基于IoT的高速公路多端協(xié)同智慧清障救援平臺(tái)研究

摘要：當(dāng)前各高速公路運(yùn)營(yíng)公司普遍存在清障救援效率低、應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制不完善、施救過程監(jiān)管難等問題，基于此，文章研究并建設(shè)了高速公路智慧清障救援平臺(tái)。通過采用PC管理端、施救人員App端和司乘人員微信小程序多端結(jié)合的形式，應(yīng)用車載GPS定位+執(zhí)法記錄儀等物聯(lián)網(wǎng)（Internet of Things， IoT）技術(shù)，構(gòu)建了“可視數(shù)據(jù)一屏掌控、救援力量協(xié)同調(diào)度、全業(yè)務(wù)考核監(jiān)督”于一體的多端協(xié)同高速公路智慧清障救援平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了清障救援全流程的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化、協(xié)同化和公開化，打造高效安全的數(shù)字化應(yīng)急清障體系。

關(guān)鍵詞：高速公路；清障救援；考核監(jiān)督

中圖分類號(hào)：TP311 "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)加快，道路交通日益繁忙，各類交通事故和自然災(zāi)害頻繁發(fā)生，使得清障救援工作變得愈發(fā)重要［1-4］。山西省高速公路里程長(zhǎng)、車流量大、路況復(fù)雜，有著連續(xù)隧道和長(zhǎng)大下坡路段，交通事故潛在風(fēng)險(xiǎn)較高［5］，清障救援業(yè)務(wù)繁重，對(duì)路網(wǎng)的綜合管控能力、態(tài)勢(shì)感知能力、清障處置調(diào)度等一體化的能力要求非常高［6］，亟須建設(shè)數(shù)字化清障救援平臺(tái)，用以提升業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)效率、提高風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警能力和事件快速處置能力，同時(shí)加強(qiáng)清障救援服務(wù)的快速響應(yīng)、精準(zhǔn)調(diào)度和高效處理，保障路網(wǎng)運(yùn)行暢通安全。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

為構(gòu)建高效協(xié)同、規(guī)范統(tǒng)一的數(shù)字化智慧清障救援平臺(tái)，系統(tǒng)總體技術(shù)架構(gòu)分為感知層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、服務(wù)層4部分。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

1.1 感知層

感知層將平臺(tái)所需的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集匯聚，包括道路基礎(chǔ)設(shè)施、機(jī)電設(shè)施、車輛基礎(chǔ)信息、人員信息、執(zhí)法記錄儀和車輛GPS定位信息。其中，道路基礎(chǔ)設(shè)施包括路段、收費(fèi)站、隧道、服務(wù)區(qū)名稱、樁號(hào)、方向等信息；機(jī)電設(shè)施包括霧區(qū)防撞系統(tǒng)、能見度檢測(cè)設(shè)施、激光防疲勞設(shè)施、氣象監(jiān)測(cè)儀等信息；車輛基礎(chǔ)信息包括巡查車、清障車的車型車牌等信息；人員信息包括清障人員、巡查人員的姓名、年齡、駕照等信息；執(zhí)法記錄儀包括執(zhí)法記錄儀名稱、品牌、狀態(tài)、定位等信息；車載GPS定位信息包括車輛的實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)及軌跡跟蹤回放數(shù)據(jù)。

1.2 數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要存儲(chǔ)清障數(shù)據(jù)、巡查數(shù)據(jù)、車務(wù)數(shù)據(jù)、收入數(shù)據(jù)、服務(wù)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)、考核數(shù)據(jù)、車輛運(yùn)行數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為應(yīng)用層提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。

1.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層展示了高速公路智慧清障救援平臺(tái)的核心功能，建設(shè)了PC端、App端和微信小程序。其中，PC端涵蓋駕駛艙、清障管理、巡查管理、車輛運(yùn)行管理、視頻會(huì)商管理、車務(wù)管理、收入管理、服務(wù)評(píng)價(jià)管理、考核管理及基礎(chǔ)信息管理；App端實(shí)現(xiàn)清障業(yè)務(wù)和巡查業(yè)務(wù)的一鍵打卡和一鍵上報(bào)；微信小程序提供一鍵定位和一鍵救援功能。

