Posted on 2019年6月6日

高速公路信息化运营管理体系建设及需求分析

  文章在简单介绍我国高速公路运营管理工作现状的基础上,通过对高速公路管理信息化建设的需求分析,从高速公路运营管理的各个需求层次入手,具体分析了高速公路运营管理体系的组成,并以此为基础强调运用现代信息技术手段高高速公路管理水平的重性。 
  关键词高速公路,运营管理,信息化 
  引言高速公路管理理论的形成和发展是随着高速公路的发展而发展起来的。一般所说的高速公路管理理论主是指高速公路规划建设管理理论和高速公路运营管理理论。最初这些理论的形成和出是在西方发达国家,我国关于高速公路理论的形成也是随着我国的第一条高速公路——沈大高速公路的竣工而产生的。我国的高速公路事业是从2世纪8年代中期起步的,进入9年代以后,国内高速公路建设的飞速发展。在我国高速公路由于发展过于迅速,相对于高速公路运营管理就显得在理论研究上后天准备不足,在信息技术应用上存在着严重的滞后性,随着现代信息技术的飞速发展,如何管好用好高速公路成为十分迫切的问题,于是,高速公路的信息化运营管理体系应运而生。 
  1高速公路运营管理体系概述 
  高速公路运营管理指的是在高速公路建成竣工之后的使用期间,为了充分发挥高速公路的功能,使其最有效率地为社会供服务所进行的一系列管理活动。 在高速公路的运营管理体系中充分应用了密集的以通信、监控、收费管理为主的信息追踪系统现代化技术,并形成了以交通安全、路政、养护为主的道路通行保障救援系统。组成高速公路运营管理体系的六部分如下所示 
  一是交通安全管理,其主包括维护交通秩序,交通事故处理,实施道路清障和救援服务,合理引导及组织交通流等,对违章司机的违章处罚、宣传教育等。 
  二是收费管理,其主包括制定合理费率,合理布设收费站点,管理收费人员、收费设备及相关财务,以采用科学先进高效的收费方式杜绝营私舞弊、进行收费稽查,高服务质量,最终实现以收取的通行费偿还高速公路建设所用资金及支出管好各种运营费用。 
  三是路政管理,其中包括查处违章侵占、利用、毁坏、污染高速公路及其附属设施的行为;审批与管理法人、组织和其他公民利用、占用公路及超限运输等;维护施工养护作业现场秩序,牵引拖带故障车辆,救援清障事故现场,保护高速公路环境和管制恶劣天气时的交通等。 
  四是信息监控管理,其是利用现代化的电子设备随时监视与控制高速公路的运行状况,收集信息并进行处理、传输,并指导车辆在高速公路上的最佳行驶。 
  五是养护管理,其是根据国家的有关高速公路作业规范和养护标准,采用新工艺、新技术维护保养高速公路及其附属设施,及时修复突发性因素造成的损坏,及时清理影响交通的路障等。 
  六是服务管理,其依托高速公路,向使用者供休息、通信、餐饮、维修、停车、加油、洗车及医疗救助等服务,管理依托高速公路的开发与综合利用而展开的房地产开发、土地开发及广告等经营活动。 
  2高速公路信息化运营管理系统体系建设的内涵 
  高速公路信息化管理的目标是达到养路机械化、收费自动化、办公现代化、工作程序化、行动军事化、执法正规化、通信便捷化、建设标准化,而这一系列的目标完成都离不开管理各环节的现代信息化技术支撑。 
  2.1高速公路信息化运营管理体系含义。高速公路信息化运营管理体系的信息化主是指在高速公路管理中应用现代信息技术,并充分应用现已建成的覆盖全路网的光缆通信干线,即高速公路管理应用现代信息技术、通信技术、电子控制技术、系统集成技术和智能化技术等手段,从而实现高速公路运营管理的实时、高效及准确。高速公路信息化管理系统的核心技术为智能化,基本特征为信息化。高速公路管理系统通过密集的和大范围内的信息及智能化技术实现高速公路建设、养护、维修、交通管理等的信息化和智能化,为社会供广泛的出行公众服务信息,高高速公路的管理和服务水平。 
  2.2高速公路管理信息化体系的技术特征。高速公路运营管理信息化概念的复杂内涵式由现代信息技术独特的技术特征所决定的。这些技术特性可以概括为(1)数字化,数字化已经成为现代信息技术的首的技术特性,被人比作“信息DNA”。(2)网络化,数字化信息的网络化交流,使信息高速公路成为一个巨大的全球信息网。 (3)大容量,现代信息技术的这种大容量特征,使计算机产生了巨大的存储能力和极快的处理功能。而当其在网络中运作时,则使计算机成为一种革命性的工具。(4)高带宽,光纤及其高带宽技术特性是信息世界的快车道。 
