新型通信交互技术在高速公路联勤联动中的组合应用

张珂溢 周正 黎艳 麦立 郭书恒

摘  要：针对现有高速公路联勤联动机制不完善以及高速公路运营系统中存在着沟通效率低下、不能有效反馈现场情况、不能快速对司机发出通知等问题，文章通过介绍和分析云语音、云短信、WebRTC、智能即时通信机器人、HTML5等技术的简单原理及功能，将多种技术有机组合起来，为联勤联动构建一个高效的沟通系统。该系统在四川某高速公路的具体应用中显著提高了高速公路多个管理部门联合执法和应急处置的工作效率。

关键词：云语音;云短信;WebRTC;智能即时通信机器人;HTML5;联勤联动

中图分类号：TP273+.4            文献标识码：A文章编号：2096-4706（2022）04-0077-05

Combined Application of New Communication Interaction Technology in Expressway Joint Service Linkage

ZHANG Keyi， ZHOU Zheng， LI Yan， MAI Li， GUO Shuheng

（Sichuan SRIG IT Industry Investment Co.， Ltd.， Chengdu 610041， China）

Abstract： In view of the imperfection of the existing expressway joint service linkage mechanism and the problems existing in the expressway operation system， such as low communication efficiency， unable to effectively feed back the on-site situation and unable to quickly send a notice to the driver， this paper introduces and analyzes the simple principles and functions of cloud voice， cloud SMS， WebRTC， intelligent instant messaging robot， HTML5 and other technologies， and organically combines a variety of technologies， build an efficient communication system for joint service linkage. The application of the system in an expressway in Sichuan Province has significantly improved the efficiency of joint law enforcement and emergency disposal of multiple expressway management departments.

Keywords： cloud voice; cloud SMS; WebRTC; intelligent instant messaging robot; HTML5; joint service linkage

0  引  言

“十三五”以來，我国的交通运输业取得了历史性的成就，截至2020年底，全国高速公路通车里程达16.10万千米，高速公路对20万以上人口城市覆盖率已经超过98%。

在高速公路运营管理中，同一事件或事故需要由交警、公路执法、调度指挥、路安、养护、运营等多个部门或单位共同参与处置，存在着多部门沟通协调低效、恶劣天气影响大、节假日交通事故数量剧增、易发生二次事故等问题。

近年来，川渝、江西、浙江、辽宁等地相继提出在高速公路运营管理中采用联勤联动机制实现多部门联合执法。但是在多部门之间通信沟通时方法有限，存在沟通效率低、不能及时有效反馈现场情况、不能快速对司机发出通知等问题。

在四川省某高速公路交通强国试点项目中，积极采用通信交互技术解决多部门联勤联动中的沟通反馈不及时问题，通过云语音、云短信、WebRTC、智能即时通信机器人、HTML5等技术的创新融合有效提高沟通效率，增加现场信息反馈方式的多样性，提高反馈信息的质量。

1  业务概述

1.1  高速公路联勤联动

高速公路联勤联动机制是指将高速公路各相关管理部门的巡查力量进行整合，共同参与高速公路道路交通管理的制度[1]。高速公路运营管理场景中，同一事件或事故需要由交警、公路执法、调度指挥、路安、养护、运营等多个部门或单位共同参与处置。联勤联动机制以监控中心为核心，实现对多个部门的统一调度、统一指挥。2008年以来，江西等地建立了高速公路运营系统，加强对监测设备的管理，促进救援机构联勤联动，提高不利天气条件与突发交通事件下的交通安全管控与紧急救援能力[2]。然而，当前大多数高速公路的运营系统都面临着以下几个方面的问题：（1）沟通手段不足。现有高速公路运营系统在联系不同部门或单位的人员甚至是直接向车主发送通知时，仍然采用有线电话、短信或微信等即时聊天软件等方法。（2）监控中心工作人员沟通成本过高。通常情况下，监控中心肩负着大部分的联勤联动沟通工作。然而，监控中心对于多个部门的人员排班、现场人员的联系方式掌握不足，通常需要经过多次沟通才能完成一次事件或事故的沟通工作，沟通成本较高。（3）路巡人员无法有效反馈情况。路巡人员在到达事故现场后，只能通过电话、无线对讲机等方式向监控中心进行反馈，不能高效、直观地反馈现场情况，反馈的内容无统一标准、主观性强，也不便于统一保存备查。（4）不能及时通知司机。高速公路运营方与司机之间存在着天然的沟通屏障。高速公路运营方通常采用可变情报板、高速入口口头提示的方式通知司机。然而，可变情报板通常与运营系统分离，需要人工设置更新，而且可变情报板数量较少，存在着更新不及时、不能有效提醒特定路段事故等问题。