1.4 服務(wù)層

平臺(tái)服務(wù)層展示了智慧清障救援平臺(tái)的服務(wù)對(duì)象，包括公司領(lǐng)導(dǎo)、中隊(duì)值班員、一線清障巡查員和司乘人員。其中，公司領(lǐng)導(dǎo)可通過PC端實(shí)現(xiàn)對(duì)公司清障業(yè)務(wù)運(yùn)營(yíng)一屏全覽及考核監(jiān)督。中隊(duì)值班員可在PC端一鍵派單，實(shí)現(xiàn)清障、巡查命令下發(fā)；一線清障巡查員可通過App進(jìn)行全業(yè)務(wù)流程的打卡和信息上報(bào)；司乘人員可通過微信小程序進(jìn)行一鍵定位和救援。

2 功能設(shè)計(jì)

2.1 智慧清障救援PC端

2.1.1 駕駛艙

駕駛艙整體設(shè)計(jì)如圖2所示，駕駛艙涵蓋了清障總覽、車輛總覽、清障考核、巡查總覽、運(yùn)營(yíng)管理、巡查考核及圖層管理。

其中，清障總覽按年月展示了交通事故、車輛故障等各類清障任務(wù)數(shù)；車輛總覽展示了公司各個(gè)中隊(duì)巡查車與清障車的詳情；清障考核展示了各中隊(duì)人員清障達(dá)標(biāo)任務(wù)數(shù)與未達(dá)標(biāo)任務(wù)數(shù)；巡查總覽展示了巡查任務(wù)數(shù)、巡查完成率及巡查發(fā)現(xiàn)的交通事故及道路施工養(yǎng)護(hù)數(shù)；運(yùn)營(yíng)管理按年月展示了清障的應(yīng)收與實(shí)收款項(xiàng)；巡查考核展示了各中隊(duì)巡查人員的巡查達(dá)標(biāo)數(shù)及未達(dá)標(biāo)數(shù)；圖層管理實(shí)時(shí)展示了清障救援、在線車輛及機(jī)電設(shè)施分布情況，點(diǎn)擊相應(yīng)圖標(biāo)可進(jìn)行詳情查閱。駕駛艙提供了全方位的清障救援業(yè)務(wù)與巡查業(yè)務(wù)感知，為清障巡查業(yè)務(wù)指導(dǎo)提供了數(shù)據(jù)支撐。

2.1.2 清障管理

清障管理如圖3所示，支持清障救援事件錄入、展示及周邊資源的掌握，支持值班人員對(duì)待救援事件進(jìn)行司機(jī)與車輛的選擇，進(jìn)而完成派單操作；對(duì)救援中的事件詳細(xì)展示包括事故車輛信息、救援車輛信息和費(fèi)用信息等并對(duì)救援流程進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤定位。同時(shí)可根據(jù)樁號(hào)進(jìn)行地圖定位，支持查看周邊基礎(chǔ)設(shè)施、巡查車、清障車等信息，為事件的科學(xué)處置提供數(shù)據(jù)支撐。

2.1.3 巡查管理

巡檢管理模塊實(shí)現(xiàn)了巡檢任務(wù)發(fā)布、結(jié)果查詢?nèi)珮I(yè)務(wù)流程數(shù)字化管理；可錄入巡檢計(jì)劃包括：巡檢路段、巡檢樁號(hào)范圍、巡檢人員指定等；同時(shí)可查看巡檢結(jié)果，包括出車時(shí)間、收車時(shí)間、巡查里程、事故處置及道路施工安全監(jiān)督檢查等。

2.1.4 車輛運(yùn)行管理

車輛運(yùn)行支持對(duì)巡查車、清障車的實(shí)時(shí)定位查詢與軌跡追溯。車輛運(yùn)行管理如圖4所示，可點(diǎn)擊車輛列表數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，在地圖彈窗中進(jìn)行車輛車速等信息的實(shí)時(shí)查閱；軌跡追溯可查看任意時(shí)間段的車輛軌跡，支持對(duì)軌跡進(jìn)行加速播放，為車輛監(jiān)控［7］與責(zé)任追溯提供數(shù)據(jù)支撐。