  2.3信息化高速公路运营管理体系的总体规划。信息化的高速公路运营管理体系是采用现代综合信息技术高速公路的交通、收费、路况等进行监控和管理的系统。高速公路信息化运行管理体系是从系统的观点出发,并加入行政区划的因素。信息化高速公路管理系统采用分散与集中管理相结合的多级管理体制及时迅速地进行交通管理和事故处理。高速公路信息化管理系统从技术角度看,采用三级计算机管理体系(其由中心控制机、控制分机和终端处理机组成)及相应的电源系统和通信传输系统。在三级计算机管理体系中中心控制机担负系统数据的存储、统计、计算、报表及各种交通管理命令的下达。控制分机负责对采集到的数据进行分类包装和预处理,并传送到中心控制机。当中心控制机发生故障时,控制分机能行使主机功能,并临时紧急处理一些重数据。终端处理机负责检测匝道口、路面及收费口的各种数据。信息化高速公路管理体系由通信系统、收费系统、监控系统等若干系统组成,每个系统由若干个功能单元组成。 
  3高速公路运营管理系统信息化体系的层次结构、建设方案 
  信息化运营管理体系是一个综合的系统,从大的方面主包括硬件部分与软件部分两个方面。其中硬件部分可包括有监控、通信、收费、照明、气象传感、路桥及其附属房屋建筑设施等;软件系统则主指由以上硬件部分而形成的相关的管理制度和计算机软件技术手段等。综上所述,我们将按照以下三个层次来分析相关的信息化技术应用的需求,并通过三层结构来研究信息化运营管理系的功能设计。
  3.1信息化运营管理系统体系的层次结构 
  3.1.1以养护管理、路政管理为主内容的基础层面的信息化 
  针对养护管理来说,养护维修作业主有五个内容①小修保养,即为了保持路况路容完好而开展的工作②预防性周期养护维修;③改建工程,即为了改善高现有道路使用功能实施的;④沿线景观、绿地的绿化、美化;和最后的⑤针对灾害及恶劣气候条件下的抢修及应急养护。以上五类工作,一般情况下,可以通过管理路段的信息数据库,配合高效、优质的机械化养护方式,建立有效的路面数字桥梁评价体系,就能达到信息化养护管理的目的了。另一方面,高速公路路政管理工作主是对施工养护作业现场进行秩序维护,对恶劣天气的交通进行管制,对故障车辆进行牵引拉带,对事故现场进行救援清障及对环保进行监督等。所以建立一套全天候的快速反应机制显得特别重,如何依据路上管理素的变化,运用现代信息技术将路政管理由监管型向服务型转化,实现全新的动态管理也显得特别迫切。 
  3.1.2以收费管理、交通管理以及监控通信管理为重点的核心层面的信息化。其一是收费管理,因高速公路的收费工作具有经常性及重性,因此,为改进收费方式,高收费效率,收费管理需采用先进的设备和信息技术,以确保不错收、不漏收、不乱收,以及同时满足收费稽查工作的需。特别还需高效率,减少车辆可能在收费站产生拥堵的瓶颈现象。因此在收费管理这个环节,是现代信息技术重点应用的环节。 
  其二是交通管理方面。高速公路交通管理的任务是维护高速公路交通秩序,保障交通安全和高速公路的行车畅通。因此交通管理方面是特别需利用先进的技术手段进行安全管理,及时处理出现的交通事故,有效合理地引导组织交通流。 
  3.1.3以监控通信管理为主内容的辅助层面信息化。一方面采用现代化的电子设备监视控制高速公路的运行状况,采集、处理和传输相关信息,为通行车辆和司机及乘客供最佳服务,以满足安全快速行车的需。另一方面,通信需建立高真实、高效率、高保密的通信网络,其建立主采用无线移动通信系统、紧急电话、指令电话及业务电话。在一定范围内,根据高速公路管理系统的需,通过无线、有线的连接,实现无盲区的、即时即地的声频传输。 
  3.2高速公路信息化运营管理体系的建设方案。通过以上高速公路运营管理体系三个层面上的信息化技术需求分析,可以发现高速公路管理形成了多专业、相互配合的整体系统,打破了原来的高速公路管理的行业界限。在该体系中,管理的规模和层次由硬件决定,管理的力度和水平体现在软件部分,硬件与软件的有机结合能体现出高速公路管理的综合水平,真正形成信息化高速公路管理的有机体系。 
  研究以上三个层面的技术需求我们出如下总体系统组成,其功能划分见图3-1  
