■劉 冬

（南平福銀高速公路有限責任公司，南平 353000）

在福建省高速公路智慧服務區(qū)總體規(guī)劃架構布局下，按照智慧服務區(qū)“1+2+1+N”組成結構，圍繞一張網(wǎng)絡、二個中心、一個平臺、N 個系統(tǒng)及外設的建設模式，即一張服務區(qū)網(wǎng)絡，一個機房匯聚中心、一個值班管理中心（或值班室），一個智慧服務區(qū)云平臺，N 個應用系統(tǒng)共同組成一體化的智慧服務區(qū)云平臺，其中N 個系統(tǒng)可以根據(jù)實際需求進行持續(xù)擴展，最終形成真正具有智能化、智慧化應用的智慧服務區(qū)云平臺[1]。

目前，按照福建省高速公路智慧服務區(qū)總體規(guī)劃，已完成了省級智慧服務區(qū)云平臺系統(tǒng)建設，其中一些經(jīng)營管理方面的應用系統(tǒng)成果已在全省高速公路服務區(qū)推廣應用，并取得了良好成效。 本研究從福建省高速公路服務區(qū)管理存在的問題出發(fā)，以實現(xiàn)服務區(qū)全面智能化、數(shù)據(jù)化、信息化、自動化為主要目標，對基于云平臺的智慧高速服務區(qū)構建及應用進行探析。

1 福建省高速公路服務區(qū)管理存在的問題

福建省高速公路服務區(qū)管理存在以下的問題：（1）目前福建省內高速公路服務區(qū)主要采用傳統(tǒng)管理，在安全管控方面大多依靠人工識別，出現(xiàn)突發(fā)狀況響應不及時，管理效率低，尚未通過圖像視覺技術智能發(fā)現(xiàn)安全隱患問題，智能化程度不高；（2）服務區(qū)人員配備與車流量不匹配，特別是節(jié)假日流量大增后，服務不到位現(xiàn)象嚴重。 在管理決策方面缺少大數(shù)據(jù)信息，無法實現(xiàn)系統(tǒng)性的指揮與調動服務區(qū)人員，大數(shù)據(jù)化程度不高；（3）服務區(qū)缺少信息交互渠道，在信息交互方面尚未實現(xiàn)為司乘人員提供多渠道、個性化、內容豐富的信息，信息化程度不高；（4）服務區(qū)總體運行成本較高，在綠色節(jié)能方面尚未實現(xiàn)能耗的有效管控，在運維服務方面尚未實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測，自動化程度不高。

2 建設智慧服務區(qū)的主要目標

（1）完成服務區(qū)全面智能化應用，實現(xiàn)高效、智能的安全管控；（2）完成服務區(qū)大數(shù)據(jù)分析應用，為管理員提供輔助決策及應用服務；（3）完成服務區(qū)信息化應用，實現(xiàn)路網(wǎng)交通運行狀態(tài)、氣象環(huán)境、異常交通事件等態(tài)勢監(jiān)測、預警在服務區(qū)的實時推送與播放；（4）完成服務區(qū)自動化應用，為服務區(qū)節(jié)能降耗，降低運維成本，提高運維效率。

3 智慧服務區(qū)云平臺總體框架構思

“安全管控、管理決策、信息交互、降本增效”是智慧服務區(qū)的總體思想，智慧服務區(qū)云平臺的總體框架見圖1。 智慧服務區(qū)以傳感設備、視頻監(jiān)控、微波讀寫天線、智能電表為事件采集手段，獲取人、車、區(qū)及服務設施的狀態(tài)，實現(xiàn)安全管控、管理決策、信息交互、降本增效四大功能，通過智慧服務區(qū)云平臺進行信息的匯總、處理、下發(fā)，以信息發(fā)布屏為司乘人員提供信息交互手段。

圖1 智慧服務區(qū)云平臺總體框架圖

4 智慧服務區(qū)應用系統(tǒng)建設

4.1 面向安全管控的應用系統(tǒng)

4.1.1 智能停車引導系統(tǒng)

為引導司乘人員有序停車，加強服務區(qū)停車管理，服務區(qū)提供了智能停車引導系統(tǒng)，主要由車位檢測子系統(tǒng)、車位引導預警子系統(tǒng)構成。 車位檢測子系統(tǒng)是通過車位檢測終端、視頻AI 攝像頭、車位智能分析服務組成，其網(wǎng)絡拓撲見圖2。

