GPS路況養(yǎng)護(hù)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)在公路養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用

孫亮亮

(長治高速公路有限責(zé)任公司，山西長治 046000)

1 應(yīng)用背景

高速公路是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，而信息化則是實(shí)現(xiàn)交通現(xiàn)代化的必然選擇。隨著信息化的不斷推進(jìn)，實(shí)現(xiàn)交通跨越式發(fā)展，已經(jīng)成為高速公路養(yǎng)護(hù)管理面臨的一大重要命題。正是在這樣的大背景下，長治高速養(yǎng)護(hù)中心對(duì)GPS路況信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了有益的嘗試應(yīng)用。這標(biāo)志著長邯高速公路的養(yǎng)護(hù)管理已經(jīng)開始向信息化方向邁進(jìn)，這一技術(shù)的應(yīng)用在長治公司的養(yǎng)護(hù)管理史上是具有劃時(shí)代意義的。在以往的養(yǎng)護(hù)實(shí)踐中，中心及公司領(lǐng)導(dǎo)對(duì)路況的了解，除自己親自上路外，一般情況下，都是由上路巡查人員通過口述或筆錄的方式轉(zhuǎn)達(dá)給決策層，決策層再根據(jù)巡查人員的口述或筆錄制定解決方案。其中存在的弊端較多導(dǎo)致日常養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)信息收集工作被動(dòng)，不符合及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的信息管理要求，難以順應(yīng)養(yǎng)護(hù)管理信息化的未來發(fā)展。

2 應(yīng)用的目的和內(nèi)容

1)主要應(yīng)用目的。通過應(yīng)用系統(tǒng)后，將逐步實(shí)現(xiàn)路況信息采集存儲(chǔ)、路況實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)況錄像上傳、路況信息共享的四個(gè)目標(biāo)，全面實(shí)現(xiàn)信息化養(yǎng)護(hù)。

2)主要應(yīng)用內(nèi)容。高速公路基本路況信息的掌握，主要通過巡查人員口述或者筆錄的方式轉(zhuǎn)達(dá)信息，這樣容易造成信息轉(zhuǎn)達(dá)遺漏或謬解，致使決策層制定解決方案依據(jù)不足或證據(jù)失真，并且做不到全天候24 h對(duì)雨、雪、霧等特殊天氣情況、重要構(gòu)造物、事故多發(fā)路段、部分易臟路面情況存在問題的全面掌握，導(dǎo)致日常養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)信息收集工作被動(dòng)，不符合及時(shí)、準(zhǔn)確、全面的養(yǎng)護(hù)信息管理要求。為了解決上述問題，我們對(duì)GPS路況信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了有益的實(shí)踐應(yīng)用，并通過經(jīng)濟(jì)分析論證其經(jīng)濟(jì)效益。

主要技術(shù)特點(diǎn):GPS路況信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)主要由通過三套設(shè)備傳輸現(xiàn)場實(shí)況:1)動(dòng)態(tài)監(jiān)控巡查車攜帶的全景攝像機(jī)可將現(xiàn)場實(shí)況清晰、準(zhǔn)確地上傳至設(shè)在養(yǎng)護(hù)中心的監(jiān)控室內(nèi)以及省局、公司領(lǐng)導(dǎo)的電腦或手機(jī)。并且巡查車內(nèi)配備了應(yīng)急照明燈、切割機(jī)、發(fā)電機(jī)、電焊機(jī)等應(yīng)急設(shè)備，可全天候開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)和應(yīng)急搶險(xiǎn)工作。2)安裝在巡查人員頭盔上的目標(biāo)攝像頭，其主要功能是將高速公路兩側(cè)邊溝、涵洞、渡槽等監(jiān)控巡查車到達(dá)不了的地方進(jìn)行影像傳輸。3)安裝液晶顯示屏的監(jiān)控平臺(tái)，其主要功能是接收傳輸?shù)默F(xiàn)場實(shí)況視頻和聲音信號(hào)，實(shí)現(xiàn)中心領(lǐng)導(dǎo)在監(jiān)控室內(nèi)直接指揮現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)作業(yè)。關(guān)鍵技術(shù):車載監(jiān)控系統(tǒng)整套系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，融合了電子監(jiān)控、IT軟件、信息通信等多個(gè)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，系統(tǒng)性能穩(wěn)定、優(yōu)越。頭盔的目標(biāo)攝像頭采用H．264視頻壓縮技術(shù)及OggVorbis音頻壓縮技術(shù)，壓縮比高，且處理非常靈活。通過設(shè)備精良的養(yǎng)護(hù)監(jiān)控巡查車或頭盔目標(biāo)攝像頭將路況信息清晰、準(zhǔn)確地上傳，并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場對(duì)講。

