高速公路智能應(yīng)急指揮調(diào)度平臺的設(shè)計

引 言

高速公路是國家的重要基礎(chǔ)設(shè)施，是發(fā)展經(jīng)濟(jì)、造福社會、鞏固國防的重要支撐力量[1]。建立高速公路應(yīng)急指揮管理系統(tǒng)， 全面加強高速公路應(yīng)急管理工作，進(jìn)一步提高突發(fā)事件的應(yīng)急反應(yīng)和處置能力，確保高速公路安全暢通，是高速公路管理部門履行管理服務(wù)職能的重要內(nèi)容，對于促進(jìn)高速公路行業(yè)科學(xué)發(fā)展、安全發(fā)展、和諧發(fā)展，為經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和為人民群眾安全便捷出行提供有力的服務(wù)支撐保障，具有十分重要的意義。

近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)科技的飛速發(fā)展，快的、滴滴、騰訊路寶、掌上公交、飛常準(zhǔn)等一批手機客戶端 App 軟件問世， 讓人民群眾在出行時享受到了網(wǎng)絡(luò)信息帶來的便捷[2]，也為建設(shè)高速公路移動客戶端在技術(shù)上提供了可行性 ；基于機動車數(shù)量增長迅猛、高速公路路網(wǎng)不斷完善、節(jié)假日小客車免費通行實施等多種因素，公眾對高速公路服務(wù)水平的要求也越來越高。因此，移動客戶端軟件既是主動順應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展， 也是集成拓展市場、服務(wù)公眾出行的重要選擇[3]。

平臺的使用將為高速公路管理單位應(yīng)對高速公路突發(fā)事件提供有力的技術(shù)支撐手段，服務(wù)于高速公路應(yīng)急預(yù)案的實施過程，有助于高速公路管理單位全面履行職責(zé)，切實提高保障公共安全和處置突發(fā)事件的能力；有助于保障公眾生命財產(chǎn)安全和維護(hù)社會穩(wěn)定，可以大幅度減少突發(fā)事件的經(jīng)濟(jì)損失，降低應(yīng)急行動的經(jīng)濟(jì)投入。

1 系統(tǒng)技術(shù)分析

1.1 關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

管理端平臺采用 B/S 結(jié)構(gòu)，.net 技術(shù)開發(fā)， 系統(tǒng)采用MVC 架構(gòu)和 SOA 統(tǒng)一技術(shù)平臺， 平臺后臺數(shù)據(jù)庫采用SQLServer2008數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。智能手機移動終端App包含Android和IOS兩個版本，移動終端采用SQLite數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。手機電子地圖與后臺應(yīng)急平臺地圖采用高德地圖進(jìn)行二次開發(fā)。研發(fā)網(wǎng)頁監(jiān)控視頻插件ActiveX，調(diào)用廠家的接口實現(xiàn)對監(jiān)控視頻的實時預(yù)覽，云臺控制等，可進(jìn)行全屏播放，多路視頻同時控制。通過在電子地圖上標(biāo)注監(jiān)控源和事故發(fā)生地點，以便就近查看相應(yīng)監(jiān)控視頻。采用TCP 通訊協(xié)議， 利用WebSevice、ESB和 Socket 通訊數(shù)據(jù)傳輸， 其中WebService 技術(shù)是基于 XML的以消息處理作為基本的數(shù)據(jù)通訊方式，幫助消除使用不同組件模型、操作系統(tǒng)和編程語言系統(tǒng)之間存在的差異，進(jìn)而能夠與其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享、交互[4]。動態(tài)實時地獲取突發(fā)事件的現(xiàn)場資料及路政車輛的調(diào)度、監(jiān)控、統(tǒng)一指揮等。對情報板經(jīng)常發(fā)布的內(nèi)容進(jìn)行模板化控制，以方便對情報板進(jìn)行快速發(fā)布。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計分析

