索春婷

摘 要：本文首先分析南京隧橋大數(shù)據(jù)綜合調(diào)度可視化系統(tǒng)工程的概況及背景，闡述可視化技術(shù)的重要性;其次，闡述大數(shù)據(jù)可視化在設(shè)計應(yīng)用中的技術(shù)及流程;再次，通過對可視化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行分析，闡述其模塊類型和使用價值;最后，總結(jié)大數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)在交通工程管理中的應(yīng)用優(yōu)勢和未來發(fā)展前景，以推動現(xiàn)代化科技交通質(zhì)量的提升。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)可視化;南京隧橋;管理

中圖分類號：U495文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）04-0106-03

Abstract： Firstly， this paper analyzed the general situation and background of Nanjing tunnel bridge big data integrated dispatching visualization system project， and expounded the importance of visualization technology; secondly， it expounded the technology and process of big data visualization in the design and application; thirdly， through the analysis of the structure of the visualization system， it expounded its module type and use value. Finally， it summarized the application advantages and future development prospects of big data visualization system in traffic engineering management， so as to promote the improvement of modern science and technology traffic quality。

Keywords： data visualization;Nanjing tunnel and bridge;management

在交通工程中應(yīng)用數(shù)據(jù)化技術(shù)，是時代發(fā)展和社會進步的必然要求。南京隧橋大數(shù)據(jù)綜合調(diào)度可視化系統(tǒng)主要是將數(shù)據(jù)可視化技術(shù)與其他相關(guān)技術(shù)相結(jié)合建設(shè)出的一套隧道管養(yǎng)運營綜合監(jiān)管大屏幕展示系統(tǒng)，用于日常隧道管養(yǎng)運營監(jiān)控、特殊時期專題監(jiān)控、突發(fā)事件應(yīng)急指揮，為隧道管養(yǎng)運營及城市交通管理提供決策支持。而如何將數(shù)據(jù)可視化技術(shù)應(yīng)用于南京隧橋管理是本文探討的主要問題。

1 工程概況及數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用的必要性

1.1 南京隧橋項目簡介

南京城建隧橋經(jīng)營管理有限公司為南京市重點基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和管理單位，管理隧道數(shù)量多達24條，現(xiàn)有業(yè)務(wù)系統(tǒng)包括隧道機電設(shè)備集控系統(tǒng)、視頻巡檢系統(tǒng)、車流量大數(shù)據(jù)系統(tǒng)、隧道結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測系統(tǒng)和綜合養(yǎng)護管理系統(tǒng)共五大系統(tǒng)。同時，在這些系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，該公司還開發(fā)出基于數(shù)據(jù)可視化的管養(yǎng)系統(tǒng)。

首先，數(shù)據(jù)可視化硬件平臺系統(tǒng)，包含屏體、拼接控制器、支架等硬件模塊。新建的監(jiān)管中心大屏幕規(guī)模為：中間主屏為5 m×16 m拼接屏，兩側(cè)側(cè)屏為5 m×6 m拼接屏，單屏采用長121.76 cm、寬68.49 cm的液晶屏，分辨率為1 920×1 080，兩側(cè)側(cè)屏可與主屏一起作為一個完整屏幕使用，這是可視化技術(shù)得以應(yīng)用的主要媒介。

其次，數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)軟件平臺，通過B/S架構(gòu)，不依賴硬件環(huán)境[1]，系統(tǒng)以點對點的超高分辨率展示可視化的場景，還可實現(xiàn)移動控制終端對大屏幕顯示畫面的同步控制、多屏互動、大屏場景的業(yè)務(wù)聯(lián)動、逐級鉆取。

最后，數(shù)據(jù)可視化展示專題及其他相關(guān)的輔助功能。系統(tǒng)通過可視化系統(tǒng)建設(shè)，直觀、全面、多維度地展示全隧道的平臺運行狀態(tài)，輔助運維管理人員以最直接的圖形化數(shù)據(jù)迅速掌握各個運行指標(biāo)，開展隧道的運維保障、調(diào)度指揮和決策工作。

