[分享]大数据在高速公路指挥调度领域的应用探讨

发表于2020-04-01     55人浏览     1人跟帖     总热度:382  


随着计算机数据存储、处理技术的发展,以及互联网、移动互联网技术的大量应用,尤其是数据传输、处理、存储成本的降低,大数据的采集及利用得到各行业的重视。

2019年7月交通运输部印发《数字交通发展规划纲要》强调,以数据为关键要素,赋能交通运输及关联产业,推动模式、业态、产品、服务等联动创新,提升出行和物流服务品质,让数字红利惠及人民,增强人民获得感。在此政策和现实的背景下,亟需利用大数据对高速公路的运营管理工作进行更深层次的分析与挖掘,为进一步提升高速公路的运营能力及效益,推动社会经济发展,构建经济安全方便快捷的交通运输体系提供良好的数据支撑。

在高速公路路网运行管理方面,实现“让路网运行更安全畅通,让公众出行更便捷愉快”是高速公路交通安全管理、路政管理和运营管理的重要目标。下面就怎样通过高速公路综合运营管理平台,实现了大数据在指挥调度业务领域的应用进行介绍与分析。
高速公路指挥调度工作大数据特征
高速公路运营管理单位指挥调度工作的主要内容是执行职责范围内的高速公路运行管理工作。具体内容包括路方职责的路网运行监测、道路保通和道路保畅类工作的调度,突发事件路方处置工作的应急指挥,重要信息收集与整理,出行信息的发布和咨询投诉处理等工作。

涉及的数据包括路桥隧道与附属设施的运行状况数据、监控和隧道机电设施运行状态数据、养护施工有关数据、道路设施险情灾害数据、路面及封闭设施状况数据、路网运行的视频监控数据、路网运行的导航数据、车辆通行和交通量调查数据、各类道路与交通阻断数据(含交通管制)、“两客一危”车辆在高速公路上数据、道路气象数据、交警事故处置有关数据、穿跨越涉路施工有关数据、收费站运转状态数据、收费广场及收费站外联接线(普通公路或市政道路)通行状况数据、偷逃通行费车辆数据、通过审批的大件车数据、通行保障工作有关数据、道路巡查与养护人员位置数据、应急物质与装备数据、清障救援有关数据等。

这些数据具有种类多、体量大、价值密度低、来源途径广等特点,既需要对内部运营管理的养护、路产保护、道路巡查、收费等业务有关数据进行统筹管理、集中处理、统一运用,又需要外联高速交警、高速路政、省市气象、消防救援、医疗急救、地方交警等单位的有关数据,形成各类数据的大集合并共享共用。
高速公路综合运营管理平台介绍
(一)综合性的信息化管理是新形势的需要
高速公路以建设为重心向以管养为重心的转变,越来越把精细化的运营管理作为重点抓手,“精细管理、提升服务、节省成本、高效决策”是高速公路运营管理工作的重要任务。为适应新形势下的高速公路运营管理要求,2015年末辽宁省高速公路运营管理有限公司启动实施了覆盖路网运行监测、保通保畅调度、应急处置指挥、多渠道信息发布、路产保护与综合巡查、道路养护、收费工作综合管理、设施运维、项目管理等核心业务的一体化综合运营管理平台,实现高速公路运营管理的数据化和信息化,提升了管理水平,提高了工作效率。

(二)综合运营管理平台的信息化体系
综合运营管理平台建立了“一张网、一张图、一个中心和两个平台”的信息化管理体系。“一张网”就是依托高速公路的光纤资源建成高速公路运营公司的全省信息通信网络;“一张图”就是各子系统基于一套统一的电子地图(GIS);“一个中心”就是建立了包含运营管理各项业务的综合数据中心,也就是一个统一的综合数据库;“两个平台”就是建立了一个对内的业务管理平台和一个对外的公共服务平台。

(三)综合运营管理平台的特色功能
综合运营管理平台充分利用云计算、大数据、GIS、物联网、BIM等先进技术,提供了桥隧等重点区域的健康状况动态监测及综合管养、路网运行异常事件智能化感知及处置预案匹配提示、多种类信息集合处理和综合研判提醒、多渠道发布路况信息、路产全生命周期管理、运营管理辅助决策驾驶舱、公路专用移动APP等特色功能。综合运营管理平台打破了各子系统之间的壁垒,以事件管理为核心,综合运用各类业务信息;建立了多维度指标评价体系,深度挖掘分析了运营管理过程中的各种变化规律,实现了科学决策。全面提高了高速公路运营管理的综合管控能力和相关业务的生产作业能力。

