新型通信交互技術(shù)在高速公路聯(lián)勤聯(lián)動中的組合應用

張珂溢 周正 黎艷 麥立 郭書恒

摘? 要：針對現(xiàn)有高速公路聯(lián)勤聯(lián)動機制不完善以及高速公路運營系統(tǒng)中存在著溝通效率低下、不能有效反饋現(xiàn)場情況、不能快速對司機發(fā)出通知等問題，文章通過介紹和分析云語音、云短信、WebRTC、智能即時通信機器人、HTML5等技術(shù)的簡單原理及功能，將多種技術(shù)有機組合起來，為聯(lián)勤聯(lián)動構(gòu)建一個高效的溝通系統(tǒng)。該系統(tǒng)在四川某高速公路的具體應用中顯著提高了高速公路多個管理部門聯(lián)合執(zhí)法和應急處置的工作效率。

關鍵詞：云語音;云短信;WebRTC;智能即時通信機器人;HTML5;聯(lián)勤聯(lián)動

中圖分類號：TP273+.4? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A文章編號：2096-4706（2022）04-0077-05

Combined Application of New Communication Interaction Technology in Expressway Joint Service Linkage

ZHANG Keyi， ZHOU Zheng， LI Yan， MAI Li， GUO Shuheng

（Sichuan SRIG IT Industry Investment Co.， Ltd.， Chengdu 610041， China）

Abstract： In view of the imperfection of the existing expressway joint service linkage mechanism and the problems existing in the expressway operation system， such as low communication efficiency， unable to effectively feed back the on-site situation and unable to quickly send a notice to the driver， this paper introduces and analyzes the simple principles and functions of cloud voice， cloud SMS， WebRTC， intelligent instant messaging robot， HTML5 and other technologies， and organically combines a variety of technologies， build an efficient communication system for joint service linkage. The application of the system in an expressway in Sichuan Province has significantly improved the efficiency of joint law enforcement and emergency disposal of multiple expressway management departments.

Keywords： cloud voice; cloud SMS; WebRTC; intelligent instant messaging robot; HTML5; joint service linkage

0? 引? 言

“十三五”以來，我國的交通運輸業(yè)取得了歷史性的成就，截至2020年底，全國高速公路通車里程達16.10萬千米，高速公路對20萬以上人口城市覆蓋率已經(jīng)超過98%。

在高速公路運營管理中，同一事件或事故需要由交警、公路執(zhí)法、調(diào)度指揮、路安、養(yǎng)護、運營等多個部門或單位共同參與處置，存在著多部門溝通協(xié)調(diào)低效、惡劣天氣影響大、節(jié)假日交通事故數(shù)量劇增、易發(fā)生二次事故等問題。

近年來，川渝、江西、浙江、遼寧等地相繼提出在高速公路運營管理中采用聯(lián)勤聯(lián)動機制實現(xiàn)多部門聯(lián)合執(zhí)法。但是在多部門之間通信溝通時方法有限，存在溝通效率低、不能及時有效反饋現(xiàn)場情況、不能快速對司機發(fā)出通知等問題。

在四川省某高速公路交通強國試點項目中，積極采用通信交互技術(shù)解決多部門聯(lián)勤聯(lián)動中的溝通反饋不及時問題，通過云語音、云短信、WebRTC、智能即時通信機器人、HTML5等技術(shù)的創(chuàng)新融合有效提高溝通效率，增加現(xiàn)場信息反饋方式的多樣性，提高反饋信息的質(zhì)量。

