智慧高速管控系統(tǒng)的理論設(shè)計與探索

孫鉞涵， 戚湧， 孫維旭， 金軍成

（1.莫斯科國立鮑曼技術(shù)大學(xué)，俄羅斯 莫斯科 105005； 2.南京理工大學(xué)知識產(chǎn)權(quán)學(xué)院，江蘇 南京 210094；3.宿遷市公安交通警察支隊，江蘇 宿遷 223800）

引言

1988年我國第一條高速公路通車后，高速公路建設(shè)自此迅猛發(fā)展。目前，全國的通車?yán)锍桃殉^16.9萬km，穩(wěn)居世界第一。交通運輸是經(jīng)濟社會發(fā)展基礎(chǔ)性先導(dǎo)性行業(yè)，其中高速公路具有舉足輕重地位［1-5］。據(jù)統(tǒng)計，高速公路客貨運量分別占全國公路客貨運量的80%以上［6-9］。目前，高速公路里程快速增長，密度持續(xù)加大［10］，交通事故持續(xù)增長［11］，區(qū)域擁堵和交通事故頻發(fā)［12-13］，安全問題日漸突出［14-15］，特別是經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)面臨土地資源和環(huán)保影響，改擴建空間有限［16-18］。與此同時，信息化、智能化最新科技成果集成應(yīng)用日新月異，促進了提供優(yōu)質(zhì)高效服務(wù)的智慧高速公路進程，智慧高速公路建設(shè)成為適應(yīng)我國經(jīng)濟社會高質(zhì)量發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急［19-21］。

主動交通安全管理是指對高速公路主線交通流采取有效引導(dǎo)和管控，防范道路交通事故及因此導(dǎo)致的交通擁堵，保證高速公路安全有序暢通［22-25］。此技術(shù)的應(yīng)用開始于歐美，日本也進行了有效嘗試。美國智慧高速主動管理經(jīng)過了較長時間的發(fā)展和較深的研究，主要針對車路協(xié)同前期階段進行，從關(guān)注自動駕駛的設(shè)施互聯(lián)研究上，轉(zhuǎn)至開展基于5.9 GHz短程無線通信技術(shù)的車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的研究，部署專用無線通信寬帶，配置應(yīng)用路側(cè)RSU及車載OBU設(shè)備，運用超視距感知技術(shù)，強化高速公路車輛運行安全［26］。英國、德國主要通過信號和標(biāo)志標(biāo)線以及各類視頻監(jiān)控設(shè)施等技術(shù)支撐，提升專門設(shè)施效能，影響駕駛?cè)藦亩龑?dǎo)車流有序通行［27］。日本秉持“出行即服務(wù)”準(zhǔn)則，推進DSRC大容量雙向通信設(shè)備，提供擁堵預(yù)測及路徑規(guī)劃參考，特有車輛運行及軌跡追蹤、異常事件預(yù)警等，為車輛智能出行提供引導(dǎo)和服務(wù)［28-29］。

國內(nèi)智慧高速公路建設(shè)及管理狀況如下： 2016年，《交通運輸信息化“十三五”發(fā)展規(guī)劃》部署智慧公路建設(shè)［30］；2018年《關(guān)于加快推進新一代國家交通控制網(wǎng)和智慧公路試點的通知》拉開我國智慧高速公路建設(shè)序幕［31］；2019年《數(shù)字交通發(fā)展綱要》為智慧高速公路建設(shè)指引方向［32］；同年9月，《交通強國建設(shè)綱要》從戰(zhàn)略層面統(tǒng)籌規(guī)劃推進交通強國目標(biāo)任務(wù)［33］；《交通運輸領(lǐng)域新型基礎(chǔ)建設(shè)施建設(shè)行動計劃（2021-2025年）》加快重點基礎(chǔ)國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)研究制定；多省市陸續(xù)制定發(fā)布智慧高速公路系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，掀起智慧高速建設(shè)新一輪熱潮，為全國智慧高速公路建設(shè)打下堅實基礎(chǔ)［34-39］。主要特點如下：（1）注重智慧高速公路頂層設(shè)計研究，制訂出臺系列地方標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)智慧高速公路規(guī)劃、設(shè)計、施工及系統(tǒng)集成；（2）集成應(yīng)用“大物移云智”等新一代信息技術(shù)，支撐高速公路全壽命周期運營管理；（3）著力解決高速公路運行管理中的難點、痛點問題，如大流量交通擁堵、惡劣天氣管控、交通事故高發(fā)點段時段、橋隧等節(jié)點管控等；（4）瞄準(zhǔn)自動駕駛方向，多集中在設(shè)施設(shè)備和系統(tǒng)建設(shè)方面，沒有進入雙向溝通層面；（5）大都通過路面端、車載端和手機端應(yīng)用，為公眾出行提供盡可能的高效服務(wù)。

