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基于AI 大数据的高速公路智能监管平台

 guoxiongxin 2022-12-11 发布于广西
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论文

作者:臧志伟,徐超,戴政(江苏京沪高速公路有限公司)

摘要:运营监管是高速公路运营管理工作良性运转的重要驱动力。本文以江苏京沪高速公路有限公司为例,说明了高速公路运营监管工作的现状和问题,分析了运营监管建设需求,详细介绍了智能监管平台的建设理念、平台架构、业务流程设计及平台功能设计,并对平台关键技术及创新点做了深入阐述。智能监管平台采用AI、大数据等技术构建全流程在线闭环的智能监管业务系统。

高速公路运营管理工作涉及面广、环节多,需要通过创新的监管设计,对运营管理工作进行有效监管,及时发现问题、反馈问题并解决问题,促进运营管理工作不断优化提升。2021年7月,江苏交通控股有限公司正式发布了《“十四五”发展规划》,对监管工作提出了明确要求,强调要加强重点领域、重要环节、重要人员的常态化监督,增强风险识别能力;探索构建监督管理信息系统,对制度、规则、清单、程序、内容和落实情况进行全过程监督。在新的业务发展趋势下,构建全流程在线闭环的智能监管平台势在必行。

现状

近年来,高速公路为顺应科技革命新趋势,逐步建设了各项业务系统,在信息化建设方面取得了较好成效,但针对这些业务系统的运营监管工作主要依托人工方式开展。江苏京沪高速公路有限公司(以下简称为京沪公司)制定了一系列监管考核管理办法,并以此为依据通过人工远程和人工现场两种方式进行监管。人工远程监管主要是登录相关信息化系统,查看是否按相关规范要求执行到位。通过查看收费站、服务区等被监管主体的视频实况或录像,监管其制度规范落实情况。人工现场监管是指检查人员现场检查各类标准规范和管理要求落实情况,包括各单位安全生产规章制度执行情况、设施设备完好情况、台账规范记录情况、员工食堂安全作业情况、车辆和消防水电安全情况等。

需求分析

当前,高速公路运营监管主要通过人工方式远程或现场发现问题、上报问题并推动问题处置,且主要采用纸质文档或电子文档方式推进监管处置流程。该处置方式流程衔接不畅,难以实现监管业务的快速闭环,易产生监管遗漏或监而不管现象,且难以实现监管数据的采集汇总,用以支撑各级领导掌控运营管理工作全局并进行快速决策。因此,需探索构建新型监管模式,支持监管管理人员和监管执行人员基于数字化平台进行问题监管和快速处置。
监管平台需支持监管全业务流程设计,支持所有监管环节基于一个系统进行闭环处置。同时需利用自动化、智能化手段提升监管业务效率,提升监管业务整体质效。最后需要设计数据分析及可视化展示相关模块,通过图表、报告、案例等方式,支持高速公路各级管理人员掌握监管业务运行情况,带动了解运营管理工作全局,并根据业务实际和当前情况快速进行有效决策。

设计理念

设计理念是智能监管平台设计的前提和归宿。为确保本平台既具备前瞻性、先进性,又具备落地实施可行性,采用如下设计理念。
(一)监管全程一体化
本平台将监管业务流程的一体化在线处置作为平台设计的根本遵循。支持监管业务的发现、上报、审核、申诉、仲裁、整改、验收、评价等全流程一体化线上处理、数据共享和流程协同。
(二)问题识别智能化
本平台将智能化纳入监管业务流程,提升监管业务的智慧含量。通过构建监管业务大数据模型并部署AI识别算法,打破“人找事”难题,实现算法驱动的“事找人”。
(三)业务处置移动化
本平台是流程驱动的信息化平台,因此需支持平台的移动端部署。通过移动化方式,支持平台各角色按流程随时随地处理业务,提高监管业务处置效率。
(四)决策分析可视化
监管数据是让监管业务“活起来”的重要资源。本平台通过对监管全局数据的可视化智能分析,为高速公路各级管理人员构建监管业务全景视图,并实现多维度、科学化的监管考核。

