高速公路云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

作者簡介：龍思穎（1991—），碩士，高級工程師，主要從事智慧交通系統(tǒng)研究工作。

文章結(jié)合高速公路多級管理特點(diǎn)，從音視頻對講、應(yīng)急響應(yīng)、多級管理、視頻監(jiān)控與對講聯(lián)動、廣播與信息發(fā)布等方面，探討云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、關(guān)鍵技術(shù)及其在高速公路運(yùn)營管理中的應(yīng)用。研究表明，該系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)對講功能單一、信息共享低、協(xié)同聯(lián)動緩慢等棘手問題，有效提升了應(yīng)急處置效率和運(yùn)營管理水平。

云對講；指揮調(diào)度；多級管理；對講聯(lián)動

U491.2A531823

0" 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人民出行活動日益頻繁，高速公路的安全及高效運(yùn)營直接關(guān)系到國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展和人民生命財產(chǎn)的安全。傳統(tǒng)的對講系統(tǒng)雖然在一定程度上滿足了高速公路的基本通信需求，但其在覆蓋范圍、通信效率、應(yīng)急響應(yīng)等方面仍存在局限性。

云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)可對高速公路管理中心、收費(fèi)站、隧道等關(guān)鍵位置可以實(shí)現(xiàn)快速、高效的通信，通過多方對講、廣播、緊急求助等方式，實(shí)現(xiàn)信息快速高效傳遞，對高速公路運(yùn)營管理意義重大［1］。本研究旨在探討云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則、關(guān)鍵技術(shù)及其在高速公路運(yùn)營管理中的應(yīng)用。分析當(dāng)前高速公路通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀和存在問題，闡述云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)在高速公路中的潛在應(yīng)用價值；詳細(xì)介紹云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)的總體架構(gòu)，進(jìn)一步探討其系統(tǒng)設(shè)計(jì)，如音視頻對講、應(yīng)急指揮、多級管理、信息服務(wù)等，并分析其在高速公路運(yùn)營管理中的應(yīng)用場景；對云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢進(jìn)行展望，并提出相應(yīng)的建議。

1" 現(xiàn)狀與問題

目前傳統(tǒng)對講系統(tǒng)利用現(xiàn)有的IP網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施，如視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，來實(shí)現(xiàn)收費(fèi)站、隧道、監(jiān)控中心等關(guān)鍵點(diǎn)之間的語音通信和數(shù)據(jù)傳輸?，F(xiàn)高速公路傳統(tǒng)對講系統(tǒng)存在以下幾點(diǎn)缺陷：

（1）隧道緊急電話、亭內(nèi)對講、移動對講等系統(tǒng)各自獨(dú)立，各個廠家應(yīng)用系統(tǒng)及監(jiān)控中心呼叫主機(jī)各自獨(dú)立，導(dǎo)致用戶業(yè)務(wù)系統(tǒng)多，占用辦公資源多。

（2）現(xiàn)有的高速公路IP對講系統(tǒng)協(xié)議各異，兼容性差，且業(yè)務(wù)功能單一，僅實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心和路段的對講、廣播等功能，集成度低，不支持聯(lián)動監(jiān)控、統(tǒng)一信息發(fā)布和指揮調(diào)度等功能，影響了日常辦公效率和應(yīng)急反應(yīng)效率。此外，傳統(tǒng)語音業(yè)務(wù)無法與路網(wǎng)感知、應(yīng)急指揮系統(tǒng)聯(lián)動，導(dǎo)致監(jiān)控、調(diào)度效率低下。

（3）現(xiàn)有IP對講系統(tǒng)層級受限，限制在自建監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)內(nèi)區(qū)域通信，無法實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域通信、多層級管理，不能滿足集團(tuán)式、扁平化統(tǒng)一管理需求。

2" 系統(tǒng)總體架構(gòu)

云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)的總體架構(gòu)主要由數(shù)據(jù)采集與感知層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層、數(shù)據(jù)處理與存儲層、應(yīng)用支撐層四大部分組成（圖1）。其中，數(shù)據(jù)采集與感知層包括攝像頭、緊急電話、亭內(nèi)對講、廣播、無線對講等設(shè)備，用于采集音視頻數(shù)據(jù)；網(wǎng)絡(luò)傳輸層利用高速網(wǎng)絡(luò)連接（如光纖、4G/5G等），確保音視頻數(shù)據(jù)和控制指令能夠快速、穩(wěn)定地傳輸；數(shù)據(jù)處理與存儲層將采集到的音視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、分析和存儲；應(yīng)用支撐層提供云對講指揮調(diào)度應(yīng)用場景，如視頻監(jiān)控、云對講、緊急事件處理等。

3" 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)覆蓋音視頻云對講、廣播、視頻聯(lián)動、多級管理、指揮調(diào)度等應(yīng)急管理的內(nèi)容，形成互聯(lián)互通、可視可協(xié)同、智能便捷的應(yīng)急管理信息化體系，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信快速化及便捷化、視頻聯(lián)動可視化、跨區(qū)域跨部門指揮調(diào)度協(xié)同化、多級管理扁平化及集團(tuán)化。系統(tǒng)包括音視頻云對講、廣播、多級管理、指揮調(diào)度四大子系統(tǒng)。系統(tǒng)功能如圖2所示。