圖2 智能停車引導系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

（1）車位檢測子系統(tǒng)

根據(jù)服務區(qū)不同類型的停車區(qū)域，采用不同的車位檢測終端。 對于小車停車區(qū)，采用視頻AI 攝像頭結合車位智能分析服務來獲取車位狀況。 需要在服務區(qū)廣場立1 根15 m 的監(jiān)控桿，安裝視頻AI 攝像頭，覆蓋小車停車區(qū)，將獲取的視頻流發(fā)給后臺的車位智能分析服務進行智能分析， 獲取車位信息，并上傳到服務器。 對于大車停車區(qū)，可以采用由地磁傳感器來對車位狀態(tài)進行監(jiān)測。 系統(tǒng)通過采集地磁傳感器的狀態(tài)來判斷大車停車區(qū)車輛的進出數(shù)據(jù)，從而得到各停車區(qū)域的空車位信息，并上傳到服務器。

（2）車位引導預警子系統(tǒng)

車位引導預警子系統(tǒng)匯總車位檢測子系統(tǒng)上傳的車位信息，并將車位信息顯示在服務區(qū)入口的LED 引導屏，引導入?yún)^(qū)車輛快速停車。 通過視頻AI攝像頭對車位外區(qū)域進行監(jiān)測，系統(tǒng)自動識別違停車輛，并向管理員預警，同時聯(lián)動智能廣播系統(tǒng)對違停的車輛進行安全語音提醒。

4.1.2 ?；奋囕v管理

通過服務區(qū)出入口攝像機、?；吠＼囄粩z像機、AR 全景攝像機聯(lián)動以嚴格跟蹤管理進入服務區(qū)的?；奋囕v。 出入口攝像機具備車輛正面、側面、后面的抓拍功能，可對?；奋嚩喾轿惶卣鞑课贿M行識別，一旦發(fā)現(xiàn)?；奋囕v進入服務區(qū)，入口攝像機立即通知AR 全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)，AR 全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)提醒管理員，同時聯(lián)動其他點位的攝像機進行跟蹤。 ?；吠＼囄粩z像機在監(jiān)測到?；奋囕v停在停車位上后自動提醒管理員，并將該車輛加入服務區(qū)?；奋囕v列表中，提醒管理員當前服務區(qū)危化品車輛數(shù)量。 當非?；奋囕v停在?；奋囄簧蠒r，系統(tǒng)也會提醒管理員，同時聯(lián)動智能廣播系統(tǒng)對違停的車輛進行提醒[2]。

當危化品車輛離開?；吠＼囄粫r，系統(tǒng)會自動提醒管理員，并聯(lián)動AR 全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行動態(tài)跟蹤。 當出口攝像機監(jiān)測到?；奋囕v離開服務區(qū)時，自動提醒管理員，并將該車輛移出服務區(qū)危化品車輛列表。 ?；奋囕v在服務區(qū)的停留記錄都將保存在數(shù)據(jù)庫中，方便服務區(qū)事后調閱[2]。

4.1.3 重點地區(qū)車輛預警

重點地區(qū)車輛預警主要通過安裝于出入口攝像機立柱上的微波讀寫天線，采集車輛的CPC 卡或車載電子標簽OBU 內的車牌， 在ETC 部級稽核業(yè)務平臺查詢該車最近48 h 的入口收費站信息，比對數(shù)據(jù)庫中的重點地區(qū)名單，智能篩查出重點地區(qū)來車，同時向管理員發(fā)送短信提醒及在智慧服務區(qū)終端預警；其網(wǎng)絡拓撲見圖3。

圖3 重點地區(qū)車輛預警網(wǎng)絡拓撲圖

4.1.4 車輛熱成像高溫預警

紅外熱成像攝像機通過采集熱紅外波段監(jiān)測車輛溫度，一旦車輛溫度超過預警值（160℃），紅外熱成像攝像機立即發(fā)送報警信息給管理員，同時聯(lián)動智能廣播系統(tǒng)對高溫車輛進行安全語音提醒，第一時間排除自燃、爆胎等事故隱患，保障車輛安全。

針對車輛在服務區(qū)出口匝道匯入主干道時容易與主干道車輛發(fā)生碰撞事故的情況，在匝道末端處安裝測速攝像機及LED 顯示屏，利用測速攝像機采集主干道車輛的車速、車距等信息并顯示在LED顯示屏上，提醒匝道車輛注意主干道來車。 倘若在出口匝道發(fā)生碰撞事故，測速攝像機立即發(fā)送報警信息給管理員，通知管理員及時處置。

