建立在宽泛数据共享平台基础之上的浙江智慧高速联网监控管理系统，不仅可实现数据共享平台和相关业务单位、管理单位的数据交换，还可较好满足国家部委的数据接入要求和规范、实现异构数据的交互兼容，并最终实现向公有云端迁移的目标。它可极大地提升浙江省高速公路运营管理水平，促进智能交通和智慧高速服务的快速发展。

浙江智慧高速联网监控管理系统是智慧高速的重要组成部分，也是体现智慧高速的重要技术平台。研究开发与智慧高速相匹配的联网监控管理系统，不仅能加快对高速公路的信息化升级改造，并能更好地发挥信息在监控系统中的服务功能。 

联网监控管理系统实现目标

随着社会车辆的快速增长，在高速路网中的交通流和交通事件数也急剧增加，研究和开发功能齐备、科技含量高、智慧化特点显著，可控、可复制、可视的智慧高速联网监控管理系统，能有效解决各路公司监控管理软件开发单位各异、系统平台不一、信息监控标准不统一、形成信息孤岛等实际问题的，还可避免重复建设，减少升级工作、系统维护的工作量。该系统的建成可以实现如下具体目标：建立宽泛数据共享平台；全省路网信息共享；高速路况态势分析；应急事件调度联动；公众服务统一发布；统一数据接口、安全标准。

联网监控管理系统的上述目标的实现，可为交通信息高度集中，管控业务分级管理的“一路三方”协同服务指挥平台和公众出行服务信息平台的建构，该系统实现对高速公路的各项业务提供智能化管理提供必要的保障，具有可扩展性、高稳定性、高安全性、使用便利的特点，完善的交通控制策略，在统一的平台上实现协同办公、向云平台迁移。 

系统体系架构分析

基础支撑架构体系（infrastruture system）

系统总体框架采用了云计算的思想来构建整体的应用体系，它的支撑架构可分为六大部分:基础设施服务层 (IAAS)、数据服务层 (DAAS)、平台技术服务层 (PAAS)、应用服务平台层 (SPAAS)、应用系统层 (SAAS)、垂直支撑体系完整地显示了各个平台的层级关系和应用之间的联系。系统总体构架如图1：

图1  浙江智慧高速联网监控管理系统的总体结构体系

总体架构分析

系统包括统一部署监控省中心、监控（分）中心的服务端、客户端软件，通过设置区域管辖范围和权限实现不同层级的功能，以便通过配置来满足潜在的机构调整需求；服务端应用通过分布式部署，各服务端通过数据同步接口进行数据同步，当发生网络故障时不影响各自的独立运行，网络故障恢复后支持数据续传。以形成一个集中、统一的三层架构的浙江省高速公路监控管理系统（省中心-监控分中心-路段监控中心）。系统涉及到一系列的标准规范，这些规范包括设备技术标准、网络传输标准、系统接口标准、业务流程标准。相应的总体架构如下页图2：

图2   软件体系框架结构示意图

主要功能模块分析

该系统的结构功能体系包含了交通监控系统、地理信息支撑平台、应急调度系统、决策辅助系统、信息服务系统等功能模块。

交通监控系统

系统分为省监控中心和监控（分）中心两大层级。最终通过数据共享平台向政府管理部门用户、公众和企业用户、高速公路相关职能单位等用户提供各类的数据接口和服务。它的主要功能包括：

