道路監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)與功能分析

引言

道路監(jiān)控系統(tǒng)是路網(wǎng)管理的基礎(chǔ)。對(duì)道路監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)與功能進(jìn)行分析是建立高效而可靠的運(yùn)行監(jiān)管與服務(wù)體系的基礎(chǔ)。本文借鑒管理學(xué)的基本理論，結(jié)合高速公路運(yùn)行管理的具體業(yè)務(wù)，對(duì)道路監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)及功能進(jìn)行了梳理，并對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)未來的發(fā)展進(jìn)行了展望。

1道路監(jiān)控系統(tǒng)的作用和定位

道路監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)高速公路單路運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)進(jìn)行信息共享和綜合管理的平臺(tái)。在高速公路現(xiàn)有的運(yùn)營(yíng)管理體系中，監(jiān)控子系統(tǒng)與傳統(tǒng)運(yùn)營(yíng)管理子系統(tǒng)是一個(gè)整體。其中，監(jiān)控子系統(tǒng)處于整個(gè)體系的核心位置，是運(yùn)營(yíng)管理的決策和指揮中心,可起到“大腦”的作用；其他運(yùn)營(yíng)部門根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的控制指揮，執(zhí)行相應(yīng)的管理活動(dòng)，是運(yùn)營(yíng)管理的“手腳”。

2道路運(yùn)營(yíng)管理業(yè)務(wù)的目的和內(nèi)容

管理是指為達(dá)到一定目標(biāo)，應(yīng)用科學(xué)的手段安排組織社會(huì)活動(dòng)，使其有序進(jìn)行的一種活動(dòng)，其中包括決策、計(jì)劃、組織、指揮和監(jiān)督反饋等環(huán)節(jié)。

運(yùn)營(yíng)即運(yùn)行與經(jīng)營(yíng)。高速公路的運(yùn)營(yíng)管理是指在高速公路竣工通車后，為了充分發(fā)揮高速公路的功能，使其最有效率地為社會(huì)提供服務(wù)所進(jìn)行的一系列管理活動(dòng)。高速公路運(yùn)營(yíng)管理的主要內(nèi)容有路政管理、養(yǎng)護(hù)管理、收費(fèi)管理和服務(wù)區(qū)管理。

3道路監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求分析

任何一種管理活動(dòng)都是由管理主體、管理客體、組織目的和組織環(huán)境或條件等四個(gè)基本要素構(gòu)成。根據(jù)管理活動(dòng)的構(gòu)成要素不同，可將道路運(yùn)營(yíng)管理活動(dòng)大致分為對(duì)內(nèi)管理和對(duì)外管理兩種。對(duì)內(nèi)管理的管理客體是道路管理單位的內(nèi)部業(yè)務(wù)開展情況、人員工作情況以及資源使用情況，目的是實(shí)現(xiàn)高效管理和提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)；對(duì)外管理的管理客體是道路及道路使用者，目的是保障道路使用者行駛的安全、高效等。

通常情況下，監(jiān)控策略應(yīng)主要對(duì)道路交通運(yùn)行狀況及相關(guān)部門業(yè)務(wù)操作進(jìn)行監(jiān)督管理，而不直接涉及相關(guān)部門的內(nèi)部管理。在緊急情況下，事件處置對(duì)反應(yīng)速度及處置效率要求較高，需由監(jiān)控中心統(tǒng)一調(diào)度路政、養(yǎng)護(hù)、收費(fèi)、服務(wù)區(qū)相關(guān)人員進(jìn)行反應(yīng)處置，從而使各個(gè)部門協(xié)調(diào)統(tǒng)一，提高反應(yīng)能力和處置能力。綜上所述，本文對(duì)監(jiān)控業(yè)務(wù)需求的梳理,應(yīng)從對(duì)內(nèi)對(duì)外管理，以及正常和異常兩個(gè)因素來考慮。

3.1業(yè)務(wù)監(jiān)管需求

根據(jù)業(yè)務(wù)監(jiān)管目標(biāo)角度的不同，可將管理目標(biāo)分為直接目標(biāo)和間接目標(biāo)兩個(gè)層次。直接目標(biāo)是優(yōu)化服務(wù)水平，間接目標(biāo)則是通過對(duì)業(yè)務(wù)管理中各資源活動(dòng)情況的掌握來確保直接目標(biāo)的有效實(shí)現(xiàn)。

正常情況下的直接目標(biāo)內(nèi)容是監(jiān)督路政人員現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法的操作情況；監(jiān)督養(yǎng)護(hù)工程施工進(jìn)度；監(jiān)督收費(fèi)站服務(wù)狀態(tài),如車道開閉狀態(tài)；監(jiān)督服務(wù)區(qū)服務(wù)狀態(tài)，如停車場(chǎng)可容納車輛數(shù)、剩余停車位數(shù)量、加油站可加油料種類等。