2.1.5 視頻會(huì)商管理

依托執(zhí)法記錄儀終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)商。如圖5所示可選擇對(duì)應(yīng)中隊(duì)的執(zhí)法記錄儀進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處置情況實(shí)時(shí)調(diào)閱，同時(shí)可與現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)時(shí)通話，為決策層快速掌握現(xiàn)場(chǎng)情況及事故處置提供全方位支撐。

2.1.6 車務(wù)管理

車務(wù)管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)車輛的維保、加油、ETC費(fèi)用的統(tǒng)計(jì)分析。各中隊(duì)按需可錄入車輛的維保信息；按月可錄入運(yùn)行里程、加油升數(shù)、加油金額及ETC費(fèi)用；同時(shí)系統(tǒng)可自動(dòng)統(tǒng)計(jì)各中隊(duì)任意月份周期的運(yùn)行里程、百千米油耗、加油總量、加油總金額、ETC總費(fèi)用、維?？傎M(fèi)用及全部費(fèi)用，為車輛的經(jīng)費(fèi)制定提供數(shù)據(jù)支撐。

2.1.7 收入管理

收入管理提供了清障營(yíng)收管理及發(fā)票管理。清障營(yíng)收展示各清障任務(wù)的清障類型、清障車型、重載里程、預(yù)計(jì)費(fèi)用及實(shí)收費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)清障公開公正救援；發(fā)票管理提供發(fā)票導(dǎo)出功能，可依托被救人員二維碼掃碼錄入發(fā)票類型、發(fā)票抬頭、開戶銀行等信息，為發(fā)票快速準(zhǔn)確開具提供支撐。

2.1.8 服務(wù)評(píng)價(jià)管理

依托被救人員通過二維碼掃碼對(duì)清障作業(yè)人員進(jìn)行評(píng)價(jià)，可查閱專業(yè)程度、服務(wù)態(tài)度、規(guī)范程度及總體評(píng)價(jià)等信息，為清障人員專業(yè)度的進(jìn)一步提升及公眾出行服務(wù)品質(zhì)提供依據(jù)。

2.1.9 考核管理

考核管理實(shí)現(xiàn)了對(duì)清障人員、巡查人員的全流程自動(dòng)考核。內(nèi)容包括對(duì)清障人員出車時(shí)長(zhǎng)、到位時(shí)長(zhǎng)、作業(yè)時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行考核監(jiān)督；對(duì)巡查人員出車時(shí)長(zhǎng)、巡查里程、到位時(shí)長(zhǎng)進(jìn)行考核監(jiān)督。支持通過時(shí)間、是否達(dá)標(biāo)進(jìn)行考核結(jié)果的篩選導(dǎo)出，為公司考核監(jiān)督提供數(shù)字化管理手段。

2.1.10 基礎(chǔ)信息管理

基礎(chǔ)信息管理包括公司基礎(chǔ)信息管理及路網(wǎng)基礎(chǔ)信息管理。其中，公司基礎(chǔ)信息管理實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶、車輛、車庫(kù)、執(zhí)法記錄的基礎(chǔ)信息管理；路網(wǎng)基礎(chǔ)信息管理實(shí)現(xiàn)對(duì)路段、收費(fèi)站、隧道、智慧屏、霧區(qū)誘導(dǎo)系統(tǒng)等路網(wǎng)設(shè)施機(jī)電設(shè)備的統(tǒng)一管理，為路網(wǎng)感知提供數(shù)據(jù)支撐。

2.2 智慧清障救援App端

2.2.1 清障人員作業(yè)端

清障人員作業(yè)端App實(shí)現(xiàn)了清障全流程的打卡管理及發(fā)票、收費(fèi)、評(píng)價(jià)等一鍵掃碼管理。

清障人員可通過一鍵打卡實(shí)現(xiàn)出車、到位、清離、卸車及收車全流程的記錄；其中出車包括打卡時(shí)間、出車?yán)锍?、車牌等信息；到位包括打卡時(shí)間、所在路段、方向、樁號(hào)、到位里程等信息；清離包括打卡時(shí)間、清離車輛信息；卸車包括打卡時(shí)間、出口名稱、卸車?yán)锍痰刃畔ⅲ皇哲嚢ù蚩〞r(shí)間、收車?yán)锍?、是否加油等信息，?shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)潔高效的清障救援全流程執(zhí)行機(jī)制。

