張海濤

（河南交通投資集團(tuán)有限公司，河南 鄭州 450000）

0 引言

公路具有點(diǎn)多、線長(zhǎng)、面廣的特點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)工作具有較強(qiáng)的復(fù)雜性，傳統(tǒng)模式下，主要以人工為主，紙質(zhì)記錄的統(tǒng)計(jì)方式工作效率低，準(zhǔn)確度不足，在統(tǒng)計(jì)過(guò)程中涉及的信息量很大，人工統(tǒng)計(jì)會(huì)出現(xiàn)失誤、遺漏等問(wèn)題。高速公路信息化管理系統(tǒng)可將路段監(jiān)控、隧道監(jiān)控等功能集合形成一個(gè)整體，綜合利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)，提高系統(tǒng)的管理效率。另外，通過(guò)數(shù)據(jù)共享，管理人員可實(shí)時(shí)查詢數(shù)據(jù)，并向出行人員發(fā)布信息，可有效提高高速公路的運(yùn)行效率，全面提升服務(wù)水平?；诖?，本文主要分析了高速公路信息化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

1 公路信息化建設(shè)現(xiàn)狀

建立功能完善的信息系統(tǒng)是推動(dòng)公路統(tǒng)計(jì)工作順利有效開(kāi)展的前提和保障，也是提供數(shù)據(jù)信息及時(shí)性、全面性的重要手段。結(jié)合目前情況來(lái)看，由于我國(guó)公路建設(shè)面積大，涉及范圍廣，很多地區(qū)尚未建立較為完善的信息管理系統(tǒng)，在我國(guó)一些經(jīng)濟(jì)水平不高的地區(qū)仍然采用以人工為主的統(tǒng)計(jì)方式，給我國(guó)公路統(tǒng)計(jì)信息化建設(shè)的進(jìn)一步發(fā)展造成了制約。其次，從宏觀的角度出發(fā)，在全國(guó)公路范圍內(nèi)建立信息化統(tǒng)計(jì)管理系統(tǒng)有助于推動(dòng)公路事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)迅速發(fā)展的背景下，傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模式已經(jīng)無(wú)法滿足行業(yè)發(fā)展的需求。除了信息化程度不足之外，公共統(tǒng)計(jì)工作具有一定的重復(fù)性，統(tǒng)計(jì)人員工作積極性和主動(dòng)性不足，在實(shí)際統(tǒng)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中缺乏創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維，很多工作人員仍然秉持傳統(tǒng)的思維模式，無(wú)法根據(jù)行業(yè)發(fā)展的需求提高自己專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，無(wú)法將現(xiàn)代化的信息管理系統(tǒng)有效利用到實(shí)際管理工作中，這也是阻礙我國(guó)公路統(tǒng)計(jì)工作進(jìn)一步發(fā)展的主要原因之一[1]。

2 高速公路信息化管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)目標(biāo)

滿足公路信息化管理實(shí)際需求，結(jié)合公路養(yǎng)護(hù)管理現(xiàn)狀，構(gòu)建完善的信息管理系統(tǒng)，并應(yīng)用于公路信息化養(yǎng)護(hù)管理中，提高公路養(yǎng)護(hù)管理質(zhì)量和效能。系統(tǒng)的搭建實(shí)現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)管理中的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化管理、工程日常維護(hù)與施工建設(shè)管理、公路橋梁評(píng)價(jià)與安全管理、智能決策輔助管理、數(shù)據(jù)化報(bào)表統(tǒng)計(jì)與查詢管理等信息化管理功能。在系統(tǒng)中把參與公路管理的工作人員都納入進(jìn)來(lái)，實(shí)現(xiàn)辦公業(yè)務(wù)的自動(dòng)化、數(shù)據(jù)檢索與查詢的智能化、決策智能輔助的科學(xué)化，進(jìn)一步提升公路養(yǎng)護(hù)管理的信息化效能[2]。