間接目標(biāo)內(nèi)容包括監(jiān)督路政/養(yǎng)護(hù)部門巡查時(shí)間、路線、人員、巡查車輛等信息；其次是監(jiān)督養(yǎng)護(hù)人員出勤情況及工作狀態(tài)、養(yǎng)護(hù)設(shè)備出動(dòng)情況；另外是監(jiān)督收費(fèi)員出勤情況及收費(fèi)過程；同時(shí)監(jiān)督服務(wù)區(qū)工作人員的出勤情況及工作狀態(tài)；還有就是監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)工作運(yùn)行狀態(tài)及異常事件，以便了解整個(gè)系統(tǒng)的設(shè)備完好率。

此外，在異常情況下，還需要了解應(yīng)急隊(duì)伍、物資裝備的響應(yīng)和使用情況。

3.2道路保暢需求

從公路運(yùn)營(yíng)管理單位的角度看來，影響道路安全與暢通的因素來自道路使用者、道路和環(huán)境三個(gè)方面。車輛及人的因素都來自于道路使用者，違章行駛、錯(cuò)誤操作及車輛故障等都是導(dǎo)致交通堵塞和交通事故的隱患。一般道路因素為路基、路面、橋梁、隧道和沿線設(shè)施的運(yùn)行狀態(tài)，路面平整度、強(qiáng)度、抗滑能力及路側(cè)附屬設(shè)施的健康程度對(duì)道路的安全與暢通具有較大影響。環(huán)境因素主要指氣象狀況，不同氣象條件對(duì)人、車、路有不同的影響，通過對(duì)人、車、路的影響，可能間接造成事故隱患。如大霧天氣下人的可視距離較小，易造成交通事故；雪天路面摩擦小，車輛控制困難，易導(dǎo)致交通事故等。

因此，為保障道路的安全與暢通，道路運(yùn)營(yíng)管理單位應(yīng)根據(jù)交通流的狀態(tài)、基礎(chǔ)設(shè)施狀態(tài)、氣象環(huán)境狀態(tài)對(duì)道路及道路使用者進(jìn)行管理。管理活動(dòng)的環(huán)節(jié)包括決策、執(zhí)行和監(jiān)督反饋三部分。

3.2.1監(jiān)督反饋需求

監(jiān)督反饋需求指實(shí)時(shí)掌握交通流、基礎(chǔ)設(shè)施和氣象環(huán)境狀態(tài)的需求。信息是決策的基礎(chǔ)，決策者對(duì)決策的控制主要依據(jù)反饋信息，其目的在于準(zhǔn)確而迅速地把決策實(shí)施過程中出現(xiàn)的問題及決策本身與客觀環(huán)境之間矛盾信息輸送回決策機(jī)構(gòu)，從而使決策者能夠及時(shí)根據(jù)客觀情況的變化，對(duì)決策方案進(jìn)行調(diào)整和糾正。

監(jiān)督反饋的信息分為狀態(tài)信息和事件信息兩種。事件信息又分為兩種：一種是事前可預(yù)知的事件，另一種是事后通過檢測(cè)或上報(bào)才能得知的事件。

一般的狀態(tài)信息包括交通流的交通量、平均車速、占有率、車型、車頭時(shí)距等參數(shù)；另外還有基礎(chǔ)設(shè)施的使用狀態(tài)、隧道的亮度、CO濃度、能見度等參數(shù)；其次是環(huán)境天氣類型、氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降水量、能見度、路面溫度、路面濕度、積雪厚度等參數(shù)。

對(duì)于事件信息，通常可預(yù)知的事件信息包括重大活動(dòng)的類型、時(shí)間、影響；道路養(yǎng)護(hù)工程的位置、施工范圍、工期；預(yù)測(cè)發(fā)生極端天氣的類型、強(qiáng)度、范圍等。不可預(yù)知的事件信息包括交通事件位置、類型、影響程度；設(shè)施狀態(tài)損壞的位置、類型、程度；環(huán)境異常的位置、類型、強(qiáng)度等。

3.2.2決策計(jì)劃需求

通常情況下的決策計(jì)劃需求如下：

根據(jù)實(shí)時(shí)交通設(shè)施的狀態(tài)信息，判斷是否采取交通控制措施，并分析決策采取何種實(shí)施方案；

根據(jù)當(dāng)前及預(yù)測(cè)氣象環(huán)境狀態(tài)信息，判斷是否采取交通控制措施，分析決策采取何種實(shí)施方案；

根據(jù)歷史交通狀態(tài)信息，判斷是否有必要對(duì)道路基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行保養(yǎng)；

