河南省交通运输运行监测与协调指挥中心平台建设研究

2023-09-15孙志欣

中国信息化 2023年8期

孙志欣

一、引言

近年来，移动互联网、物联网、云计算等信息技术迅速发展，并已逐步向交通运输行业渗透或深入。随着信息技术与交通运输行业的深度融合，以及ETC等技术广泛普及，整个交通运输行业发展模式、管理方式等方面产生重大变革，使其向扁平化、精细化发展，行业服务逐步向全面化、综合化发展。2021年10月交通运输部印发《数字交通“十四五”发展规划》明确要求各地交通运输主管部门统筹支持并开展综合交通运输信息平台建设，集约建设平台基础架构、数据资源。河南、吉林等省份出台交通运输信息化发展“十四五”规划，明确建设省级交通运输信息平台和业务系统，完善行业业务协同联动机制。不难看出，开展并推进省级综合交通信息中心平台建设，是我国交通运输信息化“十四五”时期的重点工作。

二、现状分析

为适应全省交通运输业健康快速发展，河南省已在公路建设及运行管理、道路运输管理、水运海事管理、路政执法管理、交通公众服务等各个业务领域建立了相关的信息系统，使其行业监管、服务能力等功能大幅提升，具体包括公路水路安全畅通和应急处置系统、基于ETC/MTC混合模式全省高速公路联网收费系统、省干线公路路网运行监测信息系统、省水路路网运行监测信息系统、省道路综合运输管理信息系统等。同时河南省已通过实施交通信息资源整合与服务工程和按照河南省“政务云”建设要求建成省级交通运输数据中心，初步确立了数据中心对行业管理的支撑地位。要推动省级综合交通信息中心平台的建设，全省交通运输信息化建设方面尚存在如下问题。

（一）缺少业务平台支撑全省综合交通运输运行监测与协调指挥业务开展

开展交通运输行业的综合运行监测，并以此为基础开展综合协调指挥是交通发展必然趋势，但是目前缺乏综合性监测与协调指挥的业务平台来支撑该业务的开展，这是国内绝大部分省份普遍存在的问题。

（二）信息化以行业管理为主，但与行业业务结合仍不足

信息化和业务管理的融合程度不高，主要体现在业务深化应用和协同不够，尤其是高速公路路网运行管理等、道路运输行政管理等方面信息化水平有待提高。

（三）数据综合利用水平有待提高

在数据应用方面存在明显不足。一方面交通业务数据分散存儲，独立应用，没有实现共享整合，难以形成规模效益；另一方面，缺乏数据综合利用的支撑性平台，数据共享存在困难，严重制约全省交通综合运行监测与协调指挥业务开展，如目前拥有车辆信息、运行信息的大量ETC数据仍局限于联网收费系统内使用。

（四）综合决策支持能力不足

基础设施总体建设不足，现有省级交通信息化系统尚无法为交通运输管理提供强有力的支撑，无法进一步推动精细化管理、提高工作效率及服务水平，成为制约综合运输监测与协调处置快速发展的重要因素。

基于上述情况，考虑到现阶段综合交通运输信息化资源整合涉及较多管理问题，另外多业务协调运行系统开发短时间内实现存在困难，为了更好地推进全省综合交通运输运行监测与协调指挥中心平台建设，我们建议将其分期建设。其中一期接入干线公路、水路、运输、邮政、民航等信息资源，实现综合交通运输业务系统的集中展示，开展协调指挥工作；二期全面进行信息资源整合，实现完整意义的综合交通运输协同管理。本文主要围绕一期工程内容展开。

以河南省高速公路联网监控中心主导的高速公路信息化建设体系架构清晰、拥有包括ETC数据在内的大量信息资源，具有省域范围传输网络，展示环境较好。按照节约复用现有资源的原则，河南省综合交通运输运行监测与协调指挥中心平台建设基于高速公路联网监控平台展开。

三、平台建设定位

河南省综合交通运输运行监测与协调指挥中心以高速公路联网监控平台为基础，接入全省干线公路、水运、航空、铁路、邮政等业务信息化系统，搭建集多运输方式日常综合运行监测、综合对外展示、联合指挥调度等功能于一体的交通运行协调指挥支撑体系，使信息化建设达到“看得见、信息通、指挥灵”的整体效果。另外，结合前述中信息化与行业管理结合度不足等问题，平台建设需进一步提升高速公路业务信息化水平，完善路网运行状态监测与预警、跨区域大范围路网协同运行控制能力。