3 系統(tǒng)應(yīng)用概述

3．1 設(shè)備簡介

GPS路況養(yǎng)護(hù)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)產(chǎn)品來源?？低旸S-8600HMF系列動(dòng)態(tài)車載系統(tǒng)，由主機(jī)、手控器、液晶屏幕、全景攝像機(jī)、目標(biāo)攝像機(jī)、防振硬盤盒、數(shù)據(jù)導(dǎo)出設(shè)備、后臺(tái)軟件、實(shí)時(shí)對(duì)講設(shè)備九個(gè)部分組成，是集現(xiàn)場影像傳輸、實(shí)時(shí)對(duì)講、信息儲(chǔ)存等各項(xiàng)功能于一體的綜合性信息處理系統(tǒng)。

該系統(tǒng)支持3G無線視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸和GPS衛(wèi)星定位功能，可在指揮中心實(shí)時(shí)瀏覽車輛GPS定位信息和實(shí)時(shí)視頻圖像，視頻應(yīng)達(dá)到CIF分辨率(352×288)，3G無線環(huán)境下網(wǎng)傳視頻幀率應(yīng)高于8幀/s。并且視頻錄像存儲(chǔ)功能，可將視頻圖像存儲(chǔ)在硬盤中。

3．2 應(yīng)用特點(diǎn)

1)GPS路況信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)。該系統(tǒng)主要由通過三套設(shè)備傳輸現(xiàn)場實(shí)況:a．動(dòng)態(tài)監(jiān)控巡查車攜帶的全景攝像機(jī)可將現(xiàn)場實(shí)況清晰、準(zhǔn)確地上傳至設(shè)在養(yǎng)護(hù)中心的監(jiān)控室內(nèi)以及省局、公司領(lǐng)導(dǎo)的電腦或手機(jī)。b．安裝在巡查人員頭盔上的目標(biāo)攝像頭，其主要功能是將高速公路兩側(cè)邊溝、涵洞、渡槽等監(jiān)控巡查車到達(dá)不了的地方進(jìn)行影像傳輸。c．安裝液晶顯示屏的監(jiān)控平臺(tái)，其主要功能是接收傳輸?shù)默F(xiàn)場實(shí)況視頻和聲音信號(hào)，實(shí)現(xiàn)中心領(lǐng)導(dǎo)在監(jiān)控室內(nèi)直接指揮現(xiàn)場養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

2)重點(diǎn)路段監(jiān)控平臺(tái)應(yīng)用特點(diǎn)。在應(yīng)用GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，我們又利用監(jiān)控中心原有路面監(jiān)控圖像資源，進(jìn)行改進(jìn)，經(jīng)過對(duì)傳輸信號(hào)提取、解碼、合理整合后，將避險(xiǎn)車道、事故多發(fā)路段、收費(fèi)廣場、隧道、特大橋等重點(diǎn)地段的監(jiān)控圖像傳輸至養(yǎng)護(hù)中心監(jiān)控平臺(tái)，與監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)了資源共享。這樣監(jiān)控范圍就實(shí)現(xiàn)了“點(diǎn)與線”結(jié)合，既能夠?qū)χ攸c(diǎn)路段實(shí)時(shí)監(jiān)控，同時(shí)也可利用GPS監(jiān)控巡查車全線路段監(jiān)控，及時(shí)將現(xiàn)場實(shí)況上傳至監(jiān)控室內(nèi)。