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

2.2.1 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析層

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析層各設(shè)備通過(guò)專用的通信協(xié)議與外場(chǎng)設(shè)備連接，通過(guò)相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)程序?qū)ν鈭?chǎng)設(shè)備采集回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)分析后轉(zhuǎn)換為各個(gè)文件形式，部分?jǐn)?shù)據(jù)存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，傳輸?shù)较乱粚?。該層各設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序有專用的驅(qū)動(dòng)設(shè)備，彼此互不影響。

2.2.2 數(shù)據(jù)處理層

數(shù)據(jù)處理層是將統(tǒng)計(jì)分析層實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)通過(guò)驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)行進(jìn)一步處理，處理后的數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)表現(xiàn)層提取。該層的功能模塊根據(jù)需要對(duì)采集回來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并存入數(shù)據(jù)庫(kù)。

2.3 隧道監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)

隧道監(jiān)控模塊由監(jiān)控分中心、外場(chǎng)設(shè)備、服務(wù)器、傳輸系統(tǒng)等組成。該模塊可以對(duì)隧道內(nèi)部的有害氣體濃度、光強(qiáng)、風(fēng)機(jī)、照明設(shè)施等進(jìn)行檢測(cè)和控制，并通過(guò)可變情報(bào)板、信號(hào)燈等為出行人員提供信息和提示，緊急情況下還可安排救援。

2.4 路段監(jiān)控模塊設(shè)計(jì)

路段監(jiān)控模塊由監(jiān)控中心、外場(chǎng)設(shè)備、服務(wù)器、傳輸系統(tǒng)等組成。該模塊可對(duì)各路段的氣象條件、交通量、車輛信息等進(jìn)行監(jiān)控，并通過(guò)可變情報(bào)板等為出行人員提供路況信息[3]。

2.5 聯(lián)動(dòng)方案管理模塊設(shè)計(jì)

該模塊是在緊急情況下，對(duì)隧道內(nèi)部的風(fēng)機(jī)、照明等設(shè)施進(jìn)行控制，并通過(guò)可變情報(bào)板、車道標(biāo)志、信號(hào)燈發(fā)布信息。觸動(dòng)源動(dòng)作主要是隧道內(nèi)部的CO/VI 超標(biāo)、火災(zāi)報(bào)警和照明設(shè)備異常等，由值班人員確認(rèn)后選擇處治方案，并操控外場(chǎng)設(shè)備執(zhí)行處治方案，觸動(dòng)接觸完成后恢復(fù)至正常運(yùn)行狀態(tài)。

3 高速公路信息化管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)措施

3.1 建立信息化管理制度

建立統(tǒng)一的信息化管理標(biāo)準(zhǔn)，保障公路信息化管理的穩(wěn)步進(jìn)行，加強(qiáng)各部門層級(jí)之間的溝通，推動(dòng)其更好發(fā)展。制定科學(xué)合理的公路信息化管理發(fā)展規(guī)劃，打造公路養(yǎng)護(hù)管理全面信息化與網(wǎng)絡(luò)化的戰(zhàn)略目標(biāo)，結(jié)合公路養(yǎng)護(hù)實(shí)際情況，開(kāi)展信息化總體建設(shè)。制訂公路養(yǎng)護(hù)管理暫行辦法和興化市公路養(yǎng)護(hù)管理體制改革意見(jiàn)，針對(duì)興化市公路養(yǎng)護(hù)管理中存在的問(wèn)題，采取有效的措施具有針對(duì)性的解決問(wèn)題，保障興化市公路信息化管理有據(jù)可依、有法可查。徹底打破現(xiàn)存的傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)格局，讓高速公路養(yǎng)護(hù)管理的數(shù)據(jù)信息可以及時(shí)、準(zhǔn)確在各級(jí)部門之間傳遞。全面掌握在信息化管理中的差異化數(shù)據(jù)，對(duì)各類數(shù)據(jù)信息進(jìn)行持續(xù)匯總，并結(jié)合實(shí)際具有針對(duì)性的制定標(biāo)準(zhǔn)化的信息化管理制度。