综上，根据实际情况，高速公路的运营部门具有以下业务需求：（1）监控中心统一管理各部门人员的通讯录及排班表;在事件或事故发生时，监控中心能够通过多种渠道及时通知相关部门的相应人员，使相应人员能够及时做出妥当处理。（2）现场人员能够通过手机等常规设备以统一的样式反馈现场照片、视频、文字描述等内容。（3）监控中心能够通过分布较广的硬件设备及时向特定路段的司机发布信息。

1.2  技术应用现状

2008年，江西基于GIS-T（交通地理信息系统）建立高速公路行车安全保障系统，辅助事故分析处理、快速响应及应急救援。2009年，江西采用基于GIS（地理信息系统）的信息平台实现高速公路联勤联动中的信息共享、快速定位以及辅助车辆调度[3]。上述两种基于地理信息技术的应用仅仅能在联勤联动中为跨部门沟通提供与地理信息相关的辅助功能。2014年，北京提出“‘路警联勤’高速公路运营管理新模式的构建与实施”，以短信发布平台、高速入口收费员口头提示、可变情报板、高速公路有线电话、无线电台等手段[4]，实现信息发布以及与司机的沟通。2020年，四川高速公路领域较早开展在高速公路应急调度指挥通信系统中融合通信的应用研究。按照主流观点，融合通信涵盖了无线集群通信、语音中心、视频会议、视频系统、微信公众号、移动APP等技术。

2  技术架构

新型通信交互技术组合应用技术架构如图1所示。组合应用的核心是部署于监控中心的高速公路运营应用系统。应用系统通过云语音技术能够自动拨打语音电话;通过云短信技术可以自动发送短信，短信内容中可包含HTML5的访问路径，而HTML5页面可以使用WebRTC技术实现声音播报、视频通话;通过智能即时通信机器人可以向钉钉或微信等即时通信软件发送群消息;借助于WebRTC技术、HTML5页面以及预设的扩音器可以进行远程喊话、语音广播。

3  技术选型

3.1  云语音

云语音，是云服务提供商联合电信运营商基于通信技术实现的云通信服务，内容包含语音通知、智能语音交互等，具有高可用、高并发、高质量、便捷接入的特点。

融合通信技术（Rich Communication Suite， RCS）是由英国电信运营商最先提出，由全球移动通信联盟GSMA制定方案，是基于手机中的联系人建立一个互动互联、整合语音、消息、呈现技术等多媒体的生态圈[5]，提供Web、Android、iOS等多平台SDK接入形式，同时提供通话模式、管理控制、实时录音、组合呼叫等功能，使接入方不再依赖传统的电话机或通信模组，赋能各类软硬件，使其拥有灵活的通信能力，使任何能接入互聯网的设备都能够自由地与电话、手机等通信设备相互接打电话。融合通信包括多种通信网络、终端的融合，也包括业务方式的融合，即电信网业务能力和互联网业务能力的融合，在统一平台上提供即时通信、VOIP、网络视频、电子邮件、短消息等[6]。融合通信以IP通信为基础，以VOIP、视频通话、多媒体会议、协同办公、通讯录以及即时通信等为核心业务，可以与企业OA/ORM系统、邮件、办公软件以及第三方应用集成，具有视频、语音、数据融合，电信、互联网、IT交互等特点，如图2所示。

语音通知可以由高速公路运营系统调用语音呼叫的API接口实现自动电话通知。语音通知从运营商网络向指定号码发起一通电话呼叫，呼叫被应答后，播放一段指定的音频，支持通过文本转语音播放，也支持直接播放录音文件。电话语音通过电话的强提醒模式，可以实现第一时间通知到相关人员。

智能语音交互可以由高速公路运营系统调用接口发起外呼，实现交互式的电话语音通知。智能语音交互根据预设内容进行播报，相关人员接听并回复后，识别回复结果，生成文本返回至运营系统。通过智能语音交互，解决重复性的电话外呼通知或意图确认等问题，减少人力投入，提高外呼效率。

