高速公路突发事件应急管理中科技支撑体系研究

吴 刚

(天津大学，天津 300070;天津高速公路集团有限公司，天津 300384)

高速公路是国家经济发展的重要产物，我国从20世纪七八十年代开始修建高速公路，高速公路的兴建，有效地改善了我国公路交通结构与运输效率，促进了国民经济的快速增长，然而，高速公路突发事件所造成的灾害也不容忽视。中国从第一条高速公路开通运营至现在才二十几年，紧急救援体系并不完善。到目前为止，中国还有59.6%的高速公路部门没有建立相应的救援联动机制。我国针对高速公路突发事件仅限于对交通事故的描述以及分类上，尚缺乏对其他突发事件成因机理及其有效预防方面的系统性研究。本文以高速公路突发事件为研究对象，从突发事件应急管理的特点入手，分析如何依托科技支撑建立一个高效的应急管理系统，以便尽量减少突发事件带来的各种损失，更好地发挥高速公路的经济效益和社会效益。

1 高速公路突发事件应急管理特点

交通事件是指导致道路通行能力下降或交通需求不正常升高的非周期性发生的情况。不可预测的交通事件，交通事故、危险品泄漏、恶劣天气(雨、雪、冰、雾)、桥梁或道路的坍塌、货物的散落等叫做突发事件［1］。高速公路突发事件为:因道路交通事故、危险品泄漏、恶劣天气、自然灾害、刑事案件等导致高速公路交通持续中断、危及交通安全、造成或可能造成重大人员伤亡、财产损失、环境破坏和社会危害，并需要多部门、多地区、多层级间联合处置的紧急事件。

应急管理是组织分析、规划、决策和对可用资源的分配以实施对灾难影响的减除、准备、应对和恢复。其目标是:拯救生命;防止伤亡;保护财产和环境［2］。高速公路突发事件应急管理为:通过科学合理的机构设置和完善的处理程序设计，配合先进的技术手段，充分调动和优化各有关机构人力、物质资源的配置，实现对高速公路突发事件地有效预防、快速响应、专业处理的控制过程。其目的是减少事件的持续时间和影响程度，恢复高速公路正常的交通状态，提高高速公路的使用效率，创造安全、快捷的行车环境。

高速公路突发事件应急管理体系是一个复杂的系统，结合高速公路突发事件应急管理的特点，应急体系既要包含合理的组织结构、立体的系统架构，还要有缜密的运行机制和资源及信息平台的保障［3］。本文认为，高速公路突发事件应急管理体系应以组织结构为根本，以系统架构为基础，以响应机制为主线，以有效利用资源为前提，以预防和控制突发事件发生发展为目标的集合。根据高速公路突发事件的发生、发展和处理的特点，我国高速公路突发事件应急管理体系应发挥预防、反应、处理、总结等功能。

(l)预防功能主要体现在应急预案制定。应急预案是根据突发事件的不同情况，灵活地生成有针对性的事件处置细化方案，以便更好、更快地完成应急响应，提高应急效率［4］。应急预案要求事先对系统的异常态势提出警告，对于不利的气象条件、交通条件、道路条件等可以预见的或可能对安全通行造成威胁的相关情况进行及时甚至超前的通告，以防止事件扩大，减少二次事故和次生灾害的可能。

(2)反应功能是处理高速公路突发事件的联结环节。其要旨要保证信息的准确性，这一点是与信息检测和确认环节密不可分的。实现快速反应就是要保证决策组织扁平化，减少响应层次;实现指令信息共享。

(3)处理功能指的是如何落实应急指令，有效地利用现场指挥、救援队伍、设备、通信、技术支持等对事件进行相关处置，要考虑多部门、多地区的联动参与，既要有统一的指挥中枢以保证行动的有序和一致，又要加强各机构之间的沟通与配合。这一功能中主要是要注意两点:一是处理的专业化水平，这与人员的专业水平、设备先进程度、信息准确畅通情况等都有关联。二是要考虑到处理方案的调整，要根据现场的情况和事件的发展以及关联的其他道路信息等情况不断调整处理方案。