  3.2.1道路通行保证系统。主由常规养护作业、救援清障、灾害预警、供电系统等四个功能系统构成。下面主描述紧急救援清障系统、以及灾害预警管理系统的基本作用。紧急救援清障系统是一个特殊的系统,它与第二重点层面上的交通管理系统和监控、通信子系统等以及相关的救援机构紧密相连。紧急救援清障系统通过通信系统、监控系统、交通管理系统将专业救援机构与交通监控中心联成有机的整体,进而供车辆故障紧急处置、救护、排除事故、拖车等服务。紧急救援清障系统还包括可以对步行者进行路径引导的步行者救援系统,可实现在灾害发生时对步行者进行避难引导等功能。灾害预警管理系统能迅速地收集受灾情况,限制一般车辆行驶,引导救援车辆,在灾害地区情况通讯设施完全受到破坏情况下确保管理系统发挥作用。 
  3.2.2路上信息跟踪系统。该部分是核心部分,继续将其功能划分为如图3-2所示 
  其中收费子系统主包括电子卡自动费用转账系统,一般称之为高速公路联网收费自动化(“一卡通”),主由出入检测与收费控制两部分组成。在该系统中,汽车无需停车即可通过,减少收费处堵车现象,交通事故、降低管理成本,确保了道路的畅通通行。监控子系统是可以自动采集车流信息及天气参数并上传至监控分中心的高速公路沿线的外场设备。监控子系统通过巡逻车、闭路电视等方式获取道路交通及救援信息。监控子系统对收集到的数据进行相关分析、数学模型计算和判断,出优化的交通管理方案,并形成指令下达,以对交通行为进行引导。通信子系统则主包括干线通信、紧急电话、移动通信以及程控交换等,其涉及到综合业务接入网、光同步传输系统(SDH)、程控交换机系统、传输时钟、UPS通信电源等。交通管理子系统由交通流向引导分配系统、交通信号智能控制系统、卫星导航动态路线引导系统、道路交通信息供系统以及交通事故智能管理系统、公共车辆优先通过控制等系统组成。交通管理子系统建立在完善的信息网络基础之上,通过将传输设备和传感器建立在机动车上、换乘站上、道路上、气象中心以及停车场上向交通中心供交通信息。交通中心对各类信息进行处理后,向社会供道路公共交通信息、换乘信息、交通信息、停车场信息、交通气象信息以及与其他信息,司机与乘客可根据这些信息确定自己的路线和出行方式。 
  此外,为能相互协调,高整体系统的效率,交通管理子系统需货运管理系统、安装车辆控制系统等系统进行配合。由汽车行驶、防止碰撞、警报等系统组成的车辆控制系统包括警告、车辆间距控制、安全信息供、控制系统、视觉救援系统、前方障碍物警报系统、周围车辆警报系统、自适应巡航控制系统、路外和车道自动跟踪系统、车辆自动驾驶系统防止逸出车道、车辆和驾驶员安全监视警报系统等。 
  3.2.3辅助服务综合系统。我们将交通运输需求管理系统与高效率运输系统归于这个辅助综合系统。其次随着服务项目的增多,相对应的管理模块也应一一增加起来。由道路评估系统和高速公路通行预约系统组成的交通运输需求管理系统收集、供路面情况,进行道路施工、许可特殊车辆通行、以此高道路利用率,降低成本。高效率运输系统包括智能后勤服务系统、物流服务系统及车辆运输管理。通过车辆的运行管理,为保证道路的空闲和交通的畅通减少不满载和空载率。 
  4高速公路信息化运营管理体系建设的需求分析 
  4.1网络通信实时化。在技术上完成监控网、通信网和收费网三网合一的综合通信。在满足高速公路运营和管理的需上为用户供交通通信服务。通信系统具有的图像、语音和数据功能,能满足收费系统和监控系统的近期以至未来的带宽需。为形成全国统一的国道主干线信息网,通信系统需预留省际高速公路信息网的通道及接口。 
  4.2监控系统数字化、集中化。其以数字化技术为主,实行集中监控管理模式。该管理模式优化了管理结构、精简了监控人员,打下了全区高速公路收费、通信的规划、监控及技术标准等的基础。 
  4.3 管理系统综合化。建立基于地理信息系统的高速公路综合管理系统,实现高速公路是规划、建设、养护与维修、交通管理等的信息化、智能化,高高速公路的管理和服务水平。 
  5结语。本文通过运用计算机技术、互联网技术、通信技术等现代信息技术对高速公路的收费、路政、交通、养护、服务区、信息等方面进行综合管理分析,并指出通过系统工程的方式设计和构建信息化的运营管理系统是实现高速公路现代化发展的基础和核心,这不仅可以使高速公路运营管理工作的开展更具智能化、现代化、规范化特征,也能够为正确决策的形成供有效的信息支持。这样的研究结果有助于加强对高速公路管理系统性的认识,从而有助于升高速公路运营效率,以及有助于确定今后的发展方向。 
  参考文献 
  1潘成贵.高速公路运营管理信息化建设及方案探讨.经营与管理.Vol.19No.4,212 
  2薛龙.高速公路建设中信息化管理平台的建设及应用.山西建筑.212年3月第38卷第7 期