本文對我國智慧高速公路建設(shè)和主動管理中存在的問題進行分析：（1）忽視對現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備的利舊改造和迭代升級，過度依賴新技術(shù)突破、新裝備應(yīng)用和新平臺效能，致投入巨大，效果差強人意；（2）智慧高速的本質(zhì)是提供優(yōu)質(zhì)高效服務(wù)，但極度依賴新設(shè)備新功能提供智慧服務(wù)；（3）交通工程基礎(chǔ)理論沒有突破，無法支撐各類平臺、中心、“大腦”的運行；（4）重視管控外場設(shè)備，輕視高速公路主體交通流智慧管控方法論的研究；（5）基本上都是運營公司探索高速公路“建管養(yǎng)運服”全業(yè)務(wù)流程智慧建設(shè)，缺乏交通安全主動管理領(lǐng)域的探討和研究。

1 高速公路智慧管控的理論設(shè)計

本系統(tǒng)主體在S49新?lián)P高速宿遷南段，起點位于宿遷主線站區(qū)，南止淮安交界處，包括G1516鹽洛高速8 km，總計90 km。全線共有收費站6個，其中主線收費站1個，服務(wù)區(qū)2個；樞紐2座，大小橋梁182座，其中50 m以上中型橋梁50座，200 m以上大型橋梁6座。目前存在的問題如下：設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)低、安全隱患大、交通流量大，泗洪段經(jīng)常發(fā)生擁堵、常年易發(fā)團霧以及安全管理力量薄弱。

基于對高速公路交通安全主動管理需求、目標(biāo)和發(fā)展階段的理解，智慧高速管控系統(tǒng)由數(shù)字化采集、網(wǎng)絡(luò)化傳輸、智能化應(yīng)用和規(guī)范化制度四大體系構(gòu)成，目前可分為八個應(yīng)用場景和三個應(yīng)用領(lǐng)域，如圖1所示。

圖1 智慧高速管控系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖Fig.1 Topology structure of the intelligent highway manage?ment and control system

現(xiàn)有的高速公路管理系統(tǒng)主要依靠人工進行監(jiān)控和維護，信息的采集和處理能力有限，對于復(fù)雜或突發(fā)的路況反應(yīng)能力不足。本文提出的高速公路智慧管控設(shè)計架構(gòu)具有如下特點：

（1）數(shù)據(jù)驅(qū)動：智慧管控系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)技術(shù)收集并分析道路交通信息、氣候條件、車輛狀況等多元化的數(shù)據(jù)，從而更全面地理解路況并做出精準(zhǔn)決策。

（2）全線物聯(lián)管控：通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將高速公路上的各類設(shè)備，如監(jiān)控攝像頭、車道識別器、氣象檢測器等相連接，形成一個整體的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，以實現(xiàn)全方位、實時的監(jiān)控。

（3）智能分析與自動化管控：基于先進人工智能技術(shù)實現(xiàn)全線信息實時分析，主要包括高速公路動態(tài)違法行為捕捉和異常事件預(yù)警，并基于智能指揮調(diào)度平臺進行自動化管控，提升事件處理效率，降低事件風(fēng)險。

（4）全線實時交通仿真：通過運用大量的實時數(shù)據(jù)和先進的仿真模型，將復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為直觀的圖像信息，能夠高度還原實際的交通環(huán)境，提供較為精確的仿真結(jié)果，便于交通管理者和交通參與者理解和使用。