3.2 充分利用好現(xiàn)代化的信息技術(shù)

隨著我國(guó)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的逐漸發(fā)展，公路統(tǒng)計(jì)信息系統(tǒng)的建設(shè)是公路行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，也是提高統(tǒng)計(jì)工作效率和工作質(zhì)量的有效手段。以人工為主的傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)工作模式具有很大的局限性，統(tǒng)計(jì)工作開(kāi)展過(guò)程中容易出現(xiàn)各類不可控制的問(wèn)題，容易出現(xiàn)信息數(shù)據(jù)遺漏、準(zhǔn)確性不足、信息全面性缺乏，收集到的信息數(shù)據(jù)與實(shí)際情況不符，給公路建設(shè)和養(yǎng)護(hù)工作造成難度。充分利用信息化系統(tǒng)可以使信息數(shù)據(jù)更加全面、精細(xì)、準(zhǔn)確，同時(shí)還能有效降低實(shí)際工作中投入的人力成本，減少統(tǒng)計(jì)人員的工作量[4]。

3.3 優(yōu)化高速公路信息化技術(shù)

3.3.1 自動(dòng)質(zhì)量巡檢

為從根本上保證高速公路監(jiān)控系統(tǒng)在構(gòu)建和應(yīng)用時(shí)的完整性和有效性，盡可能滿足高速公路在監(jiān)控時(shí)提出的個(gè)性化需求，要將智慧監(jiān)控科學(xué)合理地引入其中。將其作為基礎(chǔ)，有利于實(shí)現(xiàn)高速公路信息化建設(shè)的有效推進(jìn)，同時(shí)對(duì)先進(jìn)技術(shù)手段的合理利用，能夠保證高速公路監(jiān)控系統(tǒng)自身智能化水平得到有效提升，以此推動(dòng)高速公路工程項(xiàng)目的建設(shè)和穩(wěn)定高效發(fā)展。高速公路工程項(xiàng)目由于各個(gè)路段視頻編碼之間具有明顯的差異，所以導(dǎo)致整個(gè)視頻格式存在不同，對(duì)后續(xù)管理造成一定影響。因此，應(yīng)保證現(xiàn)有路段視頻編碼格式的統(tǒng)一性，以此保證后續(xù)管理工作的全面有序開(kāi)展。編制視頻格式標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，以H.264 為基礎(chǔ)，合理利用符合要求的格式，以提供清晰可靠的視頻。在智慧監(jiān)控的影響下，對(duì)自動(dòng)質(zhì)量巡檢方式進(jìn)行合理利用，能夠定期對(duì)自動(dòng)巡檢方法進(jìn)行合理利用，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行中可能存在的信號(hào)丟失等相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行巡視檢查，以保證故障維護(hù)工作效率得以提升[5]。

3.3.2 監(jiān)控視頻智能化

智能化分析作為智慧監(jiān)控的重要功能，在高速公路信息化建設(shè)中有突出的作用。高速公路事業(yè)發(fā)展進(jìn)一步穩(wěn)固了視頻監(jiān)控的重要地位，視頻監(jiān)控范圍越來(lái)越大，覆蓋密度也不斷增加，能夠?qū)ΜF(xiàn)有資源進(jìn)行更加合理的利用。通過(guò)智慧監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)Ω咚俟奋嚵髁窟M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分析各個(gè)時(shí)間段車流量情況。同時(shí)，智能化分析功能可以對(duì)高速公路中車輛運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)分析，比如車輛行駛、停止以及加速狀態(tài)等，為導(dǎo)航、交通疏導(dǎo)等提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)支持。圖1 為高速公路監(jiān)控系統(tǒng)軟件整體架構(gòu)圖。智慧監(jiān)控技術(shù)應(yīng)用于高速公路信息化建設(shè)，可以提升其智能化程度，運(yùn)用到高速公路安全監(jiān)測(cè)工作體系中，能夠從根本上對(duì)運(yùn)行車輛進(jìn)行動(dòng)態(tài)化監(jiān)測(cè)，且通過(guò)智能化分析車輛運(yùn)行的狀態(tài)，可以對(duì)車輛運(yùn)行中存在的異常問(wèn)題及時(shí)處理，消除安全隱患。

