高速公路车辆智能预警与联网救援平台联动框架浅析

刘长明 刘婷婷 周可夫 孔繁中 黎雯

（1.江西省交通投资集团有限责任公司，江西 南昌 330000；2.交通运输部路网监测与应急处置中心，北京 100029；3.广州优路加信息科技有限公司，广东广州 510665）

一、引言

随着路网的日趋完善和ETC的全面推广，我国高速公路发展逐步由以基础设施建设为主转向以提供运营服务为主，由追求数量转向追求质量，由“抢修时代”转向“养护时代”，保障高速公路安全畅通成为运营管理的主要目标。但从目前的发展状况来看，我国道路救援行业还处于初级发展阶段，存在信息化不足、高速公路与地面一般道路无联动等问题，路况及预警信息感知覆盖面小、交通安全信息流通效率和整合度低、交通管理与公众出行之间的信息不对称等症结依然存在。

基于《交通强国建设纲要》和《国家综合立体交通网规划纲要》、政协委员黄玲在2021年全国两会期间提出的《推动全国交通道路一站式快速救援清障提案》、交通运输部设立的“我为群众办实事”安心行服务项目、工信部对《车载事故紧急呼叫系统》的公开征集意见等相关要求和建议，本文基本构建了高速公路车辆智能预警与联网救援平台联动框架，该平台框架能够为高速公路安全作业管理、应急救援联动和公众安全出行提供保障，进一步提升高速公路运输服务效率和安全品质，满足人民日益增长的美好出行需求。

二、车辆预警与道路救援现状

在高速公路建设规划到通车运营的各阶段，高速公路运营单位比较重视与日常运营相关的收费、监控、机电及养护等方面的信息化建设。车辆预警与道路救援一直是我国道路安全领域的关键瓶颈和短板，主要体现在以下几个方面：

（一）对事件作业等对内涉路作业管理的信息化建设不足。

目前仍然普遍使用传统的纸质台账跟踪和记录作业过程，缺乏有效的管理工具和手段对作业过程开展全方位管控和监督，作业效率及规范性无法得到保证，事后考核量化也较难，导致高速公路作业安全事故频发，严重危害作业车辆、社会车辆及相关人员的生命财产安全。

（二）作业人、车防护薄弱、预警不足，公众无法及时获取出行安全提醒信息。

大部分高速公路运营单位仍在大量使用传统的作业设备和车辆，作业安全防护仅限于近距离的车身物理预警警示，如基于毫米波雷达的语音喇叭和爆闪灯，并不符合当前智慧养护的新趋势和新需求。此外，现有的道路事件预警信息发布仅限于路面情报板，以及带有延时性的传统媒体和新媒体渠道，导致公众出行时无法提前获取预警信息并主动避让。高速公路应急救援分应时和平时两种场景，但大多数高速公路运营单位只关注平时的演练及预案，以及应时的调度与执行效率。一旦遇到重大节假日及出行高峰期，由于缺乏清障救援或涉路作业信息的发布预警平台和远距离智能预警设备，救援作业人员和等待救援的出行人员的人身安全无法得到有效保障。

（三）高速公路救援需求逐年激增，高速公路基础服务设施不完善。

随着汽车产业的迅猛发展，智能车辆已经实现较为全面的电动化、网联化和智能化，但智能网联车辆的安全出行问题、配套充电设备的匹配问题和布局不合理、电池故障、系统故障等状况日益凸显，并引发了一系列的安全问题。

高速公路建设与运营向更智慧的方向发展，对车辆的安全预警、路面的通畅、突发事件的控制、清障救援的效率都提出了新的要求和挑战。面对作业车辆的安全预警、公众出行的安全保障与救援需求，各高速公路运营单位都在开展技术化、信息化的业务创新。

三、车辆智能预警与联网救援联动框架

搭建“一基础两体系三应用”的高速公路车辆智能预警与联网救援平台联动框架，包括：IoT设备管理及LBS位置服务基础、智能预警体系（IoT技术支撑的智能车载设备预警服务、互联网地图导航场景的提示信息服务、全媒体的预警信息发布）、联网救援服务体系（IoT技术支撑的智能车载设备SOS请求服务、应急救援的联网服务），以及管理端业务应用、车载设备终端应用、救援服务应用。