2 基于交通安全主動管理的四大體系

（1）數(shù)字化采集體系。通過主動采集路網(wǎng)道路、環(huán)境、設(shè)施以及涉路聯(lián)動、救援等靜態(tài)全要素數(shù)字化信息；通過視頻流攝像機、雷視一體機、氣象檢測站、龍門架抓拍設(shè)備、320監(jiān)控和查緝布控等抓拍設(shè)備為主體，采集道路交通流全要素動態(tài)信息，經(jīng)結(jié)構(gòu)化處理和數(shù)字化信息對接，構(gòu)建一張精準(zhǔn)定位、實時顯現(xiàn)和智能管控的高速公路動態(tài)數(shù)據(jù)感知物聯(lián)網(wǎng)，為系統(tǒng)提供基礎(chǔ)支撐。

（2）網(wǎng)絡(luò)化傳輸體系。此體系由90 km專用主干光纖環(huán)網(wǎng)和13個節(jié)點設(shè)備組成專用傳輸網(wǎng)絡(luò)，全線覆蓋有線、無線通訊，提供超低時延、超大帶寬通信支持，實現(xiàn)全閉環(huán)、高精度、穩(wěn)定性安全傳輸。

（3）智能化應(yīng)用體系。此體系由交通安全管控服務(wù)設(shè)施和指揮調(diào)度平臺組成。交通安全管控服務(wù)設(shè)施包括道路警示誘導(dǎo)系統(tǒng)、車輛出行管控以及車路協(xié)同控制服務(wù)智能功能設(shè)施。指揮調(diào)度平臺融合省市公安指揮中心和道路運營公司的運營監(jiān)控資源，應(yīng)用大數(shù)據(jù)等先進技術(shù)，無縫對接各類資源數(shù)據(jù)庫，進行智能化分析，流程化處置，模塊化運作，實現(xiàn)多信息融合、強計算分析、高智慧管控的交通安全主動管理常規(guī)業(yè)務(wù)智能化運作。

（4）規(guī)范化制度體系。依據(jù)國家法律法規(guī)和相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范設(shè)置管理原則、運行機制、管理方法、處置流程及協(xié)作模式，保證高速公路交通安全主動管理應(yīng)用體系正常有序運行。

3 應(yīng)用場景與方向

（1）應(yīng)用場景。應(yīng)用場景包括在智慧高速管控系統(tǒng)下實施的具體應(yīng)用，此為列舉但不限于以下所述場景： 1）三維建模：在全市二維數(shù)字地圖基礎(chǔ)上，對全路段涉車涉路靜態(tài)信息全要素采集，數(shù)字化處理，建立可展示、計算、描述的三維實景模型，為實戰(zhàn)應(yīng)用提供載體； 2）實時交通仿真：在三維建?；A(chǔ)上，對高速公路監(jiān)控視頻進行結(jié)構(gòu)化處理，虛擬全景、實時精準(zhǔn)顯示高速公路全要素信息和交通態(tài)勢，實現(xiàn)多目標(biāo)、跨視域、持續(xù)時空定位，“變?nèi)f維視角為上帝視角，融千路視頻為一路動畫”； 3）物聯(lián)網(wǎng)管控：通過視頻監(jiān)控及智能傳感器溝連道路設(shè)施設(shè)備，形成全信息數(shù)據(jù)感知物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)異常狀態(tài)實時報警、安全隱患自動排查、可變設(shè)施遠程可控； 4）模型系統(tǒng)分析：在高速公路車輛運行海量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，根據(jù)需要建立如交通事故、交通態(tài)勢、交通流聚散、惡劣天氣等各類數(shù)據(jù)模型，進行深度分析研判，落實交通安全主動管理措施； 5）智能指揮調(diào)度：指揮中心與執(zhí)勤人員之間實現(xiàn)音視頻、文字信息實時互動，平臺自動獲取現(xiàn)場數(shù)據(jù)，并可精準(zhǔn)推送，準(zhǔn)確實時獲取各類資源信息，智能比對分析，快速形成多選項、流程化處置方案，實現(xiàn)現(xiàn)場顯現(xiàn)精準(zhǔn)化、預(yù)案生成智能化、事件處置流程化、指揮調(diào)度可視化和扁平化；6）精準(zhǔn)治安防控：控制節(jié)點是高速公路治安防控的關(guān)鍵。精準(zhǔn)感知視頻、抓拍設(shè)備形成的主線節(jié)點，建設(shè)AR視頻管控模塊，對接查緝布控和人臉識別系統(tǒng)，閉環(huán)管控站區(qū)主陣地，實現(xiàn)人車觸網(wǎng)報警、目標(biāo)實時追蹤、路線預(yù)測、復(fù)原歷史軌跡，依托三道防線，構(gòu)建高速公路智能防控體系； 7）警示誘導(dǎo)系統(tǒng)：先期建成疲勞駕駛警示系統(tǒng)、霧天行車誘導(dǎo)系統(tǒng)、分流管控誘導(dǎo)系統(tǒng)，后期規(guī)劃建設(shè)事故現(xiàn)場、施工現(xiàn)場安全警示和違法查處誘導(dǎo)系統(tǒng)；8）部門協(xié)作聯(lián)動：系統(tǒng)平臺由“一路三方”一體運行，聯(lián)動協(xié)作，信息深度共享，分模塊管理。同時通過自研App，深度聯(lián)動地方警種和應(yīng)急、救護等協(xié)作部門，建立事件分析與聯(lián)動處置機制。