3.3.3 ETC 收費(fèi)系統(tǒng)

各省在全國(guó)統(tǒng)一收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)框架下，制訂了高速公路行業(yè)準(zhǔn)則、地方標(biāo)準(zhǔn)，使高速公路管理行為統(tǒng)一化。除此之外，各省對(duì)ETC 配套項(xiàng)目的設(shè)備規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一也十分重視。現(xiàn)各省主要使用的是具有開(kāi)放框架，可兼容5G 技術(shù)的中國(guó)交通、華為等ETC 門架系統(tǒng)，以保護(hù)目前基建投資能夠向未來(lái)智慧高速公路平滑過(guò)渡，同時(shí)為后續(xù)選擇發(fā)展5G+C－V2X 技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。高速公路ETC 的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)如下：①利于節(jié)省停車花費(fèi)的時(shí)間，防止發(fā)生收費(fèi)中車道擁堵的現(xiàn)象，減少尾氣排放。車輛經(jīng)過(guò)ETC 專用車道大概需使用2.5～3s，如此可節(jié)省通行時(shí)間、降低收費(fèi)擁堵問(wèn)題的發(fā)生率。②利于嚴(yán)格控制運(yùn)營(yíng)成本、實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的效果，為有效改善人們的生存環(huán)境，需秉持低碳原則加以控制，要求減少二氧化碳排放量，獲得低能量、低消耗和低開(kāi)支的效果。針對(duì)車輛ETC 專用車道通行情況來(lái)說(shuō)，車輛收費(fèi)車道不需停車，這時(shí)能節(jié)省燃油使用量、時(shí)間，降低二氧化碳的排放、油料消耗，改善收費(fèi)站四周環(huán)境。經(jīng)營(yíng)企業(yè)為維護(hù)經(jīng)濟(jì)效益，采用ETC 系統(tǒng)能夠節(jié)省人力資源，控制實(shí)際運(yùn)營(yíng)的成本。③可有效保證整體服務(wù)水平、管理水平，ETC 專用車道快捷、高速，便于保證車輛通行能力，獲得駕駛?cè)藛T的滿意、認(rèn)可。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，使得經(jīng)濟(jì)效益最大化、更好的為社會(huì)提供服務(wù)。站在管理人員的角度來(lái)看，不但能加強(qiáng)車輛通行方面能力，而且有助于防止發(fā)生收費(fèi)擁堵?tīng)顩r，保證收費(fèi)的時(shí)效性、準(zhǔn)確性、秩序性等，從根本上提升整體管理工作效率[6]。

3.3.4 通信系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)三網(wǎng)合一

實(shí)現(xiàn)高速公路三大系統(tǒng)融合的過(guò)程中需要在網(wǎng)絡(luò)層面上實(shí)現(xiàn)通信、監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)在高速公路上的統(tǒng)一；需要在業(yè)務(wù)層面上實(shí)現(xiàn)、音頻、數(shù)據(jù)、視頻這三類業(yè)務(wù)的在高速公路應(yīng)用上的融合。我們可以利用新一代的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、全新的綜合業(yè)務(wù)接入技術(shù)、全新的光傳輸技術(shù)以及視頻信息壓縮、解壓等實(shí)現(xiàn)的視頻監(jiān)控技術(shù)，可以將高速公路通信、監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)三大系統(tǒng)融合起來(lái)。信息網(wǎng)絡(luò)所涉及的點(diǎn)都可以接收到監(jiān)控系統(tǒng)的視頻信息、音頻信息以及告警信號(hào)、控制信號(hào)，可以實(shí)現(xiàn)移動(dòng)圖像的測(cè)試、警報(bào)信息的上報(bào)、指令的遠(yuǎn)程下達(dá)，也可以在高速公路的網(wǎng)絡(luò)在不同位置的實(shí)時(shí)監(jiān)控、操控遠(yuǎn)距離場(chǎng)所。高速公路通信、監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)的融合，可以有效利用通信系統(tǒng)的豐富高效的傳輸及容量的資源。