为此，河南省综合交通运输运行监测与协调指挥中心平台架构主要分为五个层次，具体见图1。

（一）接入层

接入层实现信息汇聚和整合，数据主要来自省厅、各业务局信息化系统、通信中心信息系统和已汇总省内交通数据资源（主要为基础数据）以及高速公路路段联网监控收费系统等。

（二）数据中心层

形成高速公路数据中心、厅信息中心数据中心为主要构成的数据中心层，根据接入数据类型和应用需求，进一步构建基础数据库和主题数据库，满足业务协同管理、科学决策和服务公众的需求。

（三）应用支撑层

主要通过整合视频管理平台、建设数据交换与共享平台、完善GIS系统建设，提供系统运行环境。

（四）业务应用层

结合需求分析，尤其是综合交通运行管理要求和服务公众需要，对业务应用系统进行功能设计，涉及运行监测与预警、跨区域大范围协调指挥、信息发布平台等。

（五）展示层

展示层是用户与系统在信息服务、信息管理的对话过程中的直接界面，主要展现手段为全省交通运输运行监测与协调指挥集成展示平台。

四、主要建设内容

（一）综合运行与协调指挥管理平台

统筹全省交通干线公路、水运、运管等领域的信息化建设成果，开发综合交通运输业务管理平台，实现多个业务系统的整合与管理，以单点登录、集中展示的方式实现对交通各领域、各应用系统的集中展示和实时监测，以实现多个业务系统的整合与管理，进行统一协调调度保证系统运行效率，从多个层面提升综合交通运输管理的信息化水平。

基于全省GIS“一张图”，综合各业务资源，开展模型分析，以声音、文字、图像、视频等方式集中、直观、动态展示各业务运行状况和交通数据分析结果。同时依托平台标准化接口，实现不同业务间的信息交换，建立营运业务协同展示，便于业务综合管理。主要实现功能目标如下：

交通业务资源深度整合展示。在综合数据库的基础上，利用其它业务系统数据接口，聚合多源数据，形成全面数据集，按GIS 与业务应用规划整合数据。

交通数据分析展示。主要针对紧急状态条件下，基于相关交通理论模型，对交通数据分析，挖掘运行规律，分析运行态势，分析结果进行可视化展示。

多样式业务统计报表展示。依托交通运输部业务统计报表系统，整合各业务统计信息系统，建立数据相关性，使得业务统计基础统一化、业务规则化、工作流程化，相关结果可采用多种形态进行展示。

多模式数据展示。结合数据的多源异构特征和业务资源整合情况，综合业务展示可视化要求，可通过音频、文字、视频图像甚至动画等模式方式进行灵活实现，以便于管理者快速高效准确了解数据变化情况。

营运业务协同展示。通过综合平台所提供的标准化接口，实现不同业务系统间的数据调用和共享交换，结合业务管理需要进行平台展示和业务协同。

（二）高速公路路网智能管理应用系统

应用系统主要构成如下。

1.综合交通运行监测与预警系统

交通运行监测预警系统通过全息感知的实时检测数据资源，涉及车辆运行数据、环境检测数据、交通运行状态数据等，从多角度、多范围呈现高速公路网运行状况。对上述数据信息进行融合，基于交通预测模型对未来一段时间的交通运行状况进行预判预警，通过可视化手段，动态展现的高速公路交通运行状态监测、设施监测及异常事件预警展示等功能。

2.高速公路数据的综合处理与分析挖掘系统

高速公路数据的综合处理与分析挖掘系统通过整合各类数据资源，实现数据的高效处理和智能化分析，提升信息资源的深度开发与综合利用水平。高速公路数据的综合处理与分析挖掘系统实现了多时空、多方位的车辆运营情况、道路运行状态、自然环境状况以及交通运行状态等数据的统计和对比分析，同时通过构建路网运行状态评估指标体系，实现路段、通道、路网状态的定量分析，并依托仿真模块，实现路网未来运行态势分析研判、交通事件影响分析、管控效果评估等功能。