4 應(yīng)用效果

1)提高養(yǎng)護(hù)管理效率和應(yīng)急搶險(xiǎn)速度。在日常養(yǎng)護(hù)中，養(yǎng)護(hù)中心充分發(fā)揮GPS實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)況傳輸和現(xiàn)場對(duì)講功能，中心領(lǐng)導(dǎo)在監(jiān)控室內(nèi)指揮養(yǎng)護(hù)作業(yè)，尤其是在應(yīng)急搶險(xiǎn)工作中，直接指揮現(xiàn)場開展搶險(xiǎn)作業(yè)。因?yàn)樗惺鹿始盀?zāi)害現(xiàn)場情況均可在第一時(shí)間上傳給監(jiān)控室，便于領(lǐng)導(dǎo)決策，也可將有價(jià)值的現(xiàn)場情況錄像保存，以供日后參考。該系統(tǒng)應(yīng)用使中心日常養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)工作效率和應(yīng)急搶險(xiǎn)速度顯著提高，節(jié)約了人力、物力、財(cái)力等各項(xiàng)管理成本(見圖1)。2)提升日常養(yǎng)護(hù)和道路保暢水平。通過監(jiān)控室內(nèi)的重點(diǎn)路段監(jiān)控圖像與監(jiān)控巡查車傳輸?shù)穆访鎸?shí)況，中心領(lǐng)導(dǎo)可以觀察到路面拋灑物情況、雪天道路積雪情況、路產(chǎn)設(shè)施恢復(fù)情況，以及避險(xiǎn)車道使用情況、收費(fèi)廣場環(huán)境整潔情況，及時(shí)掌握現(xiàn)場，指揮和調(diào)度養(yǎng)護(hù)人員開展作業(yè)，確保道路的安全暢通。并且，養(yǎng)護(hù)巡查人員可以頭戴裝有目標(biāo)攝像頭的頭盔深入到高速公路兩旁，查看水毀、邊溝、激流漕、涵洞、路基情況，將現(xiàn)場巡查實(shí)況上傳和儲(chǔ)存，彌補(bǔ)了巡查車監(jiān)控不到這些地方的缺點(diǎn)，尤其在雨、雪、霧特殊天氣中該系統(tǒng)的兩套監(jiān)控設(shè)備發(fā)揮了很大作用，有利于養(yǎng)護(hù)管理的指揮和調(diào)度，及時(shí)開展應(yīng)急搶險(xiǎn)和養(yǎng)護(hù)作業(yè)(見圖2)。3)益于信息儲(chǔ)存和經(jīng)驗(yàn)積累。在實(shí)際應(yīng)用中，充分利用該系統(tǒng)的錄像存儲(chǔ)功能，將全線路面、路產(chǎn)設(shè)施等巡查情況錄像存儲(chǔ)，方便日后的參考和比較，作為第一手資料記錄存檔，實(shí)現(xiàn)了養(yǎng)護(hù)工作的真實(shí)性。

圖1 高速公路養(yǎng)護(hù)中心道路應(yīng)急指揮調(diào)度

5 經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益分析

1)經(jīng)濟(jì)效益。a．提高了養(yǎng)護(hù)管理效率。應(yīng)用GPS路況養(yǎng)護(hù)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)后，路況信息收集、上傳、處理速度加快了50%，在監(jiān)控室內(nèi)管理者可以直接指揮現(xiàn)場開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)，大大提高了日常養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)工作效率和管理水平。b．節(jié)約了各項(xiàng)管理成本。在日常道路監(jiān)控巡查中，只需一名司機(jī)和巡查人員就能夠進(jìn)行全線路況巡查，不僅減少了巡查人員、巡查車輛的投入，長邯高速公路巡查日常次數(shù)每日2次，特殊巡查次數(shù)每月4次，巡查一次的總里程為54．137 km×2=108．274 km，巡查車輛巡查一次耗油費(fèi)用為14×7．8元 =109．2元，一天巡查車耗油為109．2×2=218．4元，按一年計(jì)算，日常巡查車輛耗油為365×218．4=79 716元，再加上特殊巡查一月四次，一年巡查車輛總共耗油為79 716+218．4×48=90 199．2元。在利用GPS監(jiān)控巡查車系統(tǒng)后，日常巡查次數(shù)減少為一天一次，特殊巡查減少為一月兩次，相應(yīng)的一年巡查車輛耗油費(fèi)用減少了一半，經(jīng)濟(jì)效益明顯。而且利用該系統(tǒng)的錄像儲(chǔ)存功能，將路面病害、路產(chǎn)設(shè)施等第一手資料取回，進(jìn)行分析、存檔，避免了管理人員或者巡查人員重復(fù)上路采集路況信息，節(jié)約了人力、物力、財(cái)力等各項(xiàng)管理成本。c．減少事故發(fā)生造成的損失。當(dāng)高速公路發(fā)生意外事故時(shí)，通過該系統(tǒng)的現(xiàn)場實(shí)況傳輸和現(xiàn)場對(duì)講功能，能夠迅速開展養(yǎng)護(hù)應(yīng)急搶險(xiǎn)并提供應(yīng)急指揮決策支持，在第一時(shí)間內(nèi)將損失減到最小，大大提高應(yīng)急搶險(xiǎn)能力。