云语音的优点在于通过语音电话的形式通知相关人员，提高信息通知的有效性和到达率，同时可通过运营系统自动发送自定义的语音电话，效率极高。

3.2  云短信

云短信是通过短信网关在服务供应商和短信中心建立安全、快捷的通道，从而实现通过网络向手机发送短信的技术。云短信支持快速发送短信验证码、短信通知等。

短信网关（SMG/ISMG/ISAG）能提供服务供应商与短信中心之间数据交换的通道，采用SGIP协议、CMPP协议或ISAG开放接口协议与服务供应商连接，采用SMPP协议与短信中心连接[7]。SGIP协议规定服务供应商与SMG之间建立基于TCP/IP协议的SOCKET连接，服务供应商和SMG互为客户端和服务器，在连接建立后，由客户端向服务器端发送命令，进行短消息的传送，服务器端接收到命令后，发送应答命令。CMPP协议是联想亚信公司根据SMMP协议为中国移动量身定制的，是符合中国国情的一个短信协议，以TCP/IP作为底层通信承载，用以建立短消息中心与ICP之间的通路，业务和信息的提供由ICP完成。ISAG的全称为“综合业务接入网关”，基础协议采用Parlay X，并对接口做了适当增强，为应用提供更为丰富的业务能力[8]。SMPP协议最初由ETSI收录在GSM03.39规范中，描述了短信息中心与短信息实体之间通信交互的协议关系及数据传输格式，通过SMPP短信息实体能连接（Bind）或断链（Unbind）短信息中心，提交短信息或从短信息中心下发，业务流程如图3所示。

高速公路运营系统通过调用短信服务API接口实现短信发送、发送状态查询、短信批量发送等，可实现预先添加签名和模板功能。云短信中可以包含HTML5的访问路径，现场人员通过点击路径即可访问HTML5页面。

云短信的优点在于能与高速公路运营系统有机结合，实现短信的自动批量发送，提高事件或事故信息的发送效率。

3.3  智能即时通信机器人

智能即时通信机器人是一种借助于通信手段能够时时刻刻在线，并通过自然语言与人沟通交流的人工智能机器人。

智能即时通信机器人通常具有消息接口、流程建立、自然语言处理（NLP）等功能。消息接口是指机器人接收人类输入信息或者向人类输出结果信息的应用，具体指微信、钉钉等即时通信软件、网络购物平台等。流程建立是指通过拖拽、施放来修改机器人配置及业务实现逻辑等，使机器人更加贴合业务需求。自然语言处理是指以语言为对象，利用计算机技术来分析、理解和处理自然语言的技术，研究实现人与计算机之间用自然语言进行有效通信的各种理论和方法，包括自然语言理解和自然语言生成两部分，通常采用深度学习进行自然语言处理的建模与模型训练;自然語言处理可用于搭建内容搜索、内容推荐、舆情识别及分析、文本结构化、对话机器人等智能产品。

微信、钉钉等即时通信软件都提供具有群消息自动发送、群消息自动回复等功能的服务机器人。在进行适当的任务配置之后，高速公路运营系统可以通过调用接口实现自定义信息自动发送、接收群信息的功能。

智能即时通信机器人的优点在于能自动向微信、钉钉群里的人员发送事件或事故信息，信息发送及时、高效;机器人还能够处理常规信息，及时回复群里人员的常见问题，效率高，降低监控中心人员的沟通成本。

3.4  WebRTC

WebRTC是网页即时通信的缩写，是一个支持网页浏览器进行实时语音对话或视频对话的API。WebRTC是由Google公司开源的网页即时通信技术，该技术将音视频处理、信号处理、流媒体数据实时传输及控制等音视频通信所需的功能都添加到浏览器中，从而使浏览器成为一个语音视频通信应用平台[9]。WebRTC实现了基于网页的视频会议，标准是WHATWG协议，提供了包括音视频采集、编解码（I420/VP8）、加密、媒体文件、图像处理、显示、网络传输与流控（RTP/RTCP）等核心技术，并且还支持Windows、Linux、Mac、Android等平台。WebRTC具有免安装、方便接入的特点，它不需要安装任何插件，在浏览器上即可以实现网页端的实时通信，其架构图如图4所示。

现有高速公路信息系统通常采用B/S架构，其中的浏览器（B端）通常为HTML网页，能够与WebRTC技术很好地兼容，因此WebRTC技术可以有机地融入高速公路运营系统中。

基于WebRTC的视频通话是双向的，监控中心可以主动发起视频通话，现场人员也可通过短信或即时通信软件获取的路径发起视频通话，实现双向沟通。

基于WebRTC的语音广播可以通过高速公路运营系统选择预先安装的扩音器向司机播放自定义内容的广播，配合监控摄像机等设备及时进行交通调度或制止违法行为，为处理人员赶赴现场赢得时间，或者减少处理人员到达现场的频次，降低其工作量。

WebRTC的语音、视频通信的优点在于轻量化，用户无需安装客户端或者相关插件，只需借助HTML网页即可实现语音或视频通话;现场人员通过手机的网页浏览器可以直接进行语音或视频通话，无需安装其他APP，较为灵活、轻便。