平台构成

智能监管平台针对京沪指挥调度系统、智能云值机平台、清排障标准化系统等11个独立运行的信息化业务系统进行监管,平台总体架构如图1所示。
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图1  平台总体架构图
智能监管平台总体架构可划分为数据采集层、数据汇聚层、能力支撑层、业务应用层和应用展示层,标准规范体系和运维管理体系贯穿其中。
(一)数据采集层
平台支持三种数据采集方式。一是可通过系统对接方式,获取监管所需数据,自动发现并上报监管问题。平台支持与协同指挥调度平台、智能值机云平台、清排障标准化系统、机电运维三大系统、稽核管理云平台等对接;二是与视频监控系统对接,通过AI算法识别并上报监管问题;三是支持监管人员登录相关信息化系统主动寻找发现监管问题。通过该方式进行监管的信息化系统包括收费系统运维监测平台、安全管理标准化系统、绿优车辆预约系统、标准化收费站管理系统、江苏省高速公路联网收费统计分析系统等。
(二)数据汇聚层
对数据采集层上传的收费、服务区、安全、调度、机电等各类监管数据,构建各类数据资源库,实现监管数据的接入存储、关联融合、统一管理等功能。
(三)能力支撑层
部署本平台所需的通用能力组件,对监管数据进行解析处理,为上层业务系统提供能力支撑。监管业务模型根据高速公路公司监管考核管理要求进行设计,支持系统实现自动化业务监管。工作流引擎为业务系统工作流设计提供基本组件。AI解析引擎为视频解析及问题智能化发现提供算法支撑。
(四)业务应用层
根据监管业务场景及需求设计平台功能模块,平台将围绕监管业务涉及的所有环节、所有角色打造一套标准流程,通过“一屏一端”打通监管工作流,实现监管事件的快速分发和高效处置,具体包括单点登录、监管处置、监管信息推送、监管报告、监管工作台、智能监管、统计分析、系统管理等模块。
(五)应用展示层
本平台用户包括高速公路运营管理领导层、监管室、管理处/和泰(江苏和泰高速公路经营管理有限公司,负责服务区经营管理等)经管人员、基层单位等。平台支持各用户基于PC端或移动端使用各功能模块,开展运营监管工作。

业务流程设计

本平台监管业务流程整体设计如图2所示。
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图2  平台监管业务流程整体设计图
监管业务流程涉及到监管员、监管班长、监管管理人员、管理处/和泰经管人员、仲裁员、流程管理员、各基层人员等角色,核心业务流程包括监管事件发现及上报、监管问题审核及任务下发、监管问题申诉/整改/任务转发、监管问题验收归档评价等环节。
(一)监管问题发现及上报
负责监管问题发现及上报的核心角色是监管员。平台支持三种监管问题发现方式:AI算法、数据自动比对及人工。人工方式包括人工系统巡查和现场检查。基于算法或模型发现的监管问题需经监管员审核后,方可录入监管系统。监管员在录入监管问题时,需备注好问题背后的规章制度或相关文件要求。
(二)监管问题审核及任务下发
本环节的负责人员是监管班长和监管管理人员。其中,监管班长负责监管问题的初审,审核通过后将监管问题推送给监管管理人员进行复审。复审通过后,将监管任务下发给管理处/和泰经管人员。
(三)监管问题申诉/整改/任务转发
本环节的负责人员是管理处/和泰经管人员。相关人员可对认为有异议的问题进行申诉,或可通过平台的即时通信工具进行沟通交流。对没有异议的问题,如属管理处/和泰经管人员负责处置的,则由其进行整改及问题验收。如属基层单位进行处置,则可将相关任务转发给基层单位人员。
(四)监管问题验收/归档/评价
管理处/和泰经管人员或基层单位人员完成了问题整改后,将整改结果上传给流程上游环节进行验收。如问题整改系基层单位人员完成,则需由管理处/和泰经管人员进行初次验收,由监管班长进行二次验收。问题验收通过后,则进行问题归档。如验收不通过,则将问题打回重新整改。问题验收归档后,相关人员可对问题进行打分和文字评价。