3.跨区域大范围路网协同运行控制系统

随着河南省交通负荷迅速上涨，交通管理上面临事件数量多、涉及范围广、协调难度大等诸多困难，建立高效的高速公路跨区域大范围路网协同运行控制系统，能够适应复杂的应急管理主体间组织架构，使协同管控与应急管理工作切实与日常业务工作结合。系统提供一套完整应急处理周期的支持服务，实现路网应急指挥所需要的远程调度和信息反馈功能，同时支持对交通事件发生情况下的交通势态和影响进行监测及分析，并按照应急预案开展交通疏导、交通应急和交通协调等工作。系统在各类交通事件（计划事件、突发事件、免费通行等）条件下，实现预案响应、协同调度、事后评价等功能。

4.信息发布系统

在现有网站、APP等面向公众信息发布系统基础上，突出以现有高速公路可变信息标志等设施作用，通过对路网运行情况的综合分析判断，以及预先设置的信息发布预案，实时形成信息发布内容，由运营管理公司完成信息的发布。

5.设备运维管理系统

设备运维管理系统，主要用来实现设备、系统故障的及时发现和快速处理，面向运营维护人员，具体功能为外场设施设备运行状态监测、设备故障预警、设备维护记录生成、查询和统计，以及查询或统计结果的图形化展示等。

（三）數据中心

结合河南省大数据局关于大数据的统筹安排以及各地交通通信中心负责本地行业数据资源中心建设管理等情况，为避免充分资源浪费，数据中心建设主要围绕数据共享与交换平台、大数据处理平台等展开。

1.数据交换共享平台

数据交换共享平台是与省厅其他部门数据接入，与省内各相关部门系统（包括公安、气象、交警）进行数据交换的枢纽，支持数据的汇总、整合和转换。数据交换共享平台负责定义数据交换、传输和访问控制策略，提供高效的数据传输和管理控制机制，实现各部门之间数据流高效、安全的共享交换。数据交换平台功能主要包括数据适配处理、数据传输管理、交换流程管理、系统管理等，实现以下功能：现有系统、新增系统、其他业务系统的数据可以传送至现有高速公路数据中心；现有高速公路数据中心的数据经过数据交换与共享平台处理后传输至对外网的数据资源池；为现有或日后新增系统提供数据接口，提供其权限内的数据共享服务。

2.大数据处理平台

本系统基于Hadoop架构的大数据平台将存储多种类的数据，包括监测数据、图片、文档、录音、视频、日志等多源异构数据，建立能够实现数据存储与共享功能的统一数据共享平台，具体见图2。通过相关软硬件系统建设，实现自动部署、承载大数据基础应用及信息安全措施完善的大数据分析管理平台。针对Hadoop节点的数据资源管理、性能监控和集群自动部署等业务功能通过图形化的网页界面实现。

（四）应用支撑平台建设

应用支撑软件是支持平台计算机系统和应用系统建设的基础平台环境，主要涉及虚拟化软件、数据处理模块、中间件模块、企业服务总线（ESB）、商业智能数据分析软件（BI）、工作流软件、GIS 软件、视频管理平台软件和统一认证等内容。其中GIS软件是以厅信息中心GIS环境为依托，通过聚合接入信息中心GIS基础图层数据资源，结合空间数据分析模型综合展现交通运行状态信息、态势信息等。

（五）安全系统

主要涉及网络安全、数据安全等方面。建设一个覆盖全面、有效管理、持续运行的等级化信息安全保障体系，对业务在技术和管理等各层面的安全管控，结合信息安全体系应用经验和有关模型内容，构建科学、合理且完备的安全防护体系，强化可靠性，形成统一策略管理的集约化安全管理模式，以适应不断扩展的业务应用和管理需求。

五、结束语

本文通过分析河南省交通运输信息化现状情况和省级综合交通运输信息平台建设普遍存在的问题，基于云架构、大数据、GIS等信息技术，提出了短期可运营且有协调指挥效果的全省综合交通运输运行监测与协调指挥中心平台方案，同时完善了高速公路路网级的运行管控能力，该方案实践可行，为全省实施数字交通战略提供重要的基础保障。