作者简介：周永明（1979— ），工程师，研究方向：高速公路。

摘要：文章以智慧交通为研究背景，提出高速公路快速综合应急指挥调度系统研究，并通过仿真测试，验证了该系统设计方案的可靠性。利用该系统可快速确定交通应急事件具体位置，同时合理调度救援资源，为高速公路应急救援工作提供便利。

关键词：智慧交通;指挥调度;应急救援

中国分类号：U412.36+6A501834

0 引言

为了给予广大群众一个安全的出行环境，需要构建一套应急指挥调度系统，并利用该系统快速发现交通安全事故，合理安排救援资源调度，从而达到争取更多救援时间的目的[1]。目前，关于应急指挥调度系统的研究较少，当前研发出的系统定位精准度存在较大提升空间，而采用固定角度拍摄方式采集信息，易导致信息不全面[2-3]。另外，大部分系统不支持向用户手机发送公路状况消息，限制了应急指挥通信方式[4]。为了弥补这些不足，本文提出智慧交通开发思想，设计一套新的高速公路快速综合应急指挥调度系统。

1 系统总体设计

本系统选取北斗技术作为定位指挥工具，借助手机信息服务平台，建立用户手机与监控现场的通信连接。另外，利用无人机拍摄现场图像信息，拍摄无死角，可以根据监控需求调整无人机的飞行高度和摄像头角度[5]。如图1所示为系统总体架构。

该系统主要由监控中心计算机、服务器、信号塔、用户手机、无人机系统、北斗系统组成，利用无人机系统和北斗系统，采集高速公路车辆信息，将这些信息发送至系统服务器，再由服务器同时向监控中心和用户手机发送相关消息，从而大大提高了系统通信效率，为交通应急指挥调度提供了便利条件。

2 系统功能模块设计

2.1 无人机拍摄功能

本系统利用无人机作为公路交通现场状况信息采集工具，利用该工具拍摄视频和照片，作为交通应急指挥调度参考依据。本系统应用的无人机拍摄照片清晰度支持高清，可根据现场公路布设情况，调整无人机飞行高度和摄像头拍摄角度，实时采集事件现场图像信息。为了便于指挥调度和无人机拍摄的操控设置两种模式，分别是手机通信指挥调度和监控中心指挥调度。

（1）手机通信指挥调度。以用户手机作为指挥调度工具，信息通过信号塔发送给用户手机，指挥调度人员根据接收到的信息，查询当前救援资源空闲情况，就近调度，从而为现场事故处理争取更多时间。一般情况下，手机通信调度配合监控中心指挥调度，作为辅助工具，当监控中心尚未给出调度方案时，管理人员手机接收到信息后，第一时间设计调度方案[6]。

（2）监控中心指挥调度。以调度中心计算机作为指挥调度工具，管理人员在计算机操作界面查看到信息后，根据资源闲置情况，结合现场具体状况，合理调配救援和危险品处理资源。

所有调度工作都会上传至管理中心，不会出现资源重复利用情况。监控中心与手机同时操控，一旦调度命令下达，即刻实施，以此提高现场处理效率。

2.2 重點营运车辆感知与危险品监测功能

该项功能具有针对性监控作用，按照车辆类别和体积大小不同，筛选重点应急监控对象。本次开发的系统以货车、客车作为重点监测对象，对车辆危险品进行重点排查。当车辆通过安检路段时，限定车辆通行道路，对于客车和货车的通行道路，下调通行速度，为危险品监测预留足够时间。设备感知车辆后开始监测，如果监测到危险品，则立即向用户手机和监控中心发送消息[7]。

2.3 移动应急指挥功能

本系统的移动应急指挥功能开发，是对车辆进行改造，实现指挥车与调度中心的通信连接，根据下达的调度任务，完成相关应急工作。为了保证通信质量，本系统对指挥调度车通讯传输方式进行了设置，通过改造车辆结构，实现车辆与用户手机、监控中心的通信连接，从而做好应急救援/应急处理配合工作。根据调度要求，快速将资源运输至现场，从而实现移动应急指挥。本系统以小型车和中型客车作为指挥车，具体通信配备如下。

（1）中型客车通信配备：双向2 M规格CSAT通信、5G公共移动网络、卫星定位、超短波通信、对空通信。

（2）小型车通信配备：5G公共移动网络、卫星定位、超短波通信。

2.4 救援养护车辆调度功能

本系统救援车辆接收到监控中心或者用户手机下达的救援/应急处理命令以后，从北斗系统中获取定位信息，从而确定被救援/应急处理位置信息。根据实际情况，完成相关车辆调度和救援处理任务。如图2所示为救援养护车辆调度子系统拓扑图。

在图2中，应急救援车辆借助信号塔与监控中心和其他管理人员用户手机取得实时通信连接，将救援调度情况及时反馈给监控中心和其他管理人员用户手机。由于应急事故存在变化特性，所以每一时段的变化，都会影响上一次应急任务方案的作用发挥，不利于现场救援/应急处理工作的开展。由此，本系统将此情况考虑在其中，在车辆调度子系统中添加了双向通信功能，并将北斗系统直接与应急救援车辆通信设备连接，直接为救援车辆提供相关定位信息，以便调度人员查询。