核心功能设计

(一)智能监管
平台可与协同指挥调度平台、智能值机云平台等被监管系统对接,自动采集其业务数据。平台根据运营监管考核管理要求构建监管业务模型,对采集的业务数据与模型进行自动比对并及时发现监管问题,包括超重车辆及出口黑名单车辆是否上路,云值机特情场景核查、逃费车辆核查等。
平台可与视频监控系统对接,获取收费站、服务区、养护施工等监控视频数据,部署AI算法对视频进行实时解析,智能识别并上报其中的监管问题。收费站场景可识别的监管问题包括未佩戴口罩、岗亭人员睡岗、岗亭多人聚集、着装不规范等。服务区场景可识别的监管问题包括未佩戴口罩、未戴厨师帽、车辆未按正确区域停车、危化品车辆超时停车等。养护施工场景可识别的监管问题包括未佩戴安全帽、未穿反光背心、未开启危险报警闪光灯、锥筒摆放不规范等。
(二)监管处置
平台基于工作流引擎实现监管处置各环节的自动流转。平台监管处置模块主要包含问题录入、问题审核、任务下发、申诉、申诉审核、任务接收、问题整改、任务验收、问题仲裁及综合管理等功能。监管处置涉及的用户角色包括监管人员、管理处/和泰人员、基层单位人员等,平台根据人员角色提供所需的对应工作模块,针对具体监管问题可查看详细信息及处置进展。
(三)监管管理
平台支持创建监管人员/被监管单位的绩效评价模型,支撑建立监管业务监管考核评价体系。监管人员考核评价模型主要包含监管工作量、监管覆盖面、监管时长等维度,平台通过确定各维度权重自动对监管人员进行综合考核打分。被监管单位考核评价模型主要依托各项监管管理制度,从安全、收费、调度清障、经营及机电等多方面进行构建,每月自动生成各管理处/和泰经管、各基层单位的考核排名报表。
(四)监管数据
为提升工作效率,掌控运营管理工作全局,基于监管业务平台采集汇聚各类监管数据,并对数据按照监管问题类型、单位类型、时间周期等维度进行分类梳理。同时,自动生成各类管理图表、监管报告、典型案例等材料。帮助管理人员快速直观了解监管业务动态,通过监管业务了解运营管理整体工作全局,并进行快速决策。平台可通过监管大数据分析研判,确定运营管理中的重点问题和频发问题,构建培训管理模型,自动生成培训建议报告,支持高速公路运营管理单位有的放矢地开展业务培训及确定监管重点内容。
(五)监管知识库
设立监管规章制度库模块,建立各项业务的考核标准数据库,实时更新、业务学习宣贯、授业小组见解和经验分享。对执行标准、考核扣分分值预留自定义修改编辑模块,以应对政策文件修订、监管范围标准的更新情况。对监管人员,对申诉审核中引用频次较高的规章制度做重点展示,实现对监管人员的二次业务学习与警醒,同时也对公司运营起到提升作用。对二级单位负责部门及基层单位人员,可查看各项业务的考核标准数据库,对监管人员问题录入时引用频次较高的规章制度做重点展示,实现对基层工作人员的二次业务学习与警醒。
(六)信息沟通
平台基于通讯录设置即时通信模块,方便监管人员与各级业务部门之间进行高效沟通,实现监管消息及时、准确传达,提高监管处置效率。

关键技术及创新点

(一)基于大数据比对的自动化监管技术
基于大数据建模及数据自动比对技术,自动采集被监管信息化系统业务数据,基于监管条例办法建立自动比对模型,并根据监管模型进行监管问题识别,从而实现运营监管自动化,提升监管工作质效。
(二)基于AI视频解析的智能化监管技术
部署各类AI算法对高速公路各类监控视频进行实时解析,识别并上报视频画面中的监管问题,实现收费站、服务区、养护施工等不同业务场景的智能化监管,打破“人找事”难题,实现算法驱动的“事找人”。
(三)端到端全流程闭环的监管业务流设计
基于对监管业务的深刻理解和丰富实践,本平台功能模块覆盖监管业务的发现、上报、审核、申诉、仲裁、整改、验收、评价等全部环节,实现监管业务的一体化在线处置和端到端全流程闭环。
(四)深度适配监管业务场景的模型设计
平台结合监管管理要求和业务场景,设计自动化监管业务模型、监管人员考核模型、被监管单位考核模型、培训管理模型等,将监管要求和监管经验模型化、知识化,实现监管能力的传承。

展望

智能监管平台采用线上集约化管控方式,较现有人工监管方式来说,大幅提升了监管人员的工作效能,随着未来业务监管内容的丰富和业务系统信息化程度的提升,监管平台可从两方面思路进行升级完善。
(一)监管实效性
目前仍处于事后监管阶段,在监管问题发生后相关部门进行整改,未来可加强与业务系统的联动功能,根据监管数据分析研判结果及时在业务系统中进行预警提醒,将监管实效性提前至事前,防患于未然。 
(二)监管方式
目前监管问题的发现上报主要依赖人工方式,利用AI及大数据技术分析的场景还有待完善,未来依托视频解析和数据处理技术的提高,最终实现业务数据全自动监管。

结束语

基于AI+大数据的智能监管平台,可根据高速公路运营监管的业务场景和管理要求,设计端到端的监管业务流程,支持所有监管相关人员在一个平台上实现监管业务的全流程在线闭环处置。平台采用AI和大数据技术,在监管问题智能识别和业务数据自动对比分析上精准发力,分别对高速公路各类监控视频和各系统监管业务数据进行解析,实现对“睡岗”、温馨服务、未佩戴口罩等数据特征的自动巡检、精准研判和主动告警,同时,从全视角针对监管数据进行研判分析,直观、快速定位业务薄弱环节,助力高速公路运营管理更加精准、智慧、高效。

(原文刊载于2022年第10期《中国交通信息化》)


责任编辑 | 孙婧

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