（2）應(yīng)用領(lǐng)域。目前已開展3個應(yīng)用領(lǐng)域。1）團霧研究：在團霧多發(fā)路段利用視頻結(jié)構(gòu)化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)管控、大數(shù)據(jù)分析，實時發(fā)現(xiàn)、提前預(yù)警，有效管控團霧。同時，全天候采集數(shù)據(jù)，建立分析模型，通過不間斷的數(shù)據(jù)積累、深度學(xué)習(xí)、多樣本模型匹配，力爭幾年內(nèi)實現(xiàn)對團霧的高概率研判預(yù)測；2）交通態(tài)勢模型研判：充分運用大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)，對高速公路交通流量、車輛類別及占路資源、運行狀況、路段存量、路段出入量、擁堵預(yù)測等各項交通數(shù)據(jù)進行全面的感知、整合和研判分析，從而得出節(jié)點、分路段和全路段交通通行、擁堵等具體交通態(tài)勢指數(shù)，全面掌控交通狀況，及時有效分級管控和主動管理；3）無人機巡控一體化：無人機作為新型警用裝備，勢將成為高速公路管控主力軍。系統(tǒng)支持實時傳輸視音頻、定線巡查、定點監(jiān)控、高空喊話，實現(xiàn)24 h全天候常態(tài)巡邏、違法行為抓拍和警示、疏導(dǎo)、救援等先期應(yīng)急遠程處置以及交通事故現(xiàn)場勘查。

4 實踐探索與成效

經(jīng)過長時間的規(guī)劃設(shè)計和建設(shè)，2022年6月上線測試數(shù)據(jù)，9月全線試運行，情況總體良好，基本實現(xiàn)設(shè)計功能。現(xiàn)分述如下：

（1）道路三維建模。主動采集道路、環(huán)境、涉路聯(lián)動單位等靜態(tài)信息，包括路網(wǎng)內(nèi)收費站、服務(wù)區(qū)、樞紐、匝道、橋涵、標(biāo)志標(biāo)線、標(biāo)牌、護欄護網(wǎng)、里程樁、龍門架、監(jiān)控高桿、可變情報板、氣象傳感器等各類設(shè)施信息；50 m范圍內(nèi)可能影響道路交通安全的河湖水庫、橋梁、道路、高架立柱、高邊坡、粗桿樹木等信息；500 m范圍內(nèi)可能涉及救援需求的村莊、社區(qū)、工廠、機關(guān)企事業(yè)單等信息；2 km范圍內(nèi)的醫(yī)院、加油站、停車場、修理廠等涉路聯(lián)動單位信息，實現(xiàn)數(shù)據(jù)數(shù)字化，建立90 km高速公路三維模型。