3 系统软件平台开发

3.1 平台主要功能

本系统利用北斗技术软件开发工具，借助互联网环境，开发一套应急指挥调度软件平台。为了给予用户更多便利，本系统在定位救援位置的同时，增加了路况判断、分流预案、应急救援指挥、远程通信等功能。以下为系统软件核心功能：

（1）路况判断。利用数据库创建路况类型，每一种路况对应一套应急调度方案。

（2）分流预案。为了加快应急调度，按照案件情况不同，设计不同调度处理方案。对于数据库不存在的案件，讨论后生成调度方案。

（3）应急救援指挥。当系统监测到现场需要应急处理时，借助基站同时向用户手机和监控中心分别发送消息，以此提高事件处理效率。

（4）远程通信。本系统与手机APP对接，为调度工作开展提供了便利条件。为了保证信息时效性，每间隔10 s系统自动更新信息。如果用户正在使用APP，支持手动立即更新。

3.2 平台应急联动与处理

3.2.1 平台应急联动指挥调度流程

（1）第一步：无人机系统将采集到的图像信息发送给移动应急指挥平台，包括用户手机和监控中心。

（2）第二步：对视频图像进行处理，确定准确位置信息，同时对现场状况进行判断，从中挖掘危险物品、安全事故等重要信息。

（3）第三步：监控中心将筛选到的重要信息输入调度软件，查询当前救援资源空闲情况，根据事故位置信息进行匹配，生成调度任务。

（4）第四步：将调度任务发送给匹配到的调度车辆，完成救援处理。

3.2.2 平台应急处理

平台应急处理功能的开发，主要是根据收集到的信息，下发应急调度命令。按照设定的条件，判断当前应急处理资源需求，而后利用北斗系统定位，找到定位周围救援资源，就近下达资源调度命令。调度资源的分配对平台应急处理功效的发挥影响较大，所以必须保证资源调配合理性。本系统增加了资源分配检验功能，生成资源调度命令后，遍历资源库，检验当前需要调度的资源是否处于空闲状态，如果均处于空闲状态，则下达调度命令，反之，重新匹配。

4 系统测试分析

本次测试主要对系统的交通事故定位/危险品定位精准度、调度指挥中心接收信息时效性、用户手机接收信息时效性、应急救援资源调配合理性进行测试。关于系统测试工作的开展，通过建立仿真测试环境，模拟不同高速公路突发状况，测试系统应急功能。如表1所示为系统功能测试结果。

由表1中的统计结果可知，本系统能够较为精准确定危险品和交通事故位置。以往定位精度在85%左右，本系统定位精度在94%左右，明显地提升了定位精准度。监控指挥中心收到信息的时效性和用户手机收到信息的时效性都很高，延时控制在0.05 s之内，延时过短，可以忽略不计，由此能够为应急指挥调度提供时效性较高的现场状况信息。从模拟结果来看，本系统有助于应急指挥调度工作的开展，且应急资源分配较为合理。

5 结语

本文建立在智慧交通时代背景下，围绕高速公路突发事件/危险品运输问题处理展开探究，选取无线通信技术、北斗定位技术、无人机拍摄技术作为系统开发核心技术，提出一种新的高速公路快速综合应急指挥调度系统。该系统利用无人机和相关辅助设备拍摄现场路况信息，作为应急救援处理判断依据，通过北斗系统定位，下达救援资源调度任务。仿真测试结果显示，本系统能够准确确定应急处理位置，信息传输时效性较强，且能合理调配资源。

参考文献：

[1]王维敏，孟 雪.智慧公路基础设施综合管理信息系统设计[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（1）：302-303.

[2]张 伟，邓 晶，罗 薇，等.路网管理与应急处置平台的多网融合组网实现[J].公路，2019，64（6）：191-195.

[3]王珏莹，胡志坚，谢仕炜.计及交通流量调度的智慧综合能源系统规划[J].中国电机工程学报，2020，658（23）：47-63.

[4]段晓红，吴家新，周芷晴.基于层次蝙蝠算法的应急车辆调度与交通疏散协同决策[J].交通运输系统工程与信息，2020，20（2）：157-165.

[5]孙鹏举，刘 俊，李 博.高速铁路列车调度员应急场景处置仿真系統设计研究[J].铁道运输与经济，2019，475（5）：81-86.

[6]余景良，聂旭清，刘岸华.基于GIS测绘成果管理系统在综合智慧交通体系中的应用研究[J].公路交通科技（应用技术版），2019，15（3）：270-273.

[7]贾文峥，宋晓敏，廖理明，等.基于情景分析的城市轨道交通应急指挥系统功能需求研究[J].交通运输系统工程与信息，2019，19（2）：50-55.