存在问题的设备排查出 来，督促设备厂家进行维修。使设备得到及时的维修， 保障整个系统处于最佳的工作状态。 设备管理实现设备基本资料、设备状态显示、设备 故障报修以及设备故障恢复的闭环管理。系统应在设备 状态定义、设备故障报警、设备故障报修、设备故障恢 复等方面进行深入设计，从而有效提高设备管理的信息 化水平。 ２．６收费数据的智能关联分析决策 通过对联网收费数据的分析处理，可以获取多种有 价值的数据，为高速公路各职能部门决策管理提供可靠 的数据来源和分析结果，为领导的决策从数据角度来评 估各种量化管理方法提供重要依据。 ２．７业务数据采集功能 采用基于网络的信息感知技术，实现对高速公路现 有不同厂家的各类交通设备和设施，及现有多级系统、 多站点、多平台的异构信息资源要素的全天候实时自动 获取。信息采集为整个系统提供数据入口和控制出口， 是整个系统正常运行的前提和基础。 ２４ ２．８通信控制功能 通信控制功能负责将各种人机交互控制指令发送到 对应的设备，并接收设备的反馈信息，实现各类设备的 控制功能。系统可以控制的设备类型包括视频监控、情 报板、路侧广播、车载ＧＰＳ等，具备自动控制、远程遥 控、本地控制等功能。控制方式有人工控制和自动控制 两种。 ２．９数据分析与融合功能 系统集成了海量的备类业务数据，通过对各类数 据进行深入的分析、清理、融合，形成多维度的、统一 的业务基础数据，为实现高速公路的交通智能管控提供 了数据支持。通过采用数据挖掘技术，进行关联规则挖 掘、聚类、分类操作。可以发现数据之间隐藏的关系， 为决策者做出相关的决策指导。 ２．１０视频诊断功能 视频质量诊断功能主要应用在视频监控系统的控制 中心，通过对各路模拟或数字视频信号进行自动检测， 利用先进的机器学习和计算机视觉技术，仿真人类的视 觉系统，对视频图像出现的信号缺失、雪花、噪声、模 糊、偏色、画面冻结、增益失衡和云台失控等常见摄像 头故障以及故障严重程度做出准确判断，自动记录和分 析所有的检测结果。 支持摄像头分组。不同时间可以制定不同的诊断计 划，对不同的摄像头进行检测。支持检测项目设置，对 不同的摄像头，可设置不同的检测项目。支持阈值参数 设置，对不同的摄像头可设置不同的报障阈值。 所有视频故障检测结果都将被储存于数据库，并提 供历史记录的查询和统计分析的网站，用户可随时随地 登录网站查询历史故障详情，并统计分析监控系统的故 障数、故障率等情况，极大的方便了对视频监控系统的 维护和管理工作。 ２．１１机房智能监控功能 实现对全线收费站和管理所以及监控中心通信机房 统一管理，实现自动监测机房设备的运行状态，记录和 处理相关数据，并可以及时侦测设备故障，并通过预设 的报警方式自动通知维护或管理人员，使其得到及时处 理，实现无人值守要求。机房智能监控功能包括温湿度 监测、市电输入（输出）电量监测、空调监测、消防监 测、新风监测、漏水监测等。 ２．１２电力监控功能 整个功能集保护、测量、控制、报警、远传等功 能为一体，控制技术与网络技术相结合，实现数据共 享、自动化管理，无人或少人职守。系统软件完成开 关状态监视、电力参数采集、综合保护监测、远程控 制、报警管理、曲线分析、报表生成、用户管理等多 种实用功能。 ２．１３系统高可用功能 系统设计采用中间件和数据库集群技术，一台设备 出现故障时不会影响系统的正常运行，真正实现系统的 高可用性。 ２．１４应急指挥对讲终端的应用 应急指挥对讲子系统是一体化智能管控平台的手持 终端、移动客户端，除具备应急指挥对讲功能之外，还 具备获取外场设备数据、检测设备状态、分析交通运行 状况等功能。 ２．１５ ＷｅｂＧＩＳ平台的应用 ＷｅｂＧＩＳ平台既是操作集成平台，又是底层服务提供 者，其功能包含底层服务功能和集成操作、系统管理功 能。系统以高速公路电子地图信息结合设备分布等专业 化的信息为基础，综合显示视频监控、可变信息标志、 事件监测、网络广播控制等系统的运行情况。 ＷｅｂＧＩＳ平台使用Ｏｒａｃｌｅ数据库存储空间数据。 