（2）視頻結(jié)構(gòu)化和交通仿真。在現(xiàn)有路段76根高速公路球機監(jiān)控高桿上安裝152臺400萬像素槍式攝像機，經(jīng)過視頻結(jié)構(gòu)化處理，實現(xiàn)交通流數(shù)據(jù)數(shù)字化，詳情如表1所示。在團霧多發(fā)的20 km區(qū)域安裝18臺雷視一體機，予以補充調(diào)整數(shù)據(jù)；同時，高速公路上已安裝的4套320監(jiān)控、8套查緝布控設(shè)備、22套龍門架抓拍設(shè)備和節(jié)點處安裝的56套可用抓拍設(shè)備，后端系統(tǒng)對抓拍圖片進行結(jié)構(gòu)化處理，或直接利用已結(jié)構(gòu)化的結(jié)果，經(jīng)動態(tài)信息結(jié)構(gòu)化處理、數(shù)字化存儲，實現(xiàn)90 km道路交通實時仿真（目標(biāo)仿真精度為70%，即假設(shè)有一百輛車，70%能夠準(zhǔn)確仿真。另外，仿真延時為30 s）、異常事件及時報警和動態(tài)違法行為有效捕捉。同時能根據(jù)視頻有效區(qū)域ID匹配、車牌識別實現(xiàn)盲區(qū)信息補全，檢測結(jié)果如表2所示。

表1 高速公路違法行為檢測結(jié)果Tab.1 The results of highway violation detection

表2 高速公路流量檢測結(jié)果Tab.2 The results of highway traffic detection

（3）異常事件報警。在視頻有效區(qū)內(nèi)可實現(xiàn)交通事故、交通擁堵、違法停車、路面人員行走等異常報警：在盲區(qū)補全中，如果車輛經(jīng)盲區(qū)后未出現(xiàn)在下一視頻有效區(qū)域，再經(jīng)下1～2個有效區(qū)域也沒得到補全，則認(rèn)定此車輛出現(xiàn)異常，單輛車可能是違停，有2輛及以上車輛，可能發(fā)生事故；如有多車異常減速行駛，可能發(fā)生堵塞或生成團霧區(qū)域，即發(fā)出異常報警，均提交值班人員進行應(yīng)急處置，檢測結(jié)果如表3所示。

表3 高速公路異常事件檢測結(jié)果Tab.3 The results of highway unusual event detection

（4）動態(tài)違法行為捕捉?；谝陨细黝惐O(jiān)控設(shè)施和抓拍設(shè)備數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化處理，實現(xiàn)對高速公路視頻抓拍有效區(qū)域內(nèi)超速、低速、占用應(yīng)急車道、違規(guī)變道、倒車、逆向行駛、不按車道行駛、不按規(guī)定使用燈光、不系安全帶、接打電話、貨車?；奋囘`規(guī)行駛、不保持安全距離等違法行為的自動捕捉、智能存儲和精準(zhǔn)攝推送，同時可快速查詢，詳情如表4所示。

表4 交通事件檢測結(jié)果Tab.4 The results of traffic event detection

（5）交通流主動管理決策模型。1）交通流態(tài)勢模型：本模型反映的是車流、速度、密度等及彼此之間關(guān)系，分析高速公路實際交通流各種變化情況下道路通行指數(shù)以及對應(yīng)的主動交通管理措施成效評估。此模型可按照采集設(shè)施的主線節(jié)點，根據(jù)需要任意地組合并作以下分析研究：交通路況分析、交通流量研判、交通態(tài)勢預(yù)測、通行指數(shù)報告、大流量擁堵指數(shù)報警、車流團聚散監(jiān)測分析預(yù)測及應(yīng)對，對各類需要車型如客車、?；奋囈约霸O(shè)定車型作流量監(jiān)測、屬性分析、通行規(guī)律及趨勢分析等；2）交通事故分析研判模型：綜合影響高速公路交通安全人車路網(wǎng)等方面因素構(gòu)建高速公路交通事故時空分析模型，按交通事故程度指數(shù)、責(zé)任情況，通過時間及空間結(jié)構(gòu)進行分析，選擇相關(guān)不同自變量，根據(jù)采集設(shè)備點位和需要，可分點分段建立模型，得到交通事故點位段分布、時段分布、嚴(yán)重程度指數(shù)等結(jié)論，也可對違法行為、危險駕駛行為、道路設(shè)施隱患等單項因素進行分析研判、智能預(yù)測、分級預(yù)警、主動防范，提升道路安全通行效率。