(四)综合运行管理平台架构
综合运营管理平台业务功能架构包括数据接入、数据处理存储、应用支撑、业务应用和应用展示。具体如下图所示:
1.数据接入
一是生产、管理过程产生的和用路人提供的或其他方式收集的人工录入数据;二是接入桥隧等重点区域的健康状况动态监测、视频监控、流量监测、气象监测、事件检测、通行费追逃、超限检测、各种作业车辆定位信息、相关设备设施运行信息等内部多种感知和管控系统实现数据接入;三是对接高德导航、高速公路专业气象系统、“两客一危”系统、路政大件车审批系统等外联数据。实现多种数据采集,为平台提供数据支撑。
2.数据处理存储
主要对采集的数据进行处理及分类存储,包括基础库、道路感知库、业务专题库、专题分析库。
3.应用支撑
应用支撑层是整个应用系统的支撑环境和公用基础服务,主要包括GIS平台、视频平台、工作流平台、自定义报表、单点登录、搜索引擎、企业服务总线和统一权限管理平台。
4.业务应用
面向高速公路运营管理单位各业务部门和生产作业单位,实现指挥调度、隧道监控、养护管理、工程项目管理、资产管理、机电运维、安全管理、收费管理、服务区管理、综合分析等具体应用。面向微博、微信、手机客户端(“两微一端”) 和电话服务的出行信息服务系统、以及外网网站、交通广播等发布渠道推送出行信息。
5.应用展示
应用展示层主要是面向运营管理决策层的综合分析业务和面向公众的出行信息服务业务。

大数据在指挥调度领域的应用与前景展望

大数据技术在高速公路运营管理方面有广阔的应用场景。例如:防逃费分析、信息精准发布、气象状况预测、道路健康状况预测、收费站流量预测等。结合辽宁高速运营管理工作实际,本文重点介绍指挥调度工作体制机制与系统基本架构,以及大数据在路网运行态势监测、突发事件处置、人员绩效分析、拥堵和事故预防等方面的应用。

(一)指挥调度工作体制机制与系统基本架构
辽宁省高速公路运营公司总部设有1个指挥调度中心、16个分公司设有20个指挥调度分中心,构成了两级指挥调度管理体制。指挥调度中心和分中心的两级调度大厅是指挥调度和出行信息服务业务的主要工作阵地。基本运行机制为:依托指挥调度系统实施各项工作。一是实行24小时倒班方式运转;二是以各分公司指挥调度为基础和主体,分头负责区域内的指挥调度业务和执行省公司指令;三是指挥调度中心承担重大突发事件和跨区域事件调度工作的总牵头、总统筹、总协调任务。系统基本架构如下图所示:

(二)基于多数据源融合分析的事件快速发现
高速公路异常事件包括路桥隧道与附属设施安全事故与隐患、特殊天气等自然灾害、路面存在散落物等路障、出现行人和动物、各类道路交通阻断、车辆违停、交通事故,以及其它异常事件。这些事件要么导致高速公路通行中断,要么降低通行能力,严重的造成高速公路损毁。及时发现异常事件是高速公路路网运行监测工作的重中之重。