1.2.1 系統(tǒng)的平臺場景模型圖

該系統(tǒng)的平臺場景模型圖如圖 1 所示。

1.2.2 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)部署于監(jiān)控網(wǎng)內(nèi)，在采集數(shù)據(jù)方面有較高的效率與安全性，建立應(yīng)急服務(wù)器與Internet 網(wǎng)絡(luò)連接，并為手機服務(wù)開放兩個端口，一個端口用于偵聽數(shù)據(jù)消息，另一個用于WebService 數(shù)據(jù)交換。系統(tǒng)根據(jù)用戶需要可采用手機和 PC電腦進(jìn)行系統(tǒng)訪問。其網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖 2 所示。

1.2.3 手機數(shù)據(jù)交換原型

手機與服務(wù)端 Socket 服務(wù)進(jìn)行消息偵聽，避免以定時器方式獲取數(shù)據(jù)，保證節(jié)約手機流量和電量損耗。手機通過WebService 與后臺應(yīng)急數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫操作，利用網(wǎng)站以URL 方式獲取圖片、視頻等文件的下載瀏覽 [5]，其數(shù)據(jù)交換原型如圖 3 所示。

1.3 系統(tǒng)設(shè)計原則

1.3.1 系統(tǒng)穩(wěn)定性

系統(tǒng)設(shè)計充分考慮在運營中可能出現(xiàn)的流量峰值問題，采取分區(qū)域、分層面、分系統(tǒng)等分流手段實現(xiàn)對大平臺高流量海量數(shù)據(jù)的處理和存儲，以應(yīng)付節(jié)假日高峰期用戶量需求。

1.3.2 系統(tǒng)開放性

系統(tǒng)設(shè)計遵循開放性原則，能夠支持多種硬件設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，軟硬件支持二次開發(fā)。網(wǎng)站系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和信息通訊樞紐采用標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口，具有與其他信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)共享的能力[6] ；計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)適應(yīng)將來的廣域擴(kuò)展 ；支持?jǐn)?shù)據(jù)分組通訊、支持統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的軟硬件接口。以便于接入不同的設(shè)備及已在使用的平臺。

1.3.3 系統(tǒng)可擴(kuò)展性 

在系統(tǒng)方案中按照系統(tǒng)分析、統(tǒng)籌規(guī)劃的觀點對系統(tǒng)終 期容量及網(wǎng)絡(luò)發(fā)展設(shè)想進(jìn)行方案設(shè)計，中心系統(tǒng)采用疊加式模 塊升級方式，逐步實現(xiàn)平滑擴(kuò)容 ；降低系統(tǒng)維護(hù)升級的復(fù)雜 程度，提高系統(tǒng)更新、維護(hù)和升級的效率 ；軟件系統(tǒng)使用先 進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)開發(fā)平臺，以客戶機 / 服務(wù)器和瀏覽器 / 服務(wù)器體系 結(jié)構(gòu)為框架，結(jié)合模塊化和結(jié)構(gòu)化的設(shè)計思想，既考慮到當(dāng) 前使用的易用性，更具有適當(dāng)?shù)某靶?[7]。

 1.3.4 系統(tǒng)安全性 

在與網(wǎng)絡(luò)的接入界面上，采用專用防火墻系統(tǒng)，防止非 法用戶的惡意入侵 [8]，提供系統(tǒng)總體閉環(huán)檢測，實現(xiàn)對整個 網(wǎng)絡(luò)的自檢、實時監(jiān)控和自動故障報警檢測以及一定程度的自 恢復(fù)。

2 功能需求分析 

2.1 總體功能結(jié)構(gòu) 

系統(tǒng)主要包含管理平臺、指揮調(diào)度App、數(shù)據(jù)采集和系 統(tǒng)管理子系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖 4 所示。

2.2 應(yīng)急管理平臺

2.2.1 電子地圖 

利用該系統(tǒng)可在電子地圖上對所管轄各高速公路路段的 各種信息進(jìn)行多種操作，如路段的設(shè)備設(shè)施查看、路況信息 查看、交通氣象信息查看、高速公路多種數(shù)據(jù)信息的快捷查 看等，直觀準(zhǔn)確地展示各種各樣的數(shù)據(jù)。 