3.1" 音視頻云對講子系統(tǒng)

系統(tǒng)搭建實(shí)時音視頻對講、視頻聯(lián)動、移動通信、通話排隊(duì)等功能，實(shí)現(xiàn)高速公路跨網(wǎng)絡(luò)、跨區(qū)域通信。

3.1.1" 實(shí)時音視頻云對講

實(shí)時音視頻對講實(shí)現(xiàn)高清視頻和清晰的音頻流的實(shí)時雙向傳輸，能使高速公路監(jiān)控中心、隧道、收費(fèi)站以及其他關(guān)鍵參與者不受傳統(tǒng)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)通信限制，進(jìn)行即時的信息交流和協(xié)作，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域跨網(wǎng)絡(luò)通信。系統(tǒng)具備QOS（服務(wù)質(zhì)量）管理能力，能夠根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動態(tài)調(diào)整音視頻質(zhì)量。同時，提供詳細(xì)、可追溯的通信歷史記錄，自動保存所有通過系統(tǒng)進(jìn)行的音視頻通話的相關(guān)信息。

3.1.2" 視頻聯(lián)動

高速公路實(shí)時音視頻對講和視頻聯(lián)動創(chuàng)新集成，在進(jìn)行實(shí)時音視頻通話的同時，將高速公路沿線監(jiān)控攝像頭的視頻流動態(tài)集成到對講會話中，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心的調(diào)度人員和現(xiàn)場的應(yīng)急響應(yīng)團(tuán)隊(duì)在對話時直觀地查看到相關(guān)的路況信息，如交通擁堵、事故現(xiàn)場、天氣變化等，從而提供更為準(zhǔn)確和及時的決策支持。視頻聯(lián)動不僅增強(qiáng)了現(xiàn)場感知能力，還提高了應(yīng)急指揮的效率，確保了在處理緊急事件時能夠迅速調(diào)配資源，優(yōu)化響應(yīng)路徑，并有效指導(dǎo)現(xiàn)場人員進(jìn)行交通疏導(dǎo)和事故處理。此外，該功能還支持歷史視頻數(shù)據(jù)的回放，為事后分析和培訓(xùn)提供重要資料，全面提升高速公路的安全管理水平［2］。

3.1.3" 移動通信

通過使用智能手機(jī)、平板電腦或其他移動終端設(shè)備，為高速公路的運(yùn)營人員提供在移動狀態(tài)下進(jìn)行實(shí)時語音和視頻通信的能力，管理人員、巡邏車輛和緊急救援隊(duì)伍能夠在高速公路的任何位置保持連通，不受傳統(tǒng)固定對講設(shè)備的局限。這種移動通信功能支持無縫切換，無論是在高速公路的監(jiān)控中心內(nèi)部還是在外場執(zhí)行任務(wù)，都能確保信息的實(shí)時傳遞和指令的快速下達(dá)。此外，該功能還整合了GPS定位技術(shù)，使用戶能夠?qū)崟r共享位置信息，優(yōu)化調(diào)度和響應(yīng)流程，同時提高現(xiàn)場處理緊急情況的靈活性和效率。

3.1.4" 通話排隊(duì)

當(dāng)多個用戶同時嘗試與監(jiān)控中心或特定服務(wù)組進(jìn)行通信時，可自動將這些通話請求按照“先來先服務(wù)”（FCFS）或其他預(yù)設(shè)的優(yōu)先級規(guī)則進(jìn)行排隊(duì)。通話排隊(duì)系統(tǒng)能夠智能分配通信資源，確保緊急和重要的通話得到優(yōu)先處理，同時向等待中的用戶提供預(yù)計(jì)等待時間和當(dāng)前排隊(duì)狀態(tài)的更新。此外，系統(tǒng)還能夠在通話資源可用時自動連接下一等待中的用戶，減少了人工干預(yù)的需要，提高了通信效率和用戶滿意度。通話排隊(duì)功能確保通信有序進(jìn)行，對于處理高速公路上的高峰時段、事故應(yīng)急響應(yīng)和特殊事件管理尤為關(guān)鍵。

3.2" 廣播子系統(tǒng)

高速公路廣播子系統(tǒng)旨在為高速公路管理提供一個全面、高效、可靠的信息發(fā)布平臺，包括以下幾個關(guān)鍵組成部分。

3.2.1" 廣播預(yù)案

針對高速公路車輛行駛中可能出現(xiàn)的各種情況而制定的一系列標(biāo)準(zhǔn)化信息傳遞方案。這些預(yù)案通常包括但不限于路況信息、緊急事件通知、天氣變化提醒、安全駕駛建議等內(nèi)容。根據(jù)高速公路可能遇到的不同情況，如惡劣天氣、交通事故、施工封閉、道路擁堵等，制定相應(yīng)的廣播預(yù)案。每個預(yù)案都應(yīng)包含具體的信息內(nèi)容、廣播頻率和目標(biāo)聽眾。同時，設(shè)計(jì)一套標(biāo)準(zhǔn)化的廣播內(nèi)容模板，根據(jù)不同的預(yù)案情況，快速生成廣播稿。

