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试论高速公路智能化管理方案

2009/02/25 | 作者:liusi62193314 | 浏览量:1214 | 评论:0
 

目前传统的高速公路监控系统已不能满足日益复杂的高速公路管理的要求,很多公司针对市场变化进行专业的技术整合,开发出了适应高速公路通信和监控环境下的整套智能化全方位的解决方案。本文就高速公路专业平台监控体系的组成进行详细分解,希望读者喜欢。

文/ 焦伟

近年来我国高速公路通车里程不断刷新,随着高速公路通车里程的迅速增加,如何控制交通事故的蔓延和提高高速公路作为经济大动脉的效率,以及提高高速公路管理部门的服务质量和管理水平,都已经摆在高速公路运营部门以及路政部门的议事日程上来。

传统的高速公路机电系统(俗称三大系统)中的监控系统,从目前全国已建成高速公路监控系统范围来看,大多只对高速公路一些关键点位进行路况监控(如互通立交附近、服务区周边、收费站附近等),而且监控范围十分有限,尤其是设立在高速公路沿线的快球等监控设备在夜间基本上处于“瘫痪”状态,由于受夜间光照等条件的限制根本无法看清道路占用情况和车辆全貌,即使是采用远距离红外光源的高清摄像机其监控的范围也十分有限。据一项来自相关方面的统计:夜间交通事故的发生率远远高于白天,而其中由超速造成的事故位居第一。另外对于一些撞损沿线设备及设施逃逸的车辆基本上无法进行判断和定位,也给高速公路运营部门以及路政部门造成了很大经济损失。另外在对已有的监控系统实施智能化改造,使其不只是人为参与的监控活动,将智能分析引入系统从而达到全天候对路面情况进行分析,发现异常及时提示监控人员注意,同时可将特殊事件自动进行记录方便日后复查。

目前传统的高速公路监控系统已不能满足日益复杂的高速公路管理的要求,这就需要引入新的科技手段对其进行不断完善,以达到高效管理的目的,从而提升高速公路整体的品味和应急处理能力。

根据高速公路对智能化系统需求的不断升温,很多公司针对市场变化进行专业的技术整合,开发出了适应高速公路通信和监控环境下的一整套智能化全方位的解决方案,为高速公路的智能化改造提供了强有力的软硬件保障。同时根据各系统的特点和用途将他们融合成为一个智能化管理的综合应用平台系统,通过这个平台对各智能前端设备捕获到的信息进行汇总、管理以及发布从而达到对已有监控系统不足的有益补充,形成真正的管、控、防立体监控体系。

高速公路专业平台监控体系的组成详细分解如下。

一、雷达测速联动大屏显示智能卡口子系统

雷达测速联动大屏显示智能卡口系统主要由前端采集模块、数据传输模块、信息发送模块和中心管理等模块组成。

系统主要功能为:通过对高速公路通行车辆速度的智能分析判断,将车辆进行抓拍同时将捕获到的超速车辆信息实时发布到附近的可变情报板上(见图1),对违章司机起到警示作用,减少高速超速带来的危害。

图1  可变情报板发布超速车辆信息图

该系统的设计完全按照高速公路管理部门的流程习惯,使操作人员易于掌握,并且在工作中遇到新的流程,可随时根据需要调整软件模块。

方便操作即插即用型传输方式。不需任何调试,支持包括拨号、ADSL、DDN、ISDN、光纤等多种数据传输方式,不受传输线路限制,具有局域网内文件传输和FTP等上传方式,传输速度稳定,安全保护性能好,提供用户自定义参数设置;

强大的软件支持。后台管理软件采用C++Builder 和Oracle9i的开发模式,B/S的双重数据架构,提供开放的数据接口和联网功能,具有强大的多用户网络处理、统计分析、联机查询和决策分析等功能。界面友好,易于操作人员掌握,并且可根据高速公路相关管理部门的工作流程对软件进行重新设置,有效地减少了操作人员的工作量。

图2   道路监控图

二、 道路检测智能分析子系统

传统监控中心的功能只能通过监视器实时、直观地再现很少部分道路和收费站广场的实况,监控人员通过对监视器图像的人工监视,发现异常情况人工报警,提出事件处理和实施救援的建议措施,完全属于事后决策。这种监控方式对突发性较强的交通异常事件无法预测,很容易造成二次事故,如大规模的追尾等。

为了提高高速公路的服务水平,尽可能地避免更大的生命财产损失,及时准确地检测出交通异常事件,提高系统的响应速度,为突发事件处理和紧急救援赢得宝贵的时间,引入了交通事件自动检测系统(图2),检测道路交通流量、事故、异常行车状况、洒落物等。在交通事件智能监测器上内置基于视频分析的事件处理算法,通过道路沿线的摄像机图像进行分析,根据图像处理算法产生事件告警。该算法软件对图像对比度和色彩饱和度的要求不高,可以适用于白天、夜晚、雨、雪、雾等天气,能对高速公路上发生的各种交通事件进行检测,并且伴有声光告警信号提示监控值班员。

1、监控系统设备

监控系统基本上可划分为前端摄像机、传输链路、监控室控制/显示设备三大部分。

(1)、监控摄像子系统道路沿线配置摄像机,监测范围为高速公路的车辆通行情况和路面状况

(2)、传输子系统:传输系统将摄像机采集的模拟图像无压缩的回传到监控中心。

(3)、监控中心子系统:在监控中心配置显示和控制设备,可以方便的控制前端摄像机,并在显示设备上切换显示需要调用的图像。

2、系统主要功能

(1)、物体移动监测:监测用户定义区域内的移动目标。可显示场景中移动物体的移动轨迹,对于移动速度异常的目标产生报警

(2)、物体滞留监测:跟踪滞留在固定位置超过用户设定时间的车辆或其他目标。用于监测被遗弃的物体、违规停车等。

(3)、突然出现监测:监测突然闯入用户定义区域的任何目标。适用于高速公路重点位置的监测。

(4)移动路径监测:监测从一个区域进入另一个区域的移动物体。用于监测车辆违章转向、掉头或其他违规越境行为。

(5)定向移动监测:监测行进方向错误的车辆或朝禁区边界移动的入侵者。