1.2 數(shù)據(jù)可視化應(yīng)用的必要性

1.2.1 隧橋管理效率需求高。隨著城市規(guī)模不斷擴大，城市居住人口及機動車保有量也都不斷增加，交通擁堵已經(jīng)成為中國城市發(fā)展的一大瓶頸。而

數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)能提高隧道交通運行效率、道路網(wǎng)的通行能力，并調(diào)節(jié)市民的交通出行，滿足其出行需求。

1.2.2 數(shù)據(jù)分析壓力大。隧橋公司負(fù)責(zé)對城市隧道交通的各類異常事件進行處置，處置效率對交通的影響之大顯而易見。本公司管轄內(nèi)的隧橋數(shù)量較多，大量數(shù)據(jù)會增加工作壓力。

采用大數(shù)據(jù)計算技術(shù)，借助海量數(shù)據(jù)，使用專門的分析主題和對數(shù)據(jù)的深入挖掘，能夠幫助隧橋交通管理部門和指揮員深入了解車輛、駕駛員行為，預(yù)測交通趨勢，對交通異常事態(tài)做到提前發(fā)現(xiàn)、提前預(yù)防、提前處理，以提高各類事件的指揮調(diào)度處置效率。

1.2.3 交通管理政策需求。黨的十八大以來，隧橋公司響應(yīng)國家號召，建設(shè)服務(wù)型的大數(shù)據(jù)綜合調(diào)度可視化系統(tǒng)，從而提高交通管理服務(wù)水平，為廣大群眾出行提供便利的服務(wù)。在加強監(jiān)管力度，減少交通事故;改善交通秩序，提高通行能力;提高管理水平，提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)的目標(biāo)指引下，應(yīng)用數(shù)據(jù)可視化技術(shù)具備服務(wù)價值。

2 南京隧橋數(shù)據(jù)可視化技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域

2.1 隧道管理、養(yǎng)護數(shù)據(jù)集成

五大類系統(tǒng)涉及各類結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫有多種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、實時數(shù)據(jù)庫、歷史數(shù)據(jù)庫。因此，該技術(shù)能實現(xiàn)快速從各系統(tǒng)調(diào)取所需數(shù)據(jù)，從而為隧道管養(yǎng)運營綜合監(jiān)管大屏幕展示系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐。同時，各類系統(tǒng)的數(shù)據(jù)互通也為管養(yǎng)工作所需求的數(shù)據(jù)帶來了多元性和更多可能性，不同信息的相互組合將產(chǎn)生更多的情景方案，依靠數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，滿足日常的管養(yǎng)需求。

2.2 建立了隧道狀態(tài)評價模型

將隧道相關(guān)設(shè)備設(shè)施狀況、隧道交通狀況、隧道結(jié)構(gòu)健康狀況等因素納入隧道狀態(tài)評價模型，實時全面地反映隧道狀態(tài)。例如，能實時捕捉隧道內(nèi)的車輛視頻，利用車輛識別等技術(shù)來判斷一定時間段內(nèi)的過車數(shù)量，最后以排名的方式予以展示。若發(fā)現(xiàn)隧道擁堵，能主動推送擁堵信息。

2.3 建立了大數(shù)據(jù)分析可視化系統(tǒng)

對長期積累的隧道運營數(shù)據(jù)進行大數(shù)據(jù)分析，并在超高分辨率上對數(shù)據(jù)分析結(jié)果進行展示，為隧道管養(yǎng)運行及城市交通管理提供決策支持。

2.4 建設(shè)大屏幕展示系統(tǒng)

本項目通過一個支持超高分辨率、具有豐富組件庫、可提供豐富多樣的數(shù)據(jù)表達方式，以及支持三維展示、GIS服務(wù)的大屏幕展示平臺[2]，構(gòu)建起具備集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、綜合分析等功能的隧道管養(yǎng)運營綜合監(jiān)管大屏幕展示系統(tǒng)，可以根據(jù)應(yīng)用場景配置多套界面，以滿足日常監(jiān)管、主題監(jiān)管、應(yīng)急指揮等不同需求。同時，還可以快速移植到PC電腦和移動手機上，形成大屏幕、PC電腦、移動手機的三終端一體化解決方案。