一是数据采集与交换。利用通讯程序完成外场监控设备的状态监控、交通流数据采集、气象数据采集等数据的采集，各监控中心（分）共享使用。
二是基于GIS的路况监测。全路网GIS-T采用一套GIS服务平台，实现省监控中心、监控（分）中心信息交互，包括控制信息、事件处理过程信息等。
三是联网视频管理。视频浏览功能，包括实现视频浏览、视频录像及回放、视频图像抓拍、视频缩放、摄像机云台控制、大屏切换、事件联动视频显示；特殊事件的视频保存。
四是交通控制与诱导。即根据道路交通管理的需要，通过对高速公路路侧的交通诱导设备的信息下发、路网信息的通知和现场巡逻车的可视化指挥来对交通流进行调控、诱导和优化。
五是交通事件管理。高速公路交通事故信息管理系统，记录交通事故的基本信息数据，对事件信息的日常管理；根据全限设定的要求针对交通事件信息进行发布前的审核、确认和并能联网发布。
六是高清卡口管理。主要功能包括超速抓拍、卡口拦截等执法行为管理，全省范围内超限车辆信息的网上交换和共享，建立统一、快速的道路交通运输安全监测平台。
七是车辆运行监控。车辆运行监控是通过GPS等定位信息与GIS地图服务功能相结合，对高速公路上行驶的二客一危车辆进行监视，并可对应急保障车（施救、清障、巡逻）进行监控和调度。 
八是即时通讯工具。系统具有即时通讯、协同办公、应用集成功能。信息发布，对特定的情报板或微信微博发布相应的路况信息。完成实时文本信息交互、文件交互、语音交互、视频交互。

地理信息支撑平台

功能包括地图基本的显示功能和用户自由漫游地图所具备的基本功能等，主要包括：地图放大、缩小、平移、居中、全图、刷新、指北针与比例尺显示等功能。此外，它还具有图层控制、多源数据接入、鹰眼、导航条、定位、用户标注、绘图、地图查询，以及属性查询、空间查询、拓扑查询、最佳及最短路径查询等功能。该地理信息支撑平台还包含地图数据管理、交通专题数据管理和空间分析等功能。

地图数据管理。基础地理空间主要包括城镇河流等一些基础背景地图所需的栅格地图、矢量地图、DEM 数据和控制点数据，由地理信息、数字高程模型和图像控制点组成。

交通专题数据的管理。高速公路图层、收费站图层、设备图层集、设施图层集、监视点图层、提示牌图层功能模块组成。

空间分析。为了解决地理空间问题而进行的数据分析与数据挖掘，通过地理计算和空间表达挖掘潜在的空间信息，研究数据间的关系并建立空间数据模型；使得空间数据更为直观表达出其潜在含义；改进地理空间事件的预测和控制能力。

应急调度系统

应急调度系统通过与运行监控系统、运营管理系统、决策分析系统和智慧服务平台的无缝对接，将一线突发现场信息、视频、态势实时传至指挥中心，实现实时信息采集、情报研判、态势推演，统筹力量和资源协同指挥和应急处置、为及时有效的开展应急救援工作提供数据支持和决策支持。

交通事件从发生到事件处理结束，一般经历：事件发生、报警、接警、确认、处警和解除报警共六个阶段。监控中心（分）在接警后，能够根据事件信息采取妥当的处理，直到解除报警。对应的应急调度系统包含路网应急指挥调度管理和可视化指挥功能的实现：

路网应急指挥调度管理。当高速公路上突发交通事件确认发生时，根据事件决策分析触发配套预案的执行，依据预案对路网内各种如路政、交警、医院、消防、养护等应急资源的综合指挥调度，并通过对路网交通事件影响的分析来执行交通诱导方案，及时开展有序和高效的事故应急救援工作（如图3）。

图3  预案执行流程图示

系统根据所制定的预案规则，根据事件的真实信息，动态生成一个切实可行的执行预案，它包含执行步骤、执行措施以及执行内容等三个方面。事件处理完毕后，通过用户确认，系统可自动撤销情报板上发布的诱导信息，自动给各部门以及社会公众发布事件已处理完毕的相关信息。

可视化指挥系统。用高清电视、摄像头、语音和网络所构建的可视化远程指挥系统，它可在两个或多个地点的用户之间举行视频及语音多项交流，同时还可以附加静止图像、文件等信号的传送。参加可视化指挥系统的人员，通过电视观察到监控中心、分中心直至现场摄像机及巡逻车摄像机的视频画面，可以与现场人员进行语音交流。并能出示实物、图纸、文件等实拍的电视图像或者显示在黑板、白板上，使在不同地点参加视频指挥系统的人感到如同和对方进行“面对面”的交流和协同指挥。