(4)总结是体系中不可缺失的一个功能，这一环节主要体现在系统要求对事件处理效果进行评估，检验各单位部门的配合程度，补充或调整预案及对应的处理程序，并使决策者能更清晰地把握高速公路突发事件应急管理的薄弱环节，更好地实现系统的自我优化和完善。突发事件这一管理系统其复杂和不确定的特性要求系统要想达到更好的更高效的管理目标，系统本身要有一定的自我完善的功能。

由高速公路突发事件应急管理的特点可知，应急系统中信息存在较大局限性和不对称性，掌握全面的信息资源是处置好突发事件的关键因素。因此，在应急系统构建时要充分考虑信息最大化原则，统一信息平台的建立是重要保障，在信息收集、发送、上报、传送等方面做到快、全、准。国外高新技术如电子通讯、计算机自动控制系统，己大大提高了交通管理的效率，在监控方面也提高了事件的可预见性。同时，发达国家通常设立了统一的信息平台，或是统一的信息传输接口，实现了各机构间的信息共享性，提高了应急的效率。我国在先进技术设备的投入方面差距不是太大，然而缺乏建立共享性信息平台的科技支撑体系，这是事件处置效率落在人后的根本因素。

2 科技在高速公路突发事件应急管理中的应用

2.1 国外高速公路突发事件应急管理的科技应用

发达国家高速公路建设通行较早，已经形成了完善的紧急救援体系，对于高速公路交通事故的紧急救援也有了一套比较成熟的处理办法［5］。美国、西欧、日本等交通发达国家面对高速公路突发事件，首先是做到快速响应，使得专业救援力量能够及时到达事故现场。其响应过程是:高速公路交通监控中心接收到突发事件信息后，值班人员立即通过语音通讯向离事故现场最近的路政车辆下达调度指令，使其以最短的路径迅速赶往事故发生地，尽快处理现场，以避免次生事故发生;同时迅速启动交通诱导系统，对事故发生地周围实行跨区域通知，通过及时诱导使车辆提前绕开事故地点，以避免交通堵塞等次生事故的发生。特别是当交警乘巡警车到达事故现场发生困难时，使用直升飞机到达［6］。通过从事故的检测和确认到事故的最后清理这一全过程开展工作，同时采取先进的计算机技术、监控技术、三维地理信息技术、全球定位技术和数据库技术，保证了各类救援人员能密切配合和有效联动，达到快速、有效地开展救援工作的目的。

2.2 我国高速公路突发事件应急管理现状

调研及查阅大量的相关资料表明，我国目前高速公路应急管理机制，主要是面对突发事件发生后应急救援过程中表现出的，存在应急响应速度不快、恢复交通时间较长、救援方案应变能力不强、救援资源利用不尽合理、救援效率不高等问题［7］。我国高速公路突发事件的紧急救援还没有一套系统的处理办法，也没有一套完善的紧急救援体系，救援人员的专业化水平不高，尤其是救援过程中的技术应用较少。

(1)缺少先进的事件检测技术。事件检测技术是一项集图像处理、车辆检测、多目标跟踪、物体运动逻辑判断、数据统计等技术于一体的视频检测技术;它主要采用基于多帧图像中存在的物体检测，并确定多个物体之间的相关性，判断物体的移动规律，检测异常行为(停车、逆行、超速、堵车、行人等)的发生，并采用视频存储技术保存事件发生时段的视频，有助于后期处理时的原始信息收集。同时，该技术还能对检测路段的各项交通流参数(平均车速、车流总量、占有率、平均车头距等)，采用多种统计方法获得准确的交通流统计信息。但是在实际应用中，检测设备常受应用环境和气候的影响，尤其是在大雾、大雪、大雨或者能见度低等最需要检测的客观环境下，设备有效检测率反而受影响而急剧下降，不能及时有效的提供应急管理所需的数据信息;