系统通过简单直观的统一界面，除提供基本的空间数 据浏览、查询功能外，还可以在电子地图上直观提供 实时的高速路网的交通流量、车辆通信、事件报警情 况等动态交通信息，以便监控中心管理人员做出快速 响应。 系统开发或封装特定的底层服务功能，主要提供高 速公路交通管理集成动作中所需要的功能性地理信息服 务。包括带地理检索的资源显示、移动目标展示、复杂 计算和检索等。 ３结语 通过使用高速公路一体化智能管控平台，可以有效 预防和处置道路交通事故，保障高速路网的畅通。优化 了高速公路交通诱导方案，减少交通拥堵２０％以上。实 现了交通管控的智能化，交通事件平均处置时间缩短了 ６０％。增强了应急指挥调度能力，交通事件的处置效率 智能交通 ｌＮＴＥＬＬ｜ＧＥＮＴ ＴＲＡＮＳＰ０ＲＴ 提高５０％以上，同时降低二次事故发生率２０％以上。大 大提高了路网营运信息化水平和管理水平，增强路网通 行能力，缩短高速公路投资的回收期。实现高速公路的 各类交通信息在各独立管理路段内的共享，大大提高了 高速公路的管理服务水平，实现高速公路监控和指挥的 “一体化”管理。 参考文献： ［１］Ｕ．Ｓ．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ（２０１０）Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ．Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｆｒｏｍ： ［２］ｈｔｔｐ：ｌｌｗｗｗ．ｉｔｓｏｖｅｒｖｉｅｗ．ｉｔｓ．ｄｏｔ．ｇｏｖ／Ｄｅｆａｕｌｔ．ａｓｐ［Ａｃｃｅｓｓｅｄ ５ Ｊｕｎｅ ２０１０］． ［３］Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｃｏｍｍｕｎｉｔｉｅｓ（２００９） Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ—Ａｎ ａｃｔｉｏｎ ｐｌａｎ ｆｏｒ Ｅｕｒｏｐｅ．Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｒｆｏｍ： ［４］ｈｔｔｐ：／／ｅｃ．ｅｕｒｏｐａ．ｅｕ／ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ＿ｓｏｃｉｅｔｙ／ｐｏｌｉｃｙ／ｒｆｉｄ／ｄｏｃｕ— ｍｅｎｔｓ／ｃｏｍｍｉｏｔ２００９．ｐｄｆ［Ａｃｃｅｓｓｅｄ ５ Ｊｕｎｅ ２０１０１． ［５］Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｔｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｕｎｉｏｎ（２００５）ＩＴＵ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｒｅｐｏｒｔ：Ｔｈｅ Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ－Ｅｘｅｃｕｔｉｖｅ Ｓｕｍｍａｒｙ．Ａｖａｉｌａｂｌｅ ｆｒｏｍ： ［６］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｉｔｕ．ｉｎｔ／ｏｓｇ／ｓｐｕ／ｐｕｂ１ｉｃａｔｉｏｎｓ／ｉｎｔｅｒｎｅｔｏｆｔｈｉｎｇｓ／ ＩｎｔｅｒｎｅｔｏｔＴｈｉｎｇｓ＿ｓｕｍｍａｒｙ．ｐｄｆ［Ａｃｃｅｓｓｅｄ ５ Ｊｕｎｅ ２０ １ Ｏ］． ［７］邹力．物联网与智能交通［Ｍ］．北京：电子工业出版 社．２０１２． ［８］李野，王晶波，董利波．物联网在智能交通中的应用 研究［Ｊ］．移动通信，２０１０（１５）：３Ｏ．３４． ［９］郑建湖，王明华．动态交通信息采集技术比较分析［Ｊ］． 交通标准化，２００９（７）：４２．４７． （编辑：赵艳） ２５