1? 業(yè)務概述

1.1? 高速公路聯(lián)勤聯(lián)動

高速公路聯(lián)勤聯(lián)動機制是指將高速公路各相關管理部門的巡查力量進行整合，共同參與高速公路道路交通管理的制度[1]。高速公路運營管理場景中，同一事件或事故需要由交警、公路執(zhí)法、調(diào)度指揮、路安、養(yǎng)護、運營等多個部門或單位共同參與處置。聯(lián)勤聯(lián)動機制以監(jiān)控中心為核心，實現(xiàn)對多個部門的統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一指揮。2008年以來，江西等地建立了高速公路運營系統(tǒng)，加強對監(jiān)測設備的管理，促進救援機構(gòu)聯(lián)勤聯(lián)動，提高不利天氣條件與突發(fā)交通事件下的交通安全管控與緊急救援能力[2]。然而，當前大多數(shù)高速公路的運營系統(tǒng)都面臨著以下幾個方面的問題：（1）溝通手段不足?，F(xiàn)有高速公路運營系統(tǒng)在聯(lián)系不同部門或單位的人員甚至是直接向車主發(fā)送通知時，仍然采用有線電話、短信或微信等即時聊天軟件等方法。（2）監(jiān)控中心工作人員溝通成本過高。通常情況下，監(jiān)控中心肩負著大部分的聯(lián)勤聯(lián)動溝通工作。然而，監(jiān)控中心對于多個部門的人員排班、現(xiàn)場人員的聯(lián)系方式掌握不足，通常需要經(jīng)過多次溝通才能完成一次事件或事故的溝通工作，溝通成本較高。（3）路巡人員無法有效反饋情況。路巡人員在到達事故現(xiàn)場后，只能通過電話、無線對講機等方式向監(jiān)控中心進行反饋，不能高效、直觀地反饋現(xiàn)場情況，反饋的內(nèi)容無統(tǒng)一標準、主觀性強，也不便于統(tǒng)一保存?zhèn)洳椤＃?）不能及時通知司機。高速公路運營方與司機之間存在著天然的溝通屏障。高速公路運營方通常采用可變情報板、高速入口口頭提示的方式通知司機。然而，可變情報板通常與運營系統(tǒng)分離，需要人工設置更新，而且可變情報板數(shù)量較少，存在著更新不及時、不能有效提醒特定路段事故等問題。

綜上，根據(jù)實際情況，高速公路的運營部門具有以下業(yè)務需求：（1）監(jiān)控中心統(tǒng)一管理各部門人員的通訊錄及排班表;在事件或事故發(fā)生時，監(jiān)控中心能夠通過多種渠道及時通知相關部門的相應人員，使相應人員能夠及時做出妥當處理。（2）現(xiàn)場人員能夠通過手機等常規(guī)設備以統(tǒng)一的樣式反饋現(xiàn)場照片、視頻、文字描述等內(nèi)容。（3）監(jiān)控中心能夠通過分布較廣的硬件設備及時向特定路段的司機發(fā)布信息。

1.2? 技術(shù)應用現(xiàn)狀

2008年，江西基于GIS-T（交通地理信息系統(tǒng)）建立高速公路行車安全保障系統(tǒng)，輔助事故分析處理、快速響應及應急救援。2009年，江西采用基于GIS（地理信息系統(tǒng)）的信息平臺實現(xiàn)高速公路聯(lián)勤聯(lián)動中的信息共享、快速定位以及輔助車輛調(diào)度[3]。上述兩種基于地理信息技術(shù)的應用僅僅能在聯(lián)勤聯(lián)動中為跨部門溝通提供與地理信息相關的輔助功能。2014年，北京提出“‘路警聯(lián)勤’高速公路運營管理新模式的構(gòu)建與實施”，以短信發(fā)布平臺、高速入口收費員口頭提示、可變情報板、高速公路有線電話、無線電臺等手段[4]，實現(xiàn)信息發(fā)布以及與司機的溝通。2020年，四川高速公路領域較早開展在高速公路應急調(diào)度指揮通信系統(tǒng)中融合通信的應用研究。按照主流觀點，融合通信涵蓋了無線集群通信、語音中心、視頻會議、視頻系統(tǒng)、微信公眾號、移動APP等技術(shù)。

2? 技術(shù)架構(gòu)

新型通信交互技術(shù)組合應用技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。組合應用的核心是部署于監(jiān)控中心的高速公路運營應用系統(tǒng)。應用系統(tǒng)通過云語音技術(shù)能夠自動撥打語音電話;通過云短信技術(shù)可以自動發(fā)送短信，短信內(nèi)容中可包含HTML5的訪問路徑，而HTML5頁面可以使用WebRTC技術(shù)實現(xiàn)聲音播報、視頻通話;通過智能即時通信機器人可以向釘釘或微信等即時通信軟件發(fā)送群消息;借助于WebRTC技術(shù)、HTML5頁面以及預設的擴音器可以進行遠程喊話、語音廣播。

3? 技術(shù)選型

3.1? 云語音

云語音，是云服務提供商聯(lián)合電信運營商基于通信技術(shù)實現(xiàn)的云通信服務，內(nèi)容包含語音通知、智能語音交互等，具有高可用、高并發(fā)、高質(zhì)量、便捷接入的特點。