利用多種不同的服務(wù)器來支撐大屏幕顯示系統(tǒng)，主要包括場景展示服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、流媒體服務(wù)器、RTSP視頻流提取服務(wù)器和圖像識別服務(wù)器六個部分。

3 數(shù)據(jù)可視化技術(shù)在具體應(yīng)用中的性能

3.1 可視化系統(tǒng)的綜合功能

可視化系統(tǒng)通過對相應(yīng)交通數(shù)據(jù)進行整合，使用圖表的形式將當(dāng)前交通擁堵情況、事故告警信息以及各區(qū)車輛遷徒情況以可視化的形態(tài)展示給工作人員。

第一，整合了原有的多個獨立的信息系統(tǒng)，統(tǒng)一顯示在隧橋可視化系統(tǒng)中，方便管理人員/日常維護人員加強管理和維護。隧橋可視化系統(tǒng)主界面左側(cè)為“子系統(tǒng)界面”，通過切換標(biāo)簽頁可對每個子系統(tǒng)進行切換，選擇子系統(tǒng)后界面會顯示出當(dāng)前系統(tǒng)內(nèi)相應(yīng)設(shè)備的運行情況和各項檢測數(shù)據(jù)的指標(biāo)。

第二，隧道建設(shè)、綜合狀態(tài)信息。通過隧道線的線型、顏色，反映當(dāng)前隧道的狀態(tài)，即運行、規(guī)劃或建設(shè)中。通過百分比圖標(biāo)和顏色標(biāo)識，反映當(dāng)前隧道的整體運行狀態(tài)及健康度評分。

第三，視頻監(jiān)控信息。通過視頻窗口，能清晰地顯示隧道出入口監(jiān)測點的監(jiān)控視頻，并將視頻資源進行分級管理，支持點、線、面查詢，可以快速調(diào)閱。

第四，針對交通管理進行綜合信息整合。通過數(shù)據(jù)可視化技術(shù)能顯示擁堵指數(shù)、平均車速、日過車輛、日違章量等指數(shù)信息，并利用報警單號、類型、報警時間、地點等信息精準(zhǔn)定位交通事故。

第五，整合隧橋交通流量信息，對車輛遷徙、排名等信息進行整合和顯示，對隧橋進行車流量監(jiān)控，并評價流量等級。

3.2 其他專題模塊性能分析

3.2.1 交通管理模塊。交通管理模塊主要包括以下幾方面的子模塊。首先，交通擁堵專題分析模塊。針對隧道內(nèi)交通狀況復(fù)雜多變的特點，可視化系統(tǒng)專門定制開發(fā)了交通擁堵專題分析界面。此界面能實時展示出各個隧道的擁堵排名、擁堵程度及擁堵路段，按照配置的時間周期自動對各個隧道擁堵指數(shù)進行排名，并且將擁堵點視頻和異常信息的視頻自動推送到大屏界面進行顯示，極大地縮短了工作人員排查擁堵原因的時間，并使其及時全面地掌握隧道交通狀況，從而采取正確的措施緩解交通擁堵狀況。

其次，隧道內(nèi)視頻模塊。隧橋內(nèi)視頻監(jiān)控界面能讓工作人員全方位地掌握隧道內(nèi)攝像頭的分布及所有監(jiān)控點視頻監(jiān)控的信息，從而清晰明了地掌握隧道內(nèi)交通通行情況。

最后，隧道內(nèi)交通信號燈狀態(tài)模塊。隧橋內(nèi)交通信號燈狀態(tài)監(jiān)控界面能夠讓工作人員及時掌控信號燈的狀態(tài)，當(dāng)遇到交通擁堵或者突發(fā)事件時，能及時調(diào)整信號燈狀態(tài)，進而緩解交通壓力。