随着智能交通系统的发展,技术手段的多样化,事件检测手段不断增多。通过集合运用和融合分析高速公路综合运营管理平台的桥隧等重点区域的健康状况动态监测数据、部分地点路面障碍和交通事故或阻断事件智能感知数据、调度人员利用视频巡查方式发现的路网运行事件数据、对内专用APP随时传送的养护施工数据和综合巡查数据、用路人在“辽宁高速通”官方微博、微信公众号和手机客户端上报送的路网运行事件数据、气象部门提供的恶劣天气数据、综合运营平台相关子系统推送的路况险情灾害和道路设施安全隐患方面的数据,能够实现路网运行异常事件信息的快速获取,并提供路网运行异常事件的辅助研判结论。
(三)基于多场景的事件处置方案推荐
事件处置调度工作主要内容为:①向公司领导报告包含系统提示的处置方案在内的相关信息;②调度巡查、养护、收费部门采取现场管护、清理路面、封闭收费站等相关措施;③向交警、路政、消防救援、医疗救护等关联单位通报相关信息;④接收交警的交通管制指令,调度收费站或巡查、养护人员配合交警落实管制措施;⑤通过互联网、事件影响范围内的可变信息标志向用路人发送信息提示,或按照交警指令发布管制信息和交通诱导信息;⑥若事件发生位置在隧道内,按照应急救援、交警等单位的指令或处置方案提示的内容操控隧道的通风、信号指示、可变信息标志、车行横洞门、照明设施,以及利用隧道广播自动循环播报疏散话音,进行疏散诱导和保持必要的生存与通行环境。
指挥调度系统能够针对雨、雪、雾等特殊天气,交通事故,道路施工封闭车道,节假日和重大活动、地震、洪灾、山体滑坡等严重自然灾害等不同类型的事件,分别提取相应的特征属性并进行数字化处理,建立预案方案储备库。调度人员在进行事件信息确认时,通过收集事件类型、事件原因、事发位置、影响车道、现场交通量等事件信息,系统自动识别并进行特征匹配,提供适合当前事件的处置方案,供调度人员进行事件处置的调度和指挥。
通过融合综合运营管理平台相关子系统数据,指挥调度系统能够在收集不同类型的历史事件信息和相应的事件处置过程信息之后,经过大数据积累和利用系统学习技术,实现事件处置流程等内容的方案推荐。主要场景有:①根据事件类型、影响程度的不同,自动完成领导及联动部门或单位的信息报送;②自动选择事件影响范围内的可变信息标志并给出推荐发布内容;③针对隧道内养护维修工况、交通事故工况、大量车辆滞留工况、危险化学品泄漏工况、火灾工况等异常事件,推荐出自动操控隧道的通风、信号指示、可变信息标志、车行横洞门、照明、隧道广播的多种控制策略和模式,实现一键式自动联动控制。

(四)基于路网运行规律进行拥堵分析和事故预防
利用车辆检测器数据、高德导航系统数据和基于手机信令的大数据分析数据,对道路占有率、流量、速度、饱和度等指标进行数据分析和挖掘,获得拥堵、事故的时空特性,找出瓶颈路段和瓶颈时段,分析产生拥堵和事故的关键因素,确定相应的预防策略。结合交通仿真模型及算法,对节假日、重大活动、特殊天气等特殊场景交通量时空特性进行研判,对严重拥堵、重大交通事故条件下的车辆分流策略进行推荐,为交通疏导和交通控制提供辅助决策建议,保证路网畅通。

(五)基于标准化生成路况信息和确定特定人群实现快速精准发布
系统对收集到的各类路况信息进行归纳整理、过滤筛查,形成适合各种发布渠道的不同信息发布模板,实时对每次路况自动形成发布内容,经人工审核确认发布,保证了及时性。利用手机信令的大数据分析结果和高德导航系统,确定受高速公路异常事件影响区域内的用路人,然后通过手机短信息和导航提示信息的方式向这些特定人群进行路况信息精准推送。
(六)基于痕迹化数据的考核评价提高指挥调度工作效率
绩效评价是人力资源管理的核心问题,既关系个人利益,也关系到组织结构的绩效及社会的经济发展。基于工作过程日志建立指挥调度部门指标评价体系并提取绩效考评指标。利用系统记录的大量数据,针对阻断事件数量、事故多发路段排名、阻断时长统计、拥堵路段统计、主动发现事件率、信息报送及时率、信息报送合格率、信息报送完整程度、路网中断率、事件处置闭合率、阻断事件平均处置时长等数据,从部门和个人两个维度进行绩效考核,激发工作积极性,促进工作效率的提高。
大数据技术应用到高速公路运营管理过程中是未来公路运营管理发展的必然趋势。充分挖掘海量数据所带来的价值,不仅是满足指调、养护、安全、服务等核心业务的需要,也是实现路网行车安全、道路运行畅通、运营管理高效、出行服务满意目标的重要手段,对交通运输行业未来的发展也有深远影响。



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