(2)设备不够完善。大部分高速公路缺少实时监测设备，只在部分重要的桥梁或者卡口有部分检测设备，这就导致应急管理中心很难及时准确的定位事件突发的时间和地点，难以掌握现场有效情况，影响科学决策;

(3)信息不能共享。各相关部门没有统一的数据接口，不能对事件作出及时高效的反应，部分应急决策部门局限于依靠行政命令与行政指导来实现政策干预，决策理念落后，决策技术与方法缺少更新［8］。由于在应急决策程序上无法保证其科学性，决策实际效果很难预料，决策风险性高。因此，信息共享，充分发挥决策咨询机构及专家组在高速公路应急决策系统中的作用，推动城市应急决策向程序化、规范化、自动化、科学化的方向发展具有积极意义。

这一系列原因导致了我国高速公路事故死亡率长期居高不下，跟国外高速公路发达国家相比差距很大。因此，构建一个完善的适于我国高速公路突发事件的应急体系，对于事故的成功处理是紧迫的，也是至关重要的，利用现代科学技术努力提高高速公路面对突发事件的应急管理水平，对于提高高速公路使用效益、减少交通阻塞和延误、降低交通事故发生率均有着十分重要的意义。

3 高速公路突发事件应急管理科技支撑体系构建

随着计算机技术和自动控制技术的发展，以及交通流理论的不断发展完善，交通运输组织与优化理论的不断提高，城市交通控制开始向信息化、智能化方向发展。在20世纪90年代，发达国家已开始出现智能交通控制系统，并将城市交通控制系统纳入智能交通运输系统中，成为先进交通管理系统的重要子系统［9］。高速公路突发事件应急管理系统是高速公路信息管理系统的一个子系统，是一个集地理信息系统、数据挖掘技术、网络技术、统计与分析、分布式应用等多种技术为一体的综合管理系统［10］。本系统的应用就是将高速公路的各类空间信息(地域、桥梁、道路、收费站点等)集成到统一的应用平台上，以数据的组织和管理为核心，将抽象的数据与具体的交通设施结合于一体，实时反映高速公路路网中的突发事件、处置情况，并及时提供丰富、实用的查询统计分析功能，为科学决策提供有效依据。

高速公路突发事件应急管理科技支撑体系若按信息传递流程划分，可分为信息采集、信息传输、信息处理、信息提供四个部分。若按交通事件的处理流程而言，可划分为突发事件监测、事件分析、事件决策、事件应急执行、事件管理和事件评估六个部分。当突发事件发生时，车辆检测器、巡逻车或是道路沿途布置的监测设备会及时将现场信息进行整合采集传送至指挥中心，这一阶段即是事件监测阶段。指挥中心在接收到这些信息后会以最短时间根据相关模型或以往经验判断事件的预计的影响范围，根据影响范围来确定应急响应级别，为下一步采取相应应急预案做准备，此阶段即为事件分析阶段。相应级别一旦确定立即启动应急处理系统，以最快速度召集相关人员到位，并开通信息传输系统以将相关信息传输至指挥中心，方便其进行下一步的指挥调度。同时，启动相应的应急资源调配，将所需物资传送至事件现场，此阶段称为事件决策阶段。接着相关人员进行现场救援，其中包括事件受伤人员的救助，事件现场出现车祸的救助，并进行道路疏导，以保证事件发生路段尽快恢复正常通车，此阶段为事件执行阶段。当事件的事态得到一定控制后，交通基本恢复，此时应进行现场的清理以及事件原因的调查，此阶段为事件管理阶段，最后是事件的总结评估阶段。

高速公路突发事件应急管理科技支撑体系建立的目标，即是在高速公路系统发生异常时，此系统能够以尽可能快的速度采取相应应急预案，将灾害的程度降至最低。它通过建立一个统一的信息平台，利用计算机通信技术对资源进行整合，使得不同部门的应急活动统一于一个指挥平台，在突发事件发生前监控并预测其可能征兆，形成预警机制，在突发事件发生后能尽快采集到事故现场的各方面信息，通过对突发事件等级的判断对其进行正确调度与疏导，尽快使高速公路交通恢复正常。

