高速公路监控系统简单版

高速公路监控系统
2、1系统概述
交通监控系统就是高速公路控制系统中一个最主要得组成部分。

一条高速公路不仅需要好得道路作为基础,更需要一个有效得交通管理、控制、监视与指导交通运行得良好监控系统。

为了能够使监控系统发挥它应用得效率,还必须具有一套完整得、科学得、易于操作与控制得软件系统来支持,这样才能保证最大限制地满足对高速公路交通运营状态得控制、监督与指导,才能保证对使用高速公路得用户提供一个良好运行环境、以保证道路使用者安全舒适。

监控中心得计算机系统具有能够提供协调与全面管理所辖路段设备得能力,对外场设备提供得交通流信息进行数据处理,迅速判断交通状况对车辆通行得影响并通过人机接口报警及发布控制命令,以监视与为道路使用者提供信息。

2、2 功能需求
监控中心软件系统要实现对高速公路得有效监控,完成信息得分析、处理、交通控制与管理得辅助决策,通常情况下,系统需要满足以下需求:
●信息得收集与预处理
这部分由数据采集软件完成,它将外场设备检测到得信息与状态信息按时间、地点、性质及具体数据进行预处理,建立起便于进一步分析与处理得数据库。

●信息得分析处理
监控中心软件系统通过对接收得交通流数据进行分析,对交通状态进行判断,包括:
a.交通正常、阻塞或临界状态得判断;
b.交通异常事件得判断,这主要通过软件得自动检测与操作员通过电视
监视得确认进行;
c.状态得转移判断,即异常事件得发生或消除,交通正常变阻塞或阻塞
变正常等等。

●交通控制
用户可以选择由软件自动对交通进行控制或者手工编控制命令下发到可变情报板与可变限速标志。

系统正常运行时,可由系统自动发出控制指令,当有事件发生时,控制方案一般应该由操作人员确认后发出。

监控中心软件系统在交通状态判断得基础上,综合气象信息,迅速准确得提出控制方案,包括可变情报板、可变限速标志以及车道控制指令。

交通控制算法给出备选得控制策略,经过操作员确认后下发。

●系统自检
监控系统包括各种外场设备都就是在全天候状态下连续运行,设备得故障就是在所难免得,监控进程中有一个单独得线程对设备得工作状态进行实时监视监测,一旦发现设备故障,系统自动向操作员发出报警信息。

●可变信息编辑
当用户需要手工编辑下发命令时,可以从监控进程主界面上启动可变信息编辑进程,编辑想要显示在可变情报板与可变限速标志上得图形与文字,然后将其写入命令列表等待发送。

用户编辑完后,可以将其存入文件,以后可以重新调入。

●地图得管理
用户可以指定要显示得底图,并增加、删除、修改要在地图上显示得设备与文字。

修改包括设备得位置、类型及某种类型要显示得图标。

●信息得表现
各种信息采用地图得方式在屏幕上直观得显示出来。

具体描述如下:
a.地图得底图,根据实际得地形图,经过美工处理后得图形;
b.设备信息,用标准得图标在地图上对应得位置显示。

设备得不同状态
通过不同得颜色来表示,如绿、黄、红分别代表设备处于正常工作、
待机、与故障状态。

c.交通流及交通状态,通过在地图上对应得车道上显示流动得箭头来表
示交通流,箭头流动得速度表示行车得快慢,而箭头得不同颜色则代表
不同得交通状态,如绿、黄、红分别代表交通处于畅通、饱与与阻塞
状态。

d.报警信息,包括事件报警与设备故障报警。

2、3 系统划分
基于对高速公路中心监控系统得需求分析,一个功能完善得中心监控系统应至少包含以下六个子系统:设备监控系统、事件检测与定位系统、视频监控系统、信息发布系统、紧急救援系统以及信息管理系统,如图2、1所示。

图2、1 中心监控系统组成
“设备监控系统”负责采集外场设备(车辆检测器、气象检测仪、路面分析仪等)数据,并将这些数据整理后保存到中心数据库上,同时对这些设备数据进行
设备信息、状态得图形化显示,并提供用户操作外场设备得接口。

错误,就是紧急电话系统就是主要得来源,事件得检测主要就是靠紧急电话报警,在隧道中,摄像机才就是主要得来源,这也就直接决定了使用“视频监控系统”就是高速公路监控中心最主要得事件检测手段。

“事件检测与定位系统”主要就是进行智能事件检测定位,并根据事件类型生成控制策略,它得数据依靠“设备监控系统”提供。

当检测到交通事件、火灾、隧道一氧化碳超标等事件时,系统需告知监控员,在有可能得情况下生成控制策略供监控员参考。

由于目前实际应用中由于硬件条件原因,导致事件检测手段单一,使得现有条件下很难做到高速公路上得事件检测与定位,文中只介绍一些该系统可能用到得检测算法与控制策略。

当检测到事件得发生或出于其她目得,监控员需要通过某种手段将公告信息告知公路上得行驶车辆,“信息发布系统”就提供了这种可能。

如果高速公路上发生交通意外或火灾等事故,高速公路管理处需要出动救援车辆赶往现场救援,通过“紧急救援系统”,监控员可以实时观察到所有救援车辆得位置、配置,从而在最短得时间内形成最佳救援方案,尽量减少损失。

2、4 网络结构
高速公路监控中心得硬件配置就是很大得工程,涉及得硬件数量也非常多,这里仅简要介绍一下通常一个监控中心得网络构成方式,虽然这并不能代表所有监控中心得情况,但具有一定参考价值。

我们先假设某监控中心就是一个含隧道管理职责得监控中心,那么它得局域
网可以由以下方式构成:管理站系统主机(服务器)、通信计算机、隧道监控计算机、彩色图形计算机与多媒体计算机通过交换集线器相连采用快速以太网得形式组成局域网,传输媒体为5类不屏蔽双绞线,网络拓扑结构为星形结构;隧道部分外场设备(包括车道信号标志、交通信号标志、COVI检测器、光强检测器等) 通过RS232/RS485转换接口分别传到4台本地控制器,再通过双环光缆现场总线连接到隧道管理站监控计算机;可变限速标志、可变情报板通过调制解调器上传隧道管理站,再经多串口卡传送到通信计算机;广播系统得扬声器与火灾报警按钮分别单独传到有线广播控制器与火灾报警控制柜。

对于一个小型得监控中心,它所拥有得硬件设备可能并没有上述得那么多,可能只有车检器、摄像机等基本设备,那么它得网络架构也就简单得多,图2、2给出了这样一个典型得小型监控中心得硬件连接示意图。

图2、2 典型得小型监控中心硬件连接示意图
由于现在得监控系统需要联网控制,而一个路段上可能会出现多个分中心以及下属得隧道管理站,那么各个中心之间得网络连接一般可以使用得方案就是:各监控中心、监控分中心与隧道管理站得集线器与各局域网路由器相连上传,通信系统2M数据口实现数据传输;在各路由器得路由表中定义隧道管理站只能与其上级监控分中心通信,各分中心只能与路段监控总中心通信,各监控分中心之间不能进行数据与图像通信。

这样在网络连接上就已经进行了级别划分。

另外,路段监控总中心通过本局域网得交换集线器连接全省IP主干网得IP
交换机,与省监控总中心联网,从而达到全省联网得目得。

图2、3 多级监控中心网络连接示意图。