图1 高速公路车辆智能预警与联网救援平台联动框架

平台框架的应用均为开放式，预警发布以互联网地图导航提示信息为主，支持全媒体形式发布[1]，未来对接汽车主机厂特别是智能网联车的中控服务。救援应用支持对外业务输出，支持多供应商服务。车载设备终端按照统一技术标准面向作业管理单位及社会车辆开放。

（一）联动框架的构建原则

1.整体统筹 内外联动

组成联动框架的子体系之间相互成套、相互支撑、协调联动，围绕构建安全作业智能预警、安全出行联网救援的目标发挥整体管控效应[2]。联动框架在现有安全生产管理及高速公路救援调度管理的基础上，与业务场景相结合，以提升内部管理和出行体验为目标。

2.技术创新 业务开放

联动框架充分利用IoT、LBS等新一代信息技术，开展科学性创新，做到使用得当、应用合理，便于应用与管理。同时秉承开放性的原则，融合社会企业的技术创新及服务能力，提升框架的技术基础，扩展平台的服务能力。

3.统一标准 灵活扩展

统一标准和规范，面向内部建立作业和出行安全管理的基础支撑，并设定规范的数据互通和资源共享交换接口。联动框架应具备灵活扩展的特性，针对不同范围、不同领域、不同等级的业务场景提供精准支撑。

（二）IoT设备管理及LBS位置服务基础

联动框架基于高速公路突发事件及业务管理的特性，结合IoT的物联网信息和LBS位置信息服务，形成预警管理、事件管理、监控管理和设备管理四大基础模块，分别对应智能预警体系和联网救援体系的联动，作为管理端业务应用、车载设备终端应用和联网救援服务应用的基础。

预警管理主要包括事件地图的经纬度对应数据和装载设备车辆的轨迹加密数据，用于预警服务信息发布的数据对应与审核；事件管理主要针对与作业管理相关的事件类型，包括养护、施工、管制、救援等事件的信息及状态管理，作为智能预警体系的信息发布来源之一；监控管理主要针对作业安全区的实时作业状态，通过现场设备的影像采集及AI识别，实现对现场的实时监控，向作业区域发布安全提醒，同样作为智能预警体系的信息发布来源之一；设备管理适用于车辆设备终端应用的相关管理，包括作业车辆设备及社会车辆设备相关的基础管理服务。

（三）智能预警体系

智能预警体系主要由“基于位置的事件信息，通过IoT设备传输，并通过全媒体发布”构成，其中以互联网地图导航场景的提示信息为主要发布形式。利用新一代信息技术，结合防撞缓冲垫，组成“导航地图提示的超视距预警、雷达及声光报警的近距离预警、防撞缓冲垫的被动防护”三重防范机制[3]，提升作业装备智能化水平。建设作业现场与中心互动的可视化作业管理平台，推动涉路作业的预警发布、预警防范、物联网设备作业及可视化作业的联动管理，保护一线养护作业人员安全，给公众出行提供便利和保障。

图2 智能预警体系

社会车辆配备IoT设备，在遭遇车辆故障、轻微事故或碰撞时，开启SOS请求，相关预警信息将通过导航地图发布，快速提示后方车辆主动避让，组成社会车辆安全出行的智能预警体系。

导航地图提示信息预警是在高德地图、百度地图、腾讯地图三大互联网地图的导航场景中，利用语音或信息形式向后方沿途车辆发布预警提示信息[4]，提示主动避让，保障涉路作业特别是清障救援作业的安全。在社会车辆救援请求场景下，为处于两公里以外的导航场景用户提供超视距预警，可有效降低作业安全事故和路面二次事故的发生率。

智能预警体系按照开放性的原则实现全媒体发布，包括路段情报板的信息预警发布，高速公路及交警部门官方网站、微博、App、微信、抖音等互联网新媒体平台发布，交通广播电台、报纸等传统媒体平台发布，并开放给各大汽车品牌的主机厂，在汽车中控服务或客户服务语音提醒中发布预警。

（四）联网救援服务体系

高速公路救援体系结合IoT物联网信息和LBS位置信息服务，通过对整体救援资源的汇聚管理，实现全国道路联网救援服务平台、省级联网救援服务平台、道路救援车辆调度管理系统等不同层级系统之间的联动。社会车辆通过统一入口请求救援服务，系统根据获取的救援请求信息，将请求信息分发至相应的救援单位，救援单位根据事件位置、发生时间、路网救援网络布控情况，处置用户请求。通过相应的传输接口，确保事件响应及路面救援作业进展与管理单位、联动单位、用户端多方保持信息联通，形成导航智能预警与救援服务联动、高速救援与地面救援的无缝衔接。