3.5  HTML5

HTML5是2014年10月由万维网联盟（W3C）制定的构建Web内容的标准，它包含一系列的HTML语义标签、JavaScript API、CSS3等特性，目前，无论是电脑还是智能终端，互联网的主要浏览器都对新标准提供了良好的支持[10]。

HTML5页面可以作为高速公路运营系统的浏览器前端页面，向监控中心展示系统内容、监控视频等。

HTML5的页面访问路径可以通过短信、群聊的方式发送给现场人员，现场人员无需在手机上安装特定APP，只需点击HTML5路径即可访问特定页面，从而实现向高速公路运营系统快速便捷地反馈现场照片、视频、文字描述等内容。HTML5页面直接访问的优点在于现场人员无需安装特定的APP，对手机系统、型号等没有限制;在未提前安装手机APP且现场网络不佳的情况下，能够通过轻量化HTML5页面实现及时反馈。

4  应用效果

四川省某高速自2021年7月起启用包含云语音、云短信、WebRTC、智能即时通信机器人、HTML5等新型通信交互技术的高速公路运营系统，具体应用效果如图5、图6所示。

截至2022年1月，该系统在多部门的联勤联动中发挥了重要作用，相较于未启用该系统前，路巡人员能够更加快速地到达现场。据该系统统计，路巡人员1小时以内到达现场处置事件共计1 309次，占总处置事件次数的比例为42.5%，无需到达现场占比30.6%，具体数据如表1所示;在车辆救援事件中平均处理时间56至60分钟，交通事故平均处理时间54至55分钟，具体数据如表2所示。该系统的部署应用协助路巡人员更加高效地开展各类事件或事故的处理工作。

5  结  论

联勤联动是现如今高速公路事件或事故处置中的重要话题，将云语音、云短信、WebRTC、智能即时通信机器人、HTML5等技术融入高速公路运营系统，为跨部门的联勤联动提供跨部门沟通、双向交流的解决方案。

在高速路网建设日趋完善，逐步实现路网信息共享互联的大前提下，将多种技术应用于高速公路运营系统中，实现多途径、双向沟通是未来高速公路数字化管理发展的一种必然趋势。基于服务器、浏览器的高速公路联勤联动网络通信技术已日趋完善，将多元化的通信、沟通手段用于跨部门的联勤联动中，构建无缝互通、快速反应的整体平台，是未来道路交通安全管理的发展方向。

参考文献：

[1] 郭李军，庞华富.浅谈联勤联动机制在高速公路交通管理中的作用 [J].公安学刊（浙江警察学院学报），2014（6）：91-93.

[2] 卢辉忠，简晓春，钟天宇.论基于GIS-T的高速公路行车安全保障系统的实现 [C]//第三届中国国际交通安全论坛.北京：中国道路交通安全协会，2008：514-520.

[3] 卢辉忠等.建立道路GIS信息平台的联勤联动模式探析 [C]//建立道路GIS信息平台的联勤联动模式探析.深圳：中国智能交通协会，2009：710-714.

[4] 郭晓斌.“路警联勤”高速公路运营管理新模式的构建与实施 [C].中国公路学会高速公路运营管理分会2014年度年会暨第二十一次全国高速公路管理工作研讨会.天津：中国公路学会，2014：190-194.

[5] 尤秋敏.融合通信产品的运营模式研究 [D].南京：南京邮电大学，2018.

[6] 李晋.互联网+时代的融合通信 [J].电子技术应用，2015（z1）：70-73.

[7] 邵洪志.移动通信中短信网关接入设备的设计与实现 [D].北京：北京邮电大学，2011.

[8] 黄旭.综合业务接入网关（ISAG）Web Service接口研究 [D].天津：天津大学，2009.

[9] 方亚东.基于WebRTC的视频通信在公路网应急系统中的研究与实现 [D].武汉：武汉理工大学，2016.

[10] 张玉清，贾岩，雷柯楠，等.HTML5新特性安全研究综述 [J].计算机研究与发展，2016，53（10）：2163-2172.

作者简介：张珂溢（1982—），男，汉族，四川仁寿人，工程师，硕士，研究方向：数字交通、计算机应用等;周正（1974—），男，汉族，四川江安人，工程师，硕士，研究方向：数字交通、管理信息化等;通讯作者：黎艳（1980—），女，汉族，四川达州人，工程师，硕士，研究方向：计算机应用;麦立（1990—），男，汉族，四川南充人，工程师，本科，研究方向：计算机应用;郭书恒（1992—），男，汉族，四川西昌人，工程师，本科，研究方向：软件工程。