融合通信技術(shù)（Rich Communication Suite， RCS）是由英國電信運營商最先提出，由全球移動通信聯(lián)盟GSMA制定方案，是基于手機中的聯(lián)系人建立一個互動互聯(lián)、整合語音、消息、呈現(xiàn)技術(shù)等多媒體的生態(tài)圈[5]，提供Web、Android、iOS等多平臺SDK接入形式，同時提供通話模式、管理控制、實時錄音、組合呼叫等功能，使接入方不再依賴傳統(tǒng)的電話機或通信模組，賦能各類軟硬件，使其擁有靈活的通信能力，使任何能接入互聯(lián)網(wǎng)的設備都能夠自由地與電話、手機等通信設備相互接打電話。融合通信包括多種通信網(wǎng)絡、終端的融合，也包括業(yè)務方式的融合，即電信網(wǎng)業(yè)務能力和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務能力的融合，在統(tǒng)一平臺上提供即時通信、VOIP、網(wǎng)絡視頻、電子郵件、短消息等[6]。融合通信以IP通信為基礎，以VOIP、視頻通話、多媒體會議、協(xié)同辦公、通訊錄以及即時通信等為核心業(yè)務，可以與企業(yè)OA/ORM系統(tǒng)、郵件、辦公軟件以及第三方應用集成，具有視頻、語音、數(shù)據(jù)融合，電信、互聯(lián)網(wǎng)、IT交互等特點，如圖2所示。

語音通知可以由高速公路運營系統(tǒng)調(diào)用語音呼叫的API接口實現(xiàn)自動電話通知。語音通知從運營商網(wǎng)絡向指定號碼發(fā)起一通電話呼叫，呼叫被應答后，播放一段指定的音頻，支持通過文本轉(zhuǎn)語音播放，也支持直接播放錄音文件。電話語音通過電話的強提醒模式，可以實現(xiàn)第一時間通知到相關人員。

智能語音交互可以由高速公路運營系統(tǒng)調(diào)用接口發(fā)起外呼，實現(xiàn)交互式的電話語音通知。智能語音交互根據(jù)預設內(nèi)容進行播報，相關人員接聽并回復后，識別回復結(jié)果，生成文本返回至運營系統(tǒng)。通過智能語音交互，解決重復性的電話外呼通知或意圖確認等問題，減少人力投入，提高外呼效率。

云語音的優(yōu)點在于通過語音電話的形式通知相關人員，提高信息通知的有效性和到達率，同時可通過運營系統(tǒng)自動發(fā)送自定義的語音電話，效率極高。

3.2? 云短信

云短信是通過短信網(wǎng)關在服務供應商和短信中心建立安全、快捷的通道，從而實現(xiàn)通過網(wǎng)絡向手機發(fā)送短信的技術(shù)。云短信支持快速發(fā)送短信驗證碼、短信通知等。

短信網(wǎng)關（SMG/ISMG/ISAG）能提供服務供應商與短信中心之間數(shù)據(jù)交換的通道，采用SGIP協(xié)議、CMPP協(xié)議或ISAG開放接口協(xié)議與服務供應商連接，采用SMPP協(xié)議與短信中心連接[7]。SGIP協(xié)議規(guī)定服務供應商與SMG之間建立基于TCP/IP協(xié)議的SOCKET連接，服務供應商和SMG互為客戶端和服務器，在連接建立后，由客戶端向服務器端發(fā)送命令，進行短消息的傳送，服務器端接收到命令后，發(fā)送應答命令。CMPP協(xié)議是聯(lián)想亞信公司根據(jù)SMMP協(xié)議為中國移動量身定制的，是符合中國國情的一個短信協(xié)議，以TCP/IP作為底層通信承載，用以建立短消息中心與ICP之間的通路，業(yè)務和信息的提供由ICP完成。ISAG的全稱為“綜合業(yè)務接入網(wǎng)關”，基礎協(xié)議采用Parlay X，并對接口做了適當增強，為應用提供更為豐富的業(yè)務能力[8]。SMPP協(xié)議最初由ETSI收錄在GSM03.39規(guī)范中，描述了短信息中心與短信息實體之間通信交互的協(xié)議關系及數(shù)據(jù)傳輸格式，通過SMPP短信息實體能連接（Bind）或斷鏈（Unbind）短信息中心，提交短信息或從短信息中心下發(fā)，業(yè)務流程如圖3所示。