辅助决策系统

辅助决策系统包括动态交通模型仿真系统、预案管理和系统管理平台等。

动态交通模型仿真系统。动态交通仿真模式，包括网络，交通需求及交通控制（主要是信号系统）及网络交通控制策略（路线诱导及交通控制措施的效果）。交通监控数据、交通仿真及对交通状态的预测，通过数据融合及相应技术达到对网络交通状态的最好推断。

数据库仓包括：交通监控数据、交通网络、交通需求、交通流量和观测数据、交通信号控制、控制策略。

预案管理。基于GIS-T平台为基础的地理信息系统为支撑，以交通事件管理流程为主线，以各类交通突发事件的不同特性和不同的处置流程为依据，建立功能完备的数字化预案管理体系。

通过数字化预案，可以快速明确在交通突发事件的事前、事中、事后各个环节，谁来做、怎样做、何时做，以及用什么资源来做。充分发挥应急预案的管理、协调、指挥的作用。

系统管理平台。在智慧高速监控系统中具有分层设置机构、纵向业务领导，分级履行职能的特点，因此在日常运行过程中，对基本的运行机制提出了安全需求目标。智慧高速监控包括多个系统：组织权限基础配置管理系统、高速公路元数据标准化管理系统、设施设备基础管理系统、备灾物资管理系统、高速公路基本信息进行管理系统、高速公路设施信息管理系统。

信息服务系统

高速公路是专供汽车分向、分道高速行驶并全程控制出入的干线公路，是为直达、快速运输服务的汽车专用公路，具有全封闭、全立交、行车快、流量大以及不直接通过城镇，在通往城镇处设立分流道，通过专线进入城镇等特点。这些特点，对出行有了更高的要求，用户须熟悉通行线路、上下高速收费站、中转枢纽、限线情况、通行情况等。

驾驶员是车辆行驶的主导者，是高速公路应用的主体人群，不同车辆类型对驾驶员的要求是不同的，不同的驾驶员，由于驾驶环境和驾驶目的的不同，对高速公路交通信息服务要求也是不同的。按照驾驶员单次出行的时间顺序，分为出行前、出行中和出行后三个阶段，分别对驾驶员需要的高速公路交通信息服务进行分析。

出行前信息服务

利用先进的通信、电子、多媒体、计算机网络等技术，使出行者在出行前可通过多种媒体，访问出行前信息服务系统，以获取出行路径、方式、时间、当前高速道路交通系统等相关信息，为规划出行提供决策支持。出行前信息服务包括：全省高速GIS地图服务、高速拥堵指数示意图服务、出行路径规划服务、动态和新闻推送、高速行车指南信息服务、高速天气信息服务。

出行中信息服务接口    

通过视频或音频向驾驶员提供关于出行选择及车辆运行状态的精确信息以及道路情况信息和警告信息，向不熟悉地形的驾驶员提供导向的功能。

为每个路段提供特绘的导航鱼骨图，将道路拉直，以收费站、枢纽等互通为节点，显示每两个节点间的子路段上的信息，包括事故事件信息、服务区服务信息、情报板信息、沿线广告牌信息和区域天气信息、呼叫中心一键拨号服务、事故事件快捷报料服务等。

出行后信息服务接口

出行后的服务就是为后续的出行做准备，与出行前信息服务区别不是很大，这里的出行后信息服务更偏向于对于历次高速出行的记录和分析。如高速路线收藏和分享、历史行车轨迹回顾、行车时间和路线分析。

信息发布终端

信息服务系统主要包括出行服务模块和第三方服务后台。第三方服务后台是为APP应用、Web门户网站、触摸屏、微博微信平台，对接协同管理系统提供的相关业务数据，做针对公众服务和企业服务的数据再处理和发布，包括公众服务信息管理和企业服务信息服务等。

自从2013年浙江智慧高速负责开发和向公众推出APP服务以来，现有50万粉丝，推送高速公路交通路况以及关联信息有486万条，与出行者形成良性互动。

（作者单位：金忠富 浙江智慧高速公路服务有限公司/马骏 刘若微浙江省标准化研究院） 

《中国自动识别技术》2016年第4期总第61期