4.1.6 行人上高速行為預警

行人從服務區(qū)非法進入高速公路被車輛撞傷撞死的事情時有發(fā)生，因此有必要在服務區(qū)出入口加裝行人檢測攝像機， 對高速公路主干道劃界布防，一旦監(jiān)測到行人越界，行人檢測攝像機立即發(fā)送報警信息給管理員，通知管理員及時處置。

4.1.7 緊急呼救系統(tǒng)

在服務區(qū)遇到緊急情況需求救時，報警者有時卻說不清具體位置，對現(xiàn)場狀況也描述不清，因此在服務區(qū)各個區(qū)域粘貼場地二維碼，報警者通過掃碼對現(xiàn)場狀況進行拍照后一鍵呼救。 系統(tǒng)接到緊急呼救后，管理員通過終端查看現(xiàn)場狀況圖片，及時趕往求救位置開展救助。

4.2 面向管理決策的應用系統(tǒng)

4.2.1 全景AR 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

在服務區(qū)高位部署AR 全景攝像機，通過與低位的攝像機聯(lián)動，從而實現(xiàn)服務區(qū)兼顧整體與局部的大范圍立體監(jiān)控。 全景AR 視頻監(jiān)控系統(tǒng)（圖4）可同時提供180°全景與特寫畫面，能夠以畫中畫展示低位攝像機視頻，并疊加智慧服務區(qū)平臺相關業(yè)務系統(tǒng)數(shù)據(jù)，實現(xiàn)在真實場景的可視化應用，同時結合服務區(qū)智能廣播系統(tǒng)，實現(xiàn)自動及人工語音播報。 全景AR 視頻監(jiān)控系統(tǒng)可實時呈現(xiàn)低位攝像機的預警內容，管理員可以實現(xiàn)總覽全局和任意調用場景中資源， 及時根據(jù)預警情況做出相應預案，大大提升管理員視頻輪巡效率。

圖4 AR 全景視頻監(jiān)控系統(tǒng)

4.2.2 車流量監(jiān)測

悼念廳外陽光很明亮。阿里隨著羅爹爹走到陽光。羅爹爹的腿每到天寒便酸軟無力，走路一晃一晃。阿里靠近羅爹爹，伸出手臂，也不說話。羅爹爹抓著他，大聲說：“阿里就是聰明，每回都曉得攙羅爹爹?！?/p>

在服務區(qū)入口通過天線采集車輛的CPC 卡或車載電子標簽OBU 內的車牌、車輛類型等信息，將該車輛加入服務區(qū)車輛列表中，按照車輛類型分別進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計。 在服務區(qū)出口的天線采集到車輛的CPC 卡或車載電子標簽OBU 內的車牌時，將該車輛移出服務區(qū)車輛列表。 車輛在服務區(qū)的停留記錄都將保存在數(shù)據(jù)庫中，方便服務區(qū)事后調閱。 當服務區(qū)車輛超過車位80%的設定值時，系統(tǒng)會發(fā)出車位飽和度預警，為管理員決策提供數(shù)據(jù)支持。

4.2.3 人流量監(jiān)測

在服務區(qū)大廳入口安裝人臉識別攝像頭，利用攝像機的人數(shù)統(tǒng)計功能，實現(xiàn)對服務區(qū)客流量狀況的實時動態(tài)監(jiān)測與掌控[3]，為管理員決策提供數(shù)據(jù)支持。

4.2.4 后臺服務子系統(tǒng)

后臺服務子系統(tǒng)為服務區(qū)提供重點地區(qū)車輛預警、車位使用情況統(tǒng)計、車位飽和度預警、?；窚魰r間過長預警等服務。 一方面提供應急預案維護界面用于應急預案管理，另一方面提供快速查詢及檢索功能，在服務區(qū)出現(xiàn)突發(fā)事件時，管理員可根據(jù)應急預案提前并迅速做出應急響應及處置。

4.3 面向信息交互的應用系統(tǒng)

4.3.1 服務區(qū)智能廣播系統(tǒng)