3.4 完善通信系統(tǒng)的運(yùn)維管理體系

當(dāng)前，通信單位圍繞通信系統(tǒng)所開(kāi)展的運(yùn)行與維護(hù)工作具有較大實(shí)施難度，其涉及面也較廣，這使得日常的維護(hù)管理工作需要面臨諸多問(wèn)題。因此，通信單位可圍繞其管理結(jié)構(gòu)搭建相匹配的通信管理，革新管理工作與通信技術(shù)體系，充分展現(xiàn)流程、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、指標(biāo)的技術(shù)導(dǎo)向作用，逐步完善標(biāo)準(zhǔn)化的管理體系。同時(shí)，通信單位還應(yīng)從設(shè)計(jì)、規(guī)劃、運(yùn)行、維護(hù)等多個(gè)環(huán)節(jié)著手，健全責(zé)任機(jī)制，明確管理主體，細(xì)化各項(xiàng)工作流程，逐步完善規(guī)章制度與工作標(biāo)準(zhǔn)。在此基礎(chǔ)上，通信單位還應(yīng)圍繞上述標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)化監(jiān)督執(zhí)行與考核力度，盡可能增強(qiáng)規(guī)章機(jī)制的有效性、科學(xué)性、可行性。

3.5 采用集中管理模式

對(duì)于高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的運(yùn)行管理，要采取集中管理模式。通過(guò)集中管理模式的應(yīng)用，實(shí)時(shí)同步上傳各類監(jiān)控、收費(fèi)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，并在通信系統(tǒng)的協(xié)調(diào)下，由收費(fèi)監(jiān)控中心統(tǒng)一接收數(shù)據(jù)，并分散反饋給各用戶，進(jìn)而形成一個(gè)基于多媒體、以光纖傳輸數(shù)據(jù)為核心的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。為了提高機(jī)電通信系統(tǒng)中各個(gè)設(shè)備性能的穩(wěn)定程度，需要將收費(fèi)中心服務(wù)器實(shí)施雙機(jī)備份，并借助冗余保護(hù)等技術(shù)來(lái)提高通信系統(tǒng)的使用性能。高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，當(dāng)前面臨著復(fù)雜的業(yè)務(wù)接口非標(biāo)的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，可以借助同步數(shù)據(jù)體系等技術(shù)方案來(lái)解決。同時(shí)，引入集中管理模式的應(yīng)用，還可以降低系統(tǒng)管理、運(yùn)行與維護(hù)成本，提高現(xiàn)有資源的利用效率。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在傳統(tǒng)高速公路養(yǎng)護(hù)管理的基礎(chǔ)上，采用現(xiàn)代化的信息技術(shù)手段進(jìn)行管理，是高速公路養(yǎng)護(hù)管理的發(fā)展趨勢(shì)。高速公路信息化養(yǎng)護(hù)管理體系的構(gòu)建，提高了高速公路養(yǎng)護(hù)管理水平和治理，為高速公路的治理提供了重要的支撐。利用現(xiàn)代化的信息設(shè)備和信息技術(shù)，建立公路信息化管理平臺(tái)電子數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，可以提高數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的準(zhǔn)確性、及時(shí)性，利用云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等技術(shù)將統(tǒng)計(jì)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)上傳，并利用計(jì)算機(jī)軟件對(duì)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理和分析，對(duì)不符合實(shí)際情況的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行及時(shí)更新。