2.2.2 事件處理 

養(yǎng)護(hù)、路政人員對突發(fā)事件可通過手機進(jìn)行現(xiàn)場上報， 也可通過 3G 將事件信息、視頻、圖片、文字等傳回系統(tǒng)，進(jìn) 行處理與統(tǒng)一事件處理。從事件發(fā)生出發(fā)，通過遠(yuǎn)程技術(shù)發(fā) 布指令，結(jié)合工作流程，對現(xiàn)有的人力資源和物資資源進(jìn)行 綜合調(diào)度，到最終的解決事件 [9]。這一系列工作所牽涉到因素， 都可通過綜合信息管理平臺進(jìn)行展現(xiàn)、處理和記錄。 

2.2.3 信息采集 

信息采集含自動采集（路面數(shù)據(jù)、天氣及預(yù)警、GPS 車 輛信息）和手動采集（危險源登錄）及監(jiān)控視頻查看（實時視頻、 監(jiān)控設(shè)備管理、區(qū)域管理）等更多數(shù)據(jù)的接入。 

2.2.4 日常值守 

日常值守主要包括收費站、路政、養(yǎng)護(hù)和監(jiān)控中心的日常 信息報送與記錄。

2.2.5 統(tǒng)計分析 

平臺進(jìn)行事件統(tǒng)計，按等級、事件地點、事件類型等進(jìn)行統(tǒng)計與分析，還包括收費站、路政、養(yǎng)護(hù)和監(jiān)控中心的日常 信息的報表分析。 

2.2.6 系統(tǒng)管理 

包括對組織機構(gòu)管理、權(quán)限管理、參數(shù)配置、基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 管理等。 

2.3 指揮調(diào)度App 終端

2.3.1 路面簡圖 

以路面模型圖直觀展示路段各種服務(wù)設(shè)施信息和動態(tài)交 通信息，包括突發(fā)事件、視頻快拍、可變情報板信息、服務(wù)區(qū) 信息和 GPS 車輛信息。應(yīng)急事件數(shù)據(jù)是從 PC 平臺接入應(yīng)急 事件數(shù)據(jù)，實現(xiàn)移動平臺與應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)的互動。 

2.3.2 高速地圖 

用地圖形式顯示路段收費站、突發(fā)事件、情報板、視頻 快拍、GPS 車輛定位數(shù)據(jù)、應(yīng)急物資分布。 

2.3.3 接警出警 

外場人員利用應(yīng)急系統(tǒng)移動終端錄入事件信息、災(zāi)情信 息、工作進(jìn)展、上傳圖片、視頻等信息，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳回中 心，并且及時通知值班人員信息動態(tài)，為外場和管理中心的互 動在信息上建立了快速通道。 

2.3.4 事件調(diào)度 

通過手機端進(jìn)行事件上報，將現(xiàn)場事件信息、視頻、圖片、 文字等傳回應(yīng)急系統(tǒng)進(jìn)行處理與統(tǒng)一指揮調(diào)度。同時對事件 進(jìn)行進(jìn)展續(xù)報，直到事件結(jié)束。 

3 結(jié) 語

智能調(diào)度指揮平臺的設(shè)計全面涵蓋路面路況、高速地圖、 突發(fā)事件、養(yǎng)護(hù)巡檢、路政巡檢、物資倉庫、信息推送、信息 采集等模塊，以“事件時間軸”為順序清晰記錄了事件處置情 況，滿足日常值守、應(yīng)急事件處置、應(yīng)急資源保障、預(yù)案流程 定義、現(xiàn)場監(jiān)控視頻查看、信息采集與情報板交通誘導(dǎo)信息發(fā) 布、空間電子地圖展示等業(yè)務(wù)管理的需求。通過網(wǎng)絡(luò) 3G/4G 技術(shù)，實現(xiàn)手持終端和電腦端同步，并具備地圖定位、音頻視 頻傳輸?shù)裙δ?[10]，這些技術(shù)能有效解決應(yīng)急平臺數(shù)據(jù)無縫共 享的問題，達(dá)到數(shù)字、空間、語音、圖片、視頻相結(jié)合的應(yīng)急 統(tǒng)一指揮調(diào)度管理手段，解決了現(xiàn)場信息傳遞瓶頸，強化了信 息聯(lián)控，確保應(yīng)急事件一呼百應(yīng)和無縫銜接，極大地提高處 置效率。