图3 联网救援服务体系

全国道路联网救援服务平台，以汇聚管理全国路网救援资源和提供预警服务为主。社会车辆发生故障、轻微事故或碰撞后，发起救援请求，全国道路联网救援平台接收到用户请求后，将事件发生位置、事件类型等信息同步至省级联网救援服务平台，与导航地图联动发起预警。

省级联网救援服务平台，主要对救援作业全过程实施动态跟踪和监管。平台集成全省救援资源、电子监测、VMS预警、服务评价等功能，通过与救援实施单位汇集、交换和共享道路车辆救援数据，实现订单分发。省级联网救援服务平台统一管理社会车辆的救援请求，为社会车辆提供“一键救援”服务请求入口，根据救援主体调度分发救援订单，依托高速与地面调度对接的动态模型，完成高速公路清障救援到距离最近的高速收费站，与地面道路救援业务信息的动态对接，从而实现高速救援请求的无缝对接[5]。

救援实施单位通过道路车辆救援调度管理系统与省级联网救援系统互联互通，快速接收救援请求工单，快速指派调度救援队伍，提供高速救援服务，开展现场清障处置。完成高速清障救援工作后，对于有地面道路救援需求的用户，高速救援作业人员在最近收费站与地面道路救援作业人员交接被救车辆，地面道路救援作业人员按用户需求提供相应服务。

联网救援体系通过构建整个救援服务链和有关部门的高效协作，实现多部门管理与业务系统联动，以及各地、各企业的车辆救援行业信息互联互通，合理配置车辆救援基础资源，提高救援效率，节约社会资源消耗[6]，为公众出行提供一站式道路救援服务。

（五）管理端业务应用

管理端业务应用以控制和展示两种模式输出：面向业务部门对设备与事件提供管理控制；展示业务进展及数据分析决策结果，主要通过大屏、平板、PC端及手机端等形式展示。将作业现场与指挥调度中心信息化远程监管有机结合，实现现场作业与远程监管的信息联动，促成本地与外部管理单位快速信息联动、协作配合。

（六）车载设备终端应用

车载设备终端应用以各种智能作业车载设备、智能SOS车载设备组成终端层，结合手机、平板、触控屏的相关管理软件操控服务，提供多形式、多载体的智能预警应用。通过开放式的接口，支持接入符合统一标准的外部智能设备。

（七）联网救援服务应用

联网救援服务应用支持多入口、多渠道的服务请求，包括App、公众号、小程序、网站、电话等，支持社会车辆从SOS车载设备发出的救援服务请求。支持基于业务场景的变化，围绕灵活拓展服务原则，按照提供统一的标准服务接口，与保险企业、汽车主机厂、互联网车主平台实现总对总的服务输出，实现救援服务与管理互通联动。

四、框架联动机制

框架联动机制是在IoT设备管理及LBS位置服务基础、智能预警体系、联网救援体系、管理端业务应用、车载端设备应用、联网救援服务应用的基础上，按照“统一平台、互联互通、开放同步”的路径，形成安全预警与救援服务双平台联动的框架机制，达到实时智能预警、精准调度、精准救援[7]。统一平台是实现双框架联动的前提和基础，互联互通是实现双框架联动的支撑与保障，开放同步是双框架联动的主要内容。当车辆在高速公路上出现故障、轻微事故或碰撞时，通过统一入口发起救援请求，平台基于公众救援请求与清障救援作业的双框架联动机制，结合事件的位置及类型，向高速救援实施单位同步发布作业任务，快速实施高速清障工作。同时，将事件信息同步至导航地图，向后方正在使用导航地图的车辆，通过语音或信息提醒的方式发布实时预警信息，提醒其主动避让，实现安全预警与高速清障救援之间的信息互通与联动同步，为公众和救援作业人员提供更安全的服务环境，有效提升高速救援服务质量。

五、结语

本文结合部分省份对省级联网救援体系的规划建设需求，提出了通过应用AIoT技术的智能车载设备、导航信息预警服务和应急救援联网服务，以提升交通安全预警信息流通效率及车辆应急救援处置效率为主要目标，利用“一基础、两体系、三应用”搭建高速公路车辆智能预警与应急救援联动的双平台营运管理框架，为各省实现“我为群众办实事”“安心行”等服务初衷、提供更优质的道路出行服务奠定基础，为提升路网的运营效率、公众出行的满意度和安全性提供参考。