2)社會(huì)效益。a．提高整條高速公路養(yǎng)護(hù)管理的有效性、及時(shí)性、準(zhǔn)確性。在實(shí)際應(yīng)用中，中心領(lǐng)導(dǎo)通過該系統(tǒng)實(shí)時(shí)傳輸回來的畫面，及時(shí)掌握路面拋灑物情況、雪天道路積雪情況、路產(chǎn)設(shè)施恢復(fù)情況，收費(fèi)廣場環(huán)境整潔情況，以及避險(xiǎn)車道使用情況，指揮和調(diào)度養(yǎng)護(hù)人員開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)，確保道路安全暢通，其社會(huì)效益將是顯而易見的。b．對(duì)道路突發(fā)事件進(jìn)行迅速響應(yīng)，提高社會(huì)輿論的滿意度。該系統(tǒng)將道路事故及災(zāi)害現(xiàn)場情況第一時(shí)間上傳給監(jiān)控室，結(jié)合實(shí)際情況，立即指揮和調(diào)度養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行人員搶救和事故現(xiàn)場處理，監(jiān)控車巡查內(nèi)配備的應(yīng)急設(shè)備，可全天候及時(shí)開展養(yǎng)護(hù)作業(yè)和應(yīng)急搶險(xiǎn)工作，防止交通堵塞，確保道路暢通，提高應(yīng)急搶險(xiǎn)的能力，增強(qiáng)公眾和社會(huì)輿論的滿意度。

圖2 公路應(yīng)急搶險(xiǎn)與養(yǎng)護(hù)作業(yè)

6 亟待解決的問題

1)GPS路況養(yǎng)護(hù)信息實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)這一基礎(chǔ)設(shè)施，已經(jīng)具備了實(shí)現(xiàn)養(yǎng)護(hù)信息化四個(gè)目標(biāo)的硬件環(huán)境和技術(shù)要求，但是由于該系統(tǒng)受所處局域網(wǎng)環(huán)境的限制，所有基層單位共用一根專線，直接導(dǎo)致帶寬低、網(wǎng)速慢，后端傳輸?shù)男盘?hào)不流暢，經(jīng)常出現(xiàn)傳輸畫面和聲音不穩(wěn)定等問題。如果能單獨(dú)架設(shè)一根專線，可以使現(xiàn)場傳輸回來的聲音和圖像更加清晰、流暢。

2)該系統(tǒng)的前端設(shè)備即車載監(jiān)控系統(tǒng)是支持在3G模式下運(yùn)行的，要求全無線信號(hào)傳輸。但是，目前長邯高速3G信號(hào)覆蓋率低，信號(hào)弱，導(dǎo)致前端設(shè)備不能夠完整通暢運(yùn)行。如果3G網(wǎng)路全線覆蓋，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)該系統(tǒng)的路況實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)況錄像上傳兩大重要目標(biāo)，同時(shí)可以將路況現(xiàn)場視頻信息上傳至省局和公司領(lǐng)導(dǎo)的辦公電腦或3G手機(jī)里，方便領(lǐng)導(dǎo)決策，以實(shí)現(xiàn)信息資源共享的目的。對(duì)此，我們還在市區(qū)對(duì)該系統(tǒng)在3G網(wǎng)絡(luò)下運(yùn)行進(jìn)行了測試，且測試結(jié)果顯示:傳輸畫面和對(duì)講信號(hào)非常清晰、聲音流暢。

3)隨著高速公路養(yǎng)護(hù)信息化的發(fā)展，養(yǎng)護(hù)信息化方面的專業(yè)人才短缺，維修和使用很大程度上仍依靠外部專業(yè)人員，我們將更加注重培養(yǎng)一支能夠熟練掌握應(yīng)用信息技術(shù)的養(yǎng)護(hù)人才隊(duì)伍，以適應(yīng)和面對(duì)高速公路信息化時(shí)代的到來。