（6）警示誘導(dǎo)系統(tǒng)。1）團霧行車誘導(dǎo)系統(tǒng)：在新?lián)P高速團霧多發(fā)的30 km路段，道路兩側(cè)間距25 m安裝智能警示燈，間距200 m安裝車輛感應(yīng)裝置，每1 km安裝警報器，每1 km為一個控制帶。車輛通過感應(yīng)設(shè)施時，感應(yīng)器一定時間內(nèi)紅光警示，警報器發(fā)出聲音警報，前方200 m警示燈在同時段黃閃，聲光警示伴行，最大限度保證車輛安全通行；2）疲勞駕駛警示系統(tǒng)：依托道路高桿監(jiān)控，道路外側(cè)安裝感應(yīng)裝置和智能警示燈形成100 m燈帶，監(jiān)控桿上安裝警報器， 2：00至5：00為極易疲勞時段，車輛通過感應(yīng)裝置時，燈帶變幻滾動閃爍，警報器定時長發(fā)出聲光警示，防止疲勞駕駛引發(fā)交通事故。同時，平臺對接相關(guān)系統(tǒng)，對進入境內(nèi)“兩客一危一貨”重點車輛，通過手機推送信息和路面LED顯示屏提醒，及時提醒進入服務(wù)區(qū)休息，并將已進入站區(qū)疲勞駕駛車輛信息推送到執(zhí)勤民警執(zhí)法設(shè)備上；3）管制分流誘導(dǎo)系統(tǒng)：在收費站、服務(wù)區(qū)出口前方1 km安裝電子警示牌，500 m道路兩側(cè)安裝聲光提示系統(tǒng)（由警報器和聲音提示組成），200 m開始在道路兩側(cè)間隔15 m安裝智能警示燈，50 m處內(nèi)側(cè)由發(fā)光錐筒組成，綜合遠程誘導(dǎo)警示，提高夜間分流管制處置效率和安全性。

（7）指揮調(diào)度系統(tǒng)。指揮處置類型包括異常事件處理、交通事故指揮調(diào)度、交通擁堵調(diào)度處置、安全警衛(wèi)指揮調(diào)度、施工現(xiàn)場處置、惡劣天氣管控。1）現(xiàn)場顯現(xiàn)精準(zhǔn)化：指揮大屏可以主動定位到事件地點，實時顯示現(xiàn)場情況，精確定位參戰(zhàn)力量，通過350M對講機、天翼對講、警務(wù)通、4G執(zhí)法記錄儀、手機App等設(shè)備實時互動；2）預(yù)案生成智能化：平臺根據(jù)現(xiàn)場反饋的信息自動對接市局預(yù)案庫，并按操作提示逐步完成參數(shù)設(shè)置，快速生成相應(yīng)預(yù)案；3）事件處置流程化：將各種事件處置方案流程化，按照既定流程根據(jù)現(xiàn)場反饋回來的各種數(shù)據(jù)選擇相應(yīng)的流程。

（8）無人機應(yīng)用探索。在極易擁堵的泗洪段，規(guī)劃設(shè)置3處無人機方艙，分別位于103k重崗山警務(wù)站、113k高三大隊部、135k洪澤湖警務(wù)站，巡邏路線分別為梅花收費站至泗洪西樞紐和鹽洛高速宿泗段（96k-105k+k）、泗洪西樞紐到洪澤湖服務(wù)區(qū)（105k-135k）、洪澤湖服務(wù)到淮安交界（135k-144k），分線分段全天候巡邏，勤務(wù)指揮室通過視頻準(zhǔn)確查看路面狀況，控制高度抓拍違法行為，通過喊話先期應(yīng)急處置，通過無人機懸停警示，民警在警務(wù)站、收費站定點駐防，實現(xiàn)勤務(wù)模式轉(zhuǎn)型升級。緊急需要情況下，可就近調(diào)集2架或更多無人機應(yīng)急處置。