4 高速公路突发事件应急管理科技支撑对策

与现有的世界高速公路相比，我国高速公路应急管理硬件建设的差距在逐步缩小，但在软件建设方面，即高速公路应急信息管理方面的差距，要经过长期艰苦的努力才能逐步缩小［11］。只有以科技支撑整个应急管理系统，才能实现多部门真正的协作，从而能够对突发事件进行有效地预防、控制和处理，本文建议从以下几个方面着力解决:

4.1 构建网格化新型管理架构，实现资源整合

网格化管理模式，是指建立在数字技术基础之上的，以单元网格管理为特征的管理思路、手段、组织、流程的总称［12］。将事件管理与网格单元进行对接，形成多维的信息体系，一旦发现问题，都能及时传递到指挥平台，通知相应职能部门解决问题，实现管理空间和时间的无缝管理。通过再统一和整合，建立政府主导，以高速公路交警为主，相关应急部门为辅，以“统一接警，统一救援，资源共享，统一指挥，联合行动”为处置原则的高速公路突发事件应急指挥的大平台，实现跨部门、跨行业之间的统一指挥协调［13］。同时，将高速公路交警的指挥中心建设成能满足政府需求的高速公路应急中心。把高速公路已经建设使用的路面监控视频、道路流量感应、气象监测学信息、收费车道抓拍系统与公安、交通部门信息进行集成，使所有高速公路相关部门实现真正意义上的信息共享，为最优配置资源创造条件。

4.2 基于GIS技术完善高速公路应急管理平台

通过先进的地理信息系统技术应用，为建设高速公路突发事件应对处置系统新模式提供了先进的技术手段和科学的管理方法。利用地理信息系统技术可以将高速公路路段、收费站、服务区、外场监控设备的空间位置信息和属性信息，以及与线路的物理和逻辑联系有机地结合起来，从而以直观、形象、精确的方式对路段、收费站等发生的各类突发事件进行有效的管理。大大提高了高速公路管理部门对高速公路建设与管理的效率和水平，加强信息的利用和共享，为领导科学决策提供有效的依据。

4.3 编制应急预案，完成组织和技术方案的同步实施

根据各类突发事件的性质、类型、程度、伤亡情况、对交通的影响，建立应急处置预案库。一个有效的应急预案应该包括救援技术方案和组织实施方案两个部分。高速公路突发事件的处理和救援是一个复杂的系统工程。某一个事件发生后往往引发连锁反应。因此，救援的技术方案需要具有很强的专业性。应急预案的技术方案需要有关专家经过反复现场调研后进行科学设计。同时还要注重整合交通管理部门已经制定的应急预案，如《公路交通突发公共事件应急预案》、《道路危险货物运输事故应急预案》、《公路建设工程重大安全事故应急救援预案》、《公路隧道突发事故应急预案》等，以实现组织和技术方案的同步实施。

4.4 加强公众宣传，及时发布应急信息

在电视、报纸等媒体公布高速公路突发事件应急预案信息及接警电话，宣传应急法律法规和预防、自救、互救知识，教育群众在发生突发事件时自觉积极参与救护。利用应急管理中心的接警能力，保证第一时间响应出行者的紧急救援请求;发挥公众出行信息服务系统的多渠道信息发布能力，在事中和事后及时向公众传达各种信息。

高速公路突发事件是引起高速公路拥挤、周边路网和关联平面道路交通流紊乱的主要原因，突发事件往往会带来巨大的经济损失，并且导致交通延误及空气污染等问题，给现代交通管理系统带来了严峻的挑战。高速公路突发事件应急系统的支持技术作为高速公路紧急救援系统的重要组成部分，通过对智能决策支持系统的研究以及事件决策过程的合理组织会使决策快速、准确，从而保证高速公路的安全有序运行。

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