高速公路運營系統(tǒng)通過調(diào)用短信服務API接口實現(xiàn)短信發(fā)送、發(fā)送狀態(tài)查詢、短信批量發(fā)送等，可實現(xiàn)預先添加簽名和模板功能。云短信中可以包含HTML5的訪問路徑，現(xiàn)場人員通過點擊路徑即可訪問HTML5頁面。

云短信的優(yōu)點在于能與高速公路運營系統(tǒng)有機結(jié)合，實現(xiàn)短信的自動批量發(fā)送，提高事件或事故信息的發(fā)送效率。

3.3? 智能即時通信機器人

智能即時通信機器人是一種借助于通信手段能夠時時刻刻在線，并通過自然語言與人溝通交流的人工智能機器人。

智能即時通信機器人通常具有消息接口、流程建立、自然語言處理（NLP）等功能。消息接口是指機器人接收人類輸入信息或者向人類輸出結(jié)果信息的應用，具體指微信、釘釘?shù)燃磿r通信軟件、網(wǎng)絡購物平臺等。流程建立是指通過拖拽、施放來修改機器人配置及業(yè)務實現(xiàn)邏輯等，使機器人更加貼合業(yè)務需求。自然語言處理是指以語言為對象，利用計算機技術(shù)來分析、理解和處理自然語言的技術(shù)，研究實現(xiàn)人與計算機之間用自然語言進行有效通信的各種理論和方法，包括自然語言理解和自然語言生成兩部分，通常采用深度學習進行自然語言處理的建模與模型訓練;自然語言處理可用于搭建內(nèi)容搜索、內(nèi)容推薦、輿情識別及分析、文本結(jié)構(gòu)化、對話機器人等智能產(chǎn)品。

微信、釘釘?shù)燃磿r通信軟件都提供具有群消息自動發(fā)送、群消息自動回復等功能的服務機器人。在進行適當?shù)娜蝿张渲弥?，高速公路運營系統(tǒng)可以通過調(diào)用接口實現(xiàn)自定義信息自動發(fā)送、接收群信息的功能。

智能即時通信機器人的優(yōu)點在于能自動向微信、釘釘群里的人員發(fā)送事件或事故信息，信息發(fā)送及時、高效;機器人還能夠處理常規(guī)信息，及時回復群里人員的常見問題，效率高，降低監(jiān)控中心人員的溝通成本。

3.4? WebRTC

WebRTC是網(wǎng)頁即時通信的縮寫，是一個支持網(wǎng)頁瀏覽器進行實時語音對話或視頻對話的API。WebRTC是由Google公司開源的網(wǎng)頁即時通信技術(shù)，該技術(shù)將音視頻處理、信號處理、流媒體數(shù)據(jù)實時傳輸及控制等音視頻通信所需的功能都添加到瀏覽器中，從而使瀏覽器成為一個語音視頻通信應用平臺[9]。WebRTC實現(xiàn)了基于網(wǎng)頁的視頻會議，標準是WHATWG協(xié)議，提供了包括音視頻采集、編解碼（I420/VP8）、加密、媒體文件、圖像處理、顯示、網(wǎng)絡傳輸與流控（RTP/RTCP）等核心技術(shù)，并且還支持Windows、Linux、Mac、Android等平臺。WebRTC具有免安裝、方便接入的特點，它不需要安裝任何插件，在瀏覽器上即可以實現(xiàn)網(wǎng)頁端的實時通信，其架構(gòu)圖如圖4所示。

現(xiàn)有高速公路信息系統(tǒng)通常采用B/S架構(gòu)，其中的瀏覽器（B端）通常為HTML網(wǎng)頁，能夠與WebRTC技術(shù)很好地兼容，因此WebRTC技術(shù)可以有機地融入高速公路運營系統(tǒng)中。

基于WebRTC的視頻通話是雙向的，監(jiān)控中心可以主動發(fā)起視頻通話，現(xiàn)場人員也可通過短信或即時通信軟件獲取的路徑發(fā)起視頻通話，實現(xiàn)雙向溝通。

基于WebRTC的語音廣播可以通過高速公路運營系統(tǒng)選擇預先安裝的擴音器向司機播放自定義內(nèi)容的廣播，配合監(jiān)控攝像機等設備及時進行交通調(diào)度或制止違法行為，為處理人員趕赴現(xiàn)場贏得時間，或者減少處理人員到達現(xiàn)場的頻次，降低其工作量。