（9）實兵推演。目前已選擇高速公路應(yīng)急車道違法停車、大流量處置、交通事故現(xiàn)場先期處置和惡劣天氣管控等模塊，模擬生成仿真視頻實戰(zhàn)場景，供民警在線操作，具備打分糾錯、排名統(tǒng)計和互動交流功能，提升民警業(yè)務(wù)能力和實戰(zhàn)水平。

（10）勤務(wù)管理。直觀展示執(zhí)勤區(qū)域信息和執(zhí)勤人員工作情況，如日常排班、計劃安排、勤務(wù)記錄、狀態(tài)管理、績效分析、警力資源分布等，便于實時了解值班警員位置、值班領(lǐng)導(dǎo)、執(zhí)勤任務(wù)等信息，及時下達調(diào)度指令，為實現(xiàn)扁平化指揮、可視化調(diào)度提供有力保障。

5 討 論

本文后續(xù)將通過以下步驟把主動交通流控制技術(shù)，如可變限速控制、匝道控制等應(yīng)用于提出的智慧管控系統(tǒng)中，以實現(xiàn)其未來的拓展能力與兼容能力。

（1）模塊化設(shè)計：將可變限速控制和匝道控制作為獨立的模塊加入系統(tǒng)，以確保在需要添加新功能或?qū)ΜF(xiàn)有功能進行調(diào)整時，只需對相關(guān)模塊進行更改即可。

（2）開放接口和通用標(biāo)準(zhǔn)：使用開放的數(shù)據(jù)和通信標(biāo)準(zhǔn)，并設(shè)計通用的接口，使得新的設(shè)備和服務(wù)能夠輕松地集成到系統(tǒng)中，以確保系統(tǒng)能和未來可能出現(xiàn)的新設(shè)備或技術(shù)兼容。

（3）引入AI和機器學(xué)習(xí)：通過引入人工智能和機器學(xué)習(xí)技術(shù)，讓系統(tǒng)具備自我優(yōu)化的能力，能根據(jù)收集的交通數(shù)據(jù)自動調(diào)整限速規(guī)則和匝道控制策略，提高管控效果。

（4）提供用戶友好的界面：除對內(nèi)部系統(tǒng)的優(yōu)化外，還需要考慮如何讓用戶更好地使用這些功能。可以提供直觀、易用的用戶界面，以便讓交通管理者和駕駛員能夠方便地獲取和理解系統(tǒng)提供的信息。

（5）安全和可靠性：在智慧管控系統(tǒng)中實施可變限速控制與匝道控制等操作時，須確保這些操作不會增加交通事故的風(fēng)險。

6 結(jié)論與展望

智慧高速公路交通安全主動管理是解決高速公路交通管理的難點，保障高速公路安全有序暢通的有力保障。本文立足宿遷高速安全管理實際，梳理了國內(nèi)外智慧高速公路安全管理現(xiàn)狀，總結(jié)了智慧高速管控理論體系設(shè)計、建設(shè)和安全應(yīng)用情況，重點對智慧高速公路交通安全主動管理工作構(gòu)建方向、實現(xiàn)途徑、應(yīng)用效果進行了系統(tǒng)總結(jié)和多維度探究，以期為智慧高速交通安全主動管理及國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)作有益探索。

目前，本文僅是對智慧高速管控系統(tǒng)的理論設(shè)計及實踐探索的初步嘗試，在后續(xù)的工作中，將對智慧高速主動安全管理以下方面做進一步的研究：1）三維建模、視頻結(jié)構(gòu)化和數(shù)字孿生等前沿新技術(shù)成規(guī)模實戰(zhàn)化應(yīng)用完全可行，快速推進高速交通安全管理轉(zhuǎn)型升級；2）立足高速公路現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施、設(shè)備，高起點賦能，低成本迭代升級，具有極強的可推廣性；3）以高速公路安全管理為中心，積極探索涉路智慧聯(lián)勤、聯(lián)動一體化機制，為智慧高速建設(shè)提供新思路；4）堅持警研聯(lián)動，實戰(zhàn)科研結(jié)合，大膽實踐，勇于探索，力爭在高速公路管理的難點、痛點等實踐方面有所突破；5）深入應(yīng)用領(lǐng)域研究，爭取在交通工程基礎(chǔ)理論和智慧高速行業(yè)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)上有所建樹。