點(diǎn)擊發(fā)票管理和評(píng)價(jià)管理界面，可打開相應(yīng)的二維碼，被救人員可掃碼進(jìn)行相關(guān)信息評(píng)價(jià)及錄入；發(fā)票信息可錄入發(fā)票類型、發(fā)票抬頭、開戶銀行等；評(píng)價(jià)信息可評(píng)價(jià)響應(yīng)速度、服務(wù)態(tài)度等；收費(fèi)管理可填寫被救人員基本信息、車牌、車型、救援類型、重載里程、收費(fèi)二維碼，同時(shí)依托收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)自動(dòng)計(jì)算預(yù)計(jì)費(fèi)用，為清障人員收費(fèi)提供輔助支撐。

2.2.2 巡查人員作業(yè)端

巡查人員作業(yè)端App實(shí)現(xiàn)了從出車、巡查上報(bào)到收車的全流程管理，出車包括出車時(shí)間、出車?yán)锍痰刃畔?；巡查上?bào)包括事故處置及道路施工安全監(jiān)督檢查；事故處置可填報(bào)到位時(shí)間、封路時(shí)長(zhǎng)、所在路段、事故屬性、天氣、路產(chǎn)賠償情況等；道路施工安全監(jiān)督檢查包括所在路段、施工名稱、發(fā)現(xiàn)問題、整改成效及現(xiàn)場(chǎng)情況等；收車包括收車時(shí)間、收車?yán)锍?、加油情況等，實(shí)現(xiàn)了巡查全流程的數(shù)字化管理。

2.3 司乘救援小程序

司乘人員可通過微信小程序一鍵發(fā)起救援申請(qǐng)。依托采集到的樁號(hào)經(jīng)緯度基礎(chǔ)信息，利用基準(zhǔn)點(diǎn)及二維比例法計(jì)算事故坐標(biāo)點(diǎn)樁號(hào)［8］，為清障人員快速定位提供有效支撐，同時(shí)可根據(jù)車型、樁號(hào)自動(dòng)計(jì)算預(yù)計(jì)拖車費(fèi)用，為司乘人員提供參考。

3 結(jié)語(yǔ)

智慧清障救援平臺(tái)支撐司乘人員一鍵救援、值班人員一鍵派單、施救人員一鍵打卡，管理人員一鍵調(diào)度，實(shí)現(xiàn)多部門人員協(xié)同聯(lián)動(dòng)，同時(shí)支持清障救援業(yè)務(wù)營(yíng)收和成本的數(shù)字化監(jiān)督，實(shí)現(xiàn)清障救援業(yè)務(wù)的流程化、高效化和陽(yáng)光化。

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（編輯 王雪芬編輯）

Research on expressway multi-terminal collaborative intelligent obstacle removal

and rescue platform based on IoT

CUI" Kaichao

（Shanxi Province Intelligent Transportation Research Institute Co.， Ltd.， Taiyuan 030032， China）

Abstract： At present， expressway operating companies generally have problems such as low efficiency of obstacle removal and rescue， imperfect emergency response mechanism， and difficult supervision of the rescue process. Based on this， the article studies and builds an expressway intelligent obstacle removal and rescue platform. By combining the PC management terminal， the rescue personnel App terminal and the driver and passenger WeChat applet， and applying Internet of Things （IoT） technologies such as vehicle-mounted GPS positioning + law enforcement recorders， a multi-terminal collaborative expressway intelligent obstacle removal and rescue platform integrating “one-screen control of visual data， coordinated dispatch of rescue forces， and full business assessment and supervision” is constructed， which realizes the standardization， normalization， coordination and transparency of the entire obstacle removal and rescue process， and creates an efficient and safe digital emergency obstacle removal system.

Key words： expressway; obstacle removal and rescue; assessment and supervision