根據(jù)道路設(shè)施狀態(tài)，判斷是否對(duì)道路基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行維修;

根據(jù)道路環(huán)境狀態(tài)信息，判斷是否采取融雪除冰措施。

緊急情況下的決策計(jì)劃需求如下：

研究制定針對(duì)各中類型時(shí)間的應(yīng)急處置預(yù)案，充分調(diào)度路政、養(yǎng)護(hù)、收費(fèi)、服務(wù)區(qū)人員及各種應(yīng)急資源，對(duì)事故進(jìn)行快速反應(yīng)和有效處置；

根據(jù)緊急情況的性質(zhì)、類型、傷亡情況、對(duì)交通的影響等因素，選擇相應(yīng)的應(yīng)急預(yù)案，制定具體的應(yīng)急處置方案；

根據(jù)應(yīng)急預(yù)案實(shí)施的效果，分析決策應(yīng)急處置的調(diào)整措施。

3.2.3組織指揮需求

組織指揮需求主要是按照交通誘導(dǎo)分流方案，指揮引導(dǎo)

道路使用者按方案行駛，或者按照事件處置方案，指揮道路管理單位各部門人員及物資按方案進(jìn)行處置。

4道路監(jiān)控系統(tǒng)的功能分析

監(jiān)控系統(tǒng)的功能即實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理的技術(shù)手段。本文從實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)管理中監(jiān)督反饋、決策計(jì)劃和組織指揮的手段對(duì)道路監(jiān)控系統(tǒng)所應(yīng)具有的功能進(jìn)行分析。

4.1信息采集

采集信息的類型分為視頻信息、數(shù)據(jù)信息和語音信息。4.1.1視頻監(jiān)視平臺(tái)

視頻監(jiān)視系統(tǒng)能夠提供監(jiān)控點(diǎn)周邊各監(jiān)控目標(biāo)的實(shí)時(shí)圖像信息，具有信息量大、準(zhǔn)確、直觀的特點(diǎn)冏。

通過視頻監(jiān)控對(duì)道路各監(jiān)控點(diǎn)進(jìn)行巡視，管理人員可直觀地掌握道路上的交通流的運(yùn)行情況。一是辨別有無發(fā)生交通事故，確認(rèn)事故發(fā)生的位置、事故的規(guī)模；辨別是否發(fā)生擁堵，確認(rèn)擁堵的位置、擁堵的長(zhǎng)度。二是辨別橋梁、隧道有無危險(xiǎn)隱患，確認(rèn)隱患的位置和類型。三是觀察天氣狀況及能見度等信息。這樣，通過對(duì)道路運(yùn)行狀態(tài)的掌握，可根據(jù)情況采取不同措施來保證道路的安全和暢通。

另外，通過視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可以對(duì)路政路產(chǎn)路權(quán)的處置過程進(jìn)行監(jiān)管，具體包括對(duì)路政/養(yǎng)護(hù)巡查工作進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)道路養(yǎng)護(hù)的狀態(tài)及進(jìn)度進(jìn)行監(jiān)督，對(duì)收費(fèi)服務(wù)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)督,對(duì)服務(wù)區(qū)資源的應(yīng)用和運(yùn)營(yíng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)管以及對(duì)應(yīng)急處置行動(dòng)實(shí)時(shí)監(jiān)管等。

4.1.2數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

視頻信息僅能定性地描述當(dāng)前監(jiān)控點(diǎn)的周圍情況，這是視頻監(jiān)視平臺(tái)的缺點(diǎn)。為彌補(bǔ)定量描述狀態(tài)信息的缺失，需要各種專業(yè)檢查儀器來對(duì)交通流、基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)境狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

首先，可通過微波車輛檢測(cè)器、線圈車輛檢測(cè)器等準(zhǔn)確地檢測(cè)交通量、平均速度、占有率、車型、車頭時(shí)距等交通參數(shù)；其次，通過位移計(jì)、應(yīng)變儀、速度計(jì)等檢測(cè)儀器監(jiān)測(cè)橋梁樁基的位移、變形、頻率、振型等參數(shù)；第三，通過亮度檢測(cè)器、CO/VI、風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器、火災(zāi)檢測(cè)器可檢測(cè)隧道內(nèi)的亮度、一氧化碳濃度、煙霧能見度、隧道內(nèi)的風(fēng)速風(fēng)向和隧道火災(zāi)；第四是氣象檢測(cè)器，常見的氣象檢測(cè)器有溫度、風(fēng)速風(fēng)向、能見度檢測(cè)器等。通過這些設(shè)備，可以準(zhǔn)確得到監(jiān)測(cè)點(diǎn)周圍的溫度、風(fēng)速風(fēng)向、能見度等環(huán)境參數(shù)。