3.2.2 交通安全防范模塊。交通安全防范模塊主要包括以下幾方面的子模塊。首先，汛期專題分析模塊。針對夏季高溫和汛期多雨的特點，可視化系統(tǒng)專門定制開發(fā)了汛期專題分析界面，能在汛期到來時全面掌控防汛救汛設(shè)備運行狀態(tài)、資源分布狀態(tài)，并及時獲取當(dāng)前汛情以及未來汛情趨勢等信息，從而有效應(yīng)對汛期可能發(fā)生的事件。此界面主要展示了防汛救汛期間重點關(guān)注的部分，包括水泵系統(tǒng)和供電系統(tǒng)設(shè)備的運行情況及關(guān)鍵數(shù)據(jù)指標(biāo)、緊急救援物資人員車輛的分布及數(shù)量、天氣降雨量統(tǒng)計以及重點易積水區(qū)域重點監(jiān)控等。

其次，交通信號燈和緊急電話狀態(tài)監(jiān)控模塊。該模塊顯示隧道內(nèi)交通信號燈、攝像頭、緊急電話分布的位置和實時狀態(tài)，讓工作人員及時掌控信號燈和緊急電話的相關(guān)信息，當(dāng)遇到交通或突發(fā)事件時，能通過電話機位置預(yù)判事故發(fā)生地點，并通過電話機和廣播的方式及時告知群眾應(yīng)急措施或逃生線路，有效減少交通事故的影響，避免人員傷亡事故的出現(xiàn)。

再次，風(fēng)機狀態(tài)監(jiān)控模塊。隧橋內(nèi)風(fēng)機狀態(tài)監(jiān)控界面能顯示隧道內(nèi)風(fēng)機、風(fēng)扇分布的位置和啟停狀態(tài)，當(dāng)風(fēng)機風(fēng)扇出現(xiàn)故障后，能及時發(fā)現(xiàn)并進行檢修。

最后，消防狀態(tài)監(jiān)控模塊。隧橋內(nèi)消防狀態(tài)監(jiān)控界面能夠顯示隧道內(nèi)手動報警按鈕、消防栓按鈕、雙波長探測器等消防設(shè)備分布的位置和狀態(tài)，讓工作人員了解消防設(shè)備狀態(tài);當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時，監(jiān)控界面能夠及時地定位到火災(zāi)信號，能夠準(zhǔn)確和及時地確定險情發(fā)生的位置及類型，從而及時采取有效的應(yīng)對措施。

4 結(jié)語

此次南京隧橋工程所應(yīng)用的數(shù)據(jù)可視化技術(shù)，能夠為開展交通管理和安全防范工作起到智能高效的促進作用。在隧橋的數(shù)據(jù)可視化管理過程中，能夠形成一張透明的網(wǎng)絡(luò)，通過人機操作界面進行統(tǒng)籌管理，不僅有助于交通信息收集和調(diào)配，也能夠及時發(fā)現(xiàn)風(fēng)險，并采取解決規(guī)避措施。從該技術(shù)在系統(tǒng)中應(yīng)用的質(zhì)量上來看，其為系統(tǒng)提供了性能優(yōu)化和細(xì)節(jié)全面精準(zhǔn)的服務(wù)，從而促使隧橋在交通網(wǎng)絡(luò)中呈現(xiàn)出更加豐富的職能，促進城市交通管理工作的發(fā)展。

參考文獻：

[1]蔣進，文潔，寇博， 等. 大數(shù)據(jù)背景下橋隧涵動態(tài)養(yǎng)護管理系統(tǒng)分析和設(shè)計[J]. 交通節(jié)能與環(huán)保， 2018（4）：99-101.

[2]林曉東，李曉軍，林浩. 集成GIS/BIM的盾構(gòu)隧道全壽命管理系統(tǒng)研究[J]. 隧道建設(shè)（中英文）， 2018（6）：963-970.