WebRTC的語音、視頻通信的優(yōu)點在于輕量化，用戶無需安裝客戶端或者相關插件，只需借助HTML網(wǎng)頁即可實現(xiàn)語音或視頻通話;現(xiàn)場人員通過手機的網(wǎng)頁瀏覽器可以直接進行語音或視頻通話，無需安裝其他APP，較為靈活、輕便。

3.5? HTML5

HTML5是2014年10月由萬維網(wǎng)聯(lián)盟（W3C）制定的構(gòu)建Web內(nèi)容的標準，它包含一系列的HTML語義標簽、JavaScript API、CSS3等特性，目前，無論是電腦還是智能終端，互聯(lián)網(wǎng)的主要瀏覽器都對新標準提供了良好的支持[10]。

HTML5頁面可以作為高速公路運營系統(tǒng)的瀏覽器前端頁面，向監(jiān)控中心展示系統(tǒng)內(nèi)容、監(jiān)控視頻等。

HTML5的頁面訪問路徑可以通過短信、群聊的方式發(fā)送給現(xiàn)場人員，現(xiàn)場人員無需在手機上安裝特定APP，只需點擊HTML5路徑即可訪問特定頁面，從而實現(xiàn)向高速公路運營系統(tǒng)快速便捷地反饋現(xiàn)場照片、視頻、文字描述等內(nèi)容。HTML5頁面直接訪問的優(yōu)點在于現(xiàn)場人員無需安裝特定的APP，對手機系統(tǒng)、型號等沒有限制;在未提前安裝手機APP且現(xiàn)場網(wǎng)絡不佳的情況下，能夠通過輕量化HTML5頁面實現(xiàn)及時反饋。

4? 應用效果

四川省某高速自2021年7月起啟用包含云語音、云短信、WebRTC、智能即時通信機器人、HTML5等新型通信交互技術(shù)的高速公路運營系統(tǒng)，具體應用效果如圖5、圖6所示。

截至2022年1月，該系統(tǒng)在多部門的聯(lián)勤聯(lián)動中發(fā)揮了重要作用，相較于未啟用該系統(tǒng)前，路巡人員能夠更加快速地到達現(xiàn)場。據(jù)該系統(tǒng)統(tǒng)計，路巡人員1小時以內(nèi)到達現(xiàn)場處置事件共計1 309次，占總處置事件次數(shù)的比例為42.5%，無需到達現(xiàn)場占比30.6%，具體數(shù)據(jù)如表1所示;在車輛救援事件中平均處理時間56至60分鐘，交通事故平均處理時間54至55分鐘，具體數(shù)據(jù)如表2所示。該系統(tǒng)的部署應用協(xié)助路巡人員更加高效地開展各類事件或事故的處理工作。

5? 結(jié)? 論

聯(lián)勤聯(lián)動是現(xiàn)如今高速公路事件或事故處置中的重要話題，將云語音、云短信、WebRTC、智能即時通信機器人、HTML5等技術(shù)融入高速公路運營系統(tǒng)，為跨部門的聯(lián)勤聯(lián)動提供跨部門溝通、雙向交流的解決方案。

在高速路網(wǎng)建設日趨完善，逐步實現(xiàn)路網(wǎng)信息共享互聯(lián)的大前提下，將多種技術(shù)應用于高速公路運營系統(tǒng)中，實現(xiàn)多途徑、雙向溝通是未來高速公路數(shù)字化管理發(fā)展的一種必然趨勢。基于服務器、瀏覽器的高速公路聯(lián)勤聯(lián)動網(wǎng)絡通信技術(shù)已日趨完善，將多元化的通信、溝通手段用于跨部門的聯(lián)勤聯(lián)動中，構(gòu)建無縫互通、快速反應的整體平臺，是未來道路交通安全管理的發(fā)展方向。

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作者簡介：張珂溢（1982—），男，漢族，四川仁壽人，工程師，碩士，研究方向：數(shù)字交通、計算機應用等;周正（1974—），男，漢族，四川江安人，工程師，碩士，研究方向：數(shù)字交通、管理信息化等;通訊作者：黎艷（1980—），女，漢族，四川達州人，工程師，碩士，研究方向：計算機應用;麥立（1990—），男，漢族，四川南充人，工程師，本科，研究方向：計算機應用;郭書恒（1992—），男，漢族，四川西昌人，工程師，本科，研究方向：軟件工程。