有許多設(shè)備都具有信息反饋功能，故障時(shí)自動(dòng)返回故障類型。正常時(shí)能夠通過監(jiān)控中心上位機(jī)的訪問，返回關(guān)心的設(shè)備信息，例如通過訪問下位機(jī)情報(bào)板得到當(dāng)前顯示內(nèi)容。

當(dāng)然，也可以人工采集數(shù)據(jù)信息。當(dāng)前技術(shù)水平還不能實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路所有監(jiān)控對(duì)象的狀態(tài)進(jìn)行智能化監(jiān)測(cè)，同時(shí),當(dāng)前已有的智能化監(jiān)測(cè)設(shè)備也存在漏檢、誤檢等問題和配備費(fèi)用較高的問題。為了彌補(bǔ)這些缺陷，可利用人工信息報(bào)送的手段，對(duì)信息進(jìn)行補(bǔ)充采集。

4.1.3語音報(bào)送

語音報(bào)送主要有緊急電話和業(yè)務(wù)電話兩種形式。通過安裝在路側(cè)的緊急電話系統(tǒng)，可在發(fā)生交通事故或車輛故障時(shí)，由道路使用者利用其向監(jiān)控中心通報(bào)事故情況并尋求幫助。監(jiān)控中心能夠記錄緊急電話的呼叫時(shí)間、位置及通話內(nèi)容。業(yè)務(wù)電話則是通過路政/養(yǎng)護(hù)巡查車輛上配置的集群呼叫終端設(shè)備,在事件發(fā)生時(shí)向監(jiān)控中心報(bào)告事件的位置、類型、規(guī)模等信息。

4.2數(shù)據(jù)分析處理

數(shù)據(jù)分析處理主要是事件檢測(cè)、交通控制方案生成、應(yīng)急處置方案生成。

事件檢測(cè)就是通過車輛檢測(cè)器得到的交通流參數(shù)的非正常變化間接地判斷交通事件的存在；通過圖像處理技術(shù)來發(fā)現(xiàn)監(jiān)控區(qū)域內(nèi)的異常事件。

交通控制方案生成就是通過車輛檢測(cè)器得到的實(shí)時(shí)交通流參數(shù)和歷史交通流參數(shù)，通過交通仿真數(shù)學(xué)模型和系統(tǒng)優(yōu)化程序自動(dòng)生成交通控制方案。

應(yīng)急處置方案生成則是根據(jù)突發(fā)事件的類型、等級(jí)、影響范圍，結(jié)合應(yīng)急資源和救援力量，從預(yù)案庫和案例庫中自動(dòng)匹配相關(guān)類型的預(yù)案和案例處置內(nèi)容，以生成應(yīng)急組織、搶通方案、應(yīng)急資源調(diào)配方案。

4.3信息發(fā)布

人類接收信息的主要途徑是通過眼睛和耳朵，因此，發(fā)布的信息按類型可分為文本圖形和語音兩種。

文本或圖形可通過道路上安裝的可變情報(bào)板、可變限速標(biāo)志、通行信號(hào)燈、車道指示燈等設(shè)備，向道路使用者發(fā)布文本或圖形形式的交通控制信息。

語音信息則可通過路側(cè)及隧道內(nèi)覆蓋的調(diào)頻信號(hào)廣播系統(tǒng)，向道路使用者發(fā)布緊急的語音交通控制信息。通過業(yè)務(wù)電話也可向道路管理單位的路政、養(yǎng)護(hù)、收費(fèi)等部門的內(nèi)部人員發(fā)布突發(fā)事件的指揮調(diào)度信息。

5結(jié)語

道路監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)高速公路運(yùn)營(yíng)業(yè)務(wù)進(jìn)行綜合管理和信息共享的平臺(tái)，是路網(wǎng)管理的基礎(chǔ)。目前，我國(guó)現(xiàn)有道路監(jiān)控的服務(wù)水平還不高，運(yùn)營(yíng)效率難以得到充分發(fā)揮。究其原因，是我國(guó)在道路監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)、分析決策、信息發(fā)布等方面還存在著關(guān)鍵技術(shù)、裝備及產(chǎn)品的制約瓶頸。如何突破這些瓶頸，是擺在我們面前的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。

物聯(lián)網(wǎng)概念的問世為高速公路的智能化提供了新的思路?；谙冗M(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)理念和技術(shù)來建設(shè)人、車、路三者相互協(xié)調(diào)的智能高速公路，是解決高速公路交通問題的有效途經(jīng)，是建設(shè)“便捷、高效、安全、綠色”的交通運(yùn)輸體系的有力支撐。

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