3.2.2" 任務(wù)調(diào)度中心

通過內(nèi)置的智能算法，根據(jù)實(shí)時收集和分析交通流量、事故、施工、天氣變化等關(guān)鍵信息生成相應(yīng)的廣播內(nèi)容，包括安全警告、速度限制提示、路況更新、繞行建議等，并根據(jù)信息的緊急程度和相關(guān)性自動調(diào)度廣播任務(wù)。設(shè)計(jì)自定義組合方式配置高速公路服務(wù)區(qū)、隧道等的廣播點(diǎn)位，實(shí)現(xiàn)廣播節(jié)目定時或者分時段、分組或單點(diǎn)播放，以滿足不同區(qū)域的特定需求。同時支持喊話、文字轉(zhuǎn)語音、音頻文件上傳等多方式播報。

3.2.3" 緊急廣播

系統(tǒng)還具備一鍵廣播的緊急響應(yīng)功能，能夠在發(fā)生重大事故或極端天氣等緊急情況時，立即啟動應(yīng)急預(yù)案，通過沿線廣播設(shè)備迅速傳達(dá)關(guān)鍵信息，指導(dǎo)駕駛員采取避險措施。

3.3" 多級管理

搭建端-邊-云架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的對講系統(tǒng)云控化，將傳統(tǒng)監(jiān)控中心座機(jī)轉(zhuǎn)換成軟電話虛擬化座席。管理人員可以通過互聯(lián)網(wǎng)在任何地點(diǎn)、任何時間進(jìn)行通信和調(diào)度，不再受限于地理位置和硬件設(shè)備，實(shí)現(xiàn)“對講終端-區(qū)域中心-總中心”以及“對講終端-總中心”互聯(lián)互通（圖3）。

建設(shè)基于“一網(wǎng)統(tǒng)管”扁平化管理模式下的多層級云對講系統(tǒng)，支持集團(tuán)指揮中心（云端）和各區(qū)域中心對講互聯(lián)，支持集團(tuán)指揮中心到各收費(fèi)站、隧道等對講終端互聯(lián)，支持各區(qū)域中心到各收費(fèi)站、隧道等互聯(lián)，支持各對講終端互聯(lián)，可縮減原有各區(qū)域中心主控機(jī)數(shù)量，高度集成化可縮減各區(qū)域中心業(yè)務(wù)，為應(yīng)急業(yè)務(wù)高度融合和扁平化、集團(tuán)化管理提供堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

3.4" 指揮調(diào)度

系統(tǒng)融合實(shí)時視頻、全要素感知、處置進(jìn)展等多源信息，通過云對講功能實(shí)現(xiàn)跨部門、跨區(qū)域的協(xié)同作戰(zhàn)，確保緊急情況下的快速響應(yīng)和資源的最優(yōu)配置。

例如，當(dāng)發(fā)生交通事故或道路堵塞預(yù)警時，可以通過對講系統(tǒng)迅速通知最近的巡邏車輛前往現(xiàn)場，同時指導(dǎo)現(xiàn)場人員進(jìn)行有效的交通疏導(dǎo)和事故處理。在緊急情況下，如自然災(zāi)害或重大交通事故，實(shí)時音視頻對講功能尤為重要?，F(xiàn)場人員可以通過車載或手持終端設(shè)備，一鍵啟動緊急呼叫，將現(xiàn)場的實(shí)時視頻和位置信息傳輸至監(jiān)控中心［3］，使救援團(tuán)隊(duì)能夠直觀了解事故現(xiàn)場的狀況，評估事故嚴(yán)重程度，并迅速制定救援計(jì)劃。此外，該功能還支持多方同時在線溝通，便于不同部門之間的協(xié)調(diào)合作，共同應(yīng)對緊急情況。

4" 結(jié)語

本文重點(diǎn)圍繞“對講業(yè)務(wù)統(tǒng)一化、跨區(qū)域通信便捷化、協(xié)同聯(lián)動智能化、運(yùn)營管理扁平化”，深入研究了高速公路云對講指揮調(diào)度系統(tǒng)設(shè)計(jì)，解決了傳統(tǒng)對講功能單一、信息共享低、協(xié)同聯(lián)動緩慢等棘手問題，有效提升了應(yīng)急處置效率和運(yùn)營管理水平。

［1］錢靜昱，龔樹超.融合通信網(wǎng)絡(luò)在智慧高速公路中的應(yīng)用［J］.中國交通信息化，2019（S1）：14-16，20.

［2］白" 潔.融合通信網(wǎng)絡(luò)在智慧高速公路中的應(yīng)用［J］.交通世界，2021（22）：4-5.

［3］張忠剛，李一鋒，王占軍，等.融合通信在高速公路應(yīng)急調(diào)度指揮通訊系統(tǒng)中的應(yīng)用［J］.四川建筑，2020（4）：342-344，347.

20240326