在服務區(qū)車輛和人員聚集點布置公共廣播音箱，主要用來播放輕松的背景音樂，在遇到緊急情況時進行緊急尋呼廣播，可結合AR 視頻監(jiān)控系統(tǒng)進行遠程管理、遠程提醒。在服務區(qū)室外停車位設立智能廣播，可以對車輛違停、車輛高溫、行人非法上高速等異常事件進行遠程提醒；其網(wǎng)絡拓撲見圖5。

圖5 智能廣播系統(tǒng)網(wǎng)絡拓撲圖

4.3.2 服務區(qū)出行服務和信息發(fā)布系統(tǒng)

通過建立服務區(qū)出行服務和信息發(fā)布系統(tǒng)，在服務區(qū)布設信息發(fā)布屏實時發(fā)布道路信息，及時將高速公路路況，如道路擁擠、事故、管控等通過信息發(fā)布方式告知過往司乘人員。 依托閩通寶APP、福建高速微信公眾號以及服務區(qū)觸摸屏查詢一體等技術手段，為司乘人員提供多渠道、全方位的路況信息查詢服務[3]。

4.4 面向降本增效的應用系統(tǒng)

4.4.1 服務區(qū)智慧路燈及控制系統(tǒng)

服務區(qū)智慧路燈在維持燈的照明功能上，還使用燈桿作為載體，集成了太陽能、光敏傳感器、監(jiān)控攝像機、LED 顯示屏、廣播音箱、Wi-Fi 接收發(fā)射器等附屬設備。 智慧路燈具有太陽能與市電雙線路自動切換供電、自動亮度調節(jié)等功能，可以大大節(jié)省能耗，提高服務區(qū)照明管理水平。

智慧路燈控制系統(tǒng)將服務區(qū)的智慧路燈串聯(lián)起來，形成物聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)智慧路燈的遠程集中控制和管理，可根據(jù)車流量、時間等條件對智慧路燈進行編組自動控制。 通過智慧路燈控制系統(tǒng)，完成了服務區(qū)智慧路燈的整體監(jiān)控和調整，實現(xiàn)了精細化管理，達到了高效節(jié)能的效果。

4.4.2 能耗管理系統(tǒng)

傳統(tǒng)的電表計量精度不高、 計量數(shù)據(jù)不準確、人工抄表可靠性低，難以有效監(jiān)測和評估耗能設備的用能情況，缺少決策數(shù)據(jù)支持，對于節(jié)能評估無法提供可靠參考數(shù)據(jù)，缺乏有效的能效評估指標體系，能耗管理措施難以落地實施。

能耗管理系統(tǒng)采用自動化、信息化技術，實現(xiàn)智能電表數(shù)據(jù)采集、能耗分析、能耗管理等全過程的自動化、科學化管理，運用先進的數(shù)據(jù)處理與分析技術，進行能耗分析與管理，有效利用能源，降低能源消耗，達到節(jié)能降耗和提升服務區(qū)能源管理水平的目的。

4.4.3 服務設施運行監(jiān)測系統(tǒng)

服務設施運行監(jiān)測系統(tǒng)（圖6） 可對物聯(lián)網(wǎng)設備、IT 資源進行監(jiān)控，并為運維團隊提供故障告警、告警處置等服務，為IT、物聯(lián)網(wǎng)設備運維以及運維數(shù)據(jù)分析提供全方位的支撐，提高運維效率，降低運維成本。 通過實時采集服務區(qū)各設施運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)運行缺陷并做消缺處理，確保服務區(qū)各設施處于良好運行狀態(tài)。

5 結語

通過基于云平臺的智慧服務區(qū)應用系統(tǒng)的實施，可以有效提高服務區(qū)管理水平、服務水平，有效提升出行人員在服務區(qū)的獲得感和滿意度。但智慧服務區(qū)是龐大的復雜系統(tǒng)性工程， 絕非一朝一夕可以建成，而是持續(xù)建設及升級迭代的過程，研究成果從轉化落地到規(guī)?；?、產業(yè)化仍需業(yè)內人士共同努力。

縱觀服務區(qū)的改造升級，基本都是從單一服務區(qū)的角度考慮智慧服務區(qū)的解決方案，各自為戰(zhàn)的智慧服務區(qū)建設容易造成新的信息孤島和數(shù)據(jù)壁壘， 亟需完善制定統(tǒng)一的智慧服務區(qū)建設行業(yè)標準， 對于智慧服務區(qū)的建設起到很好的引領作用，有利于推進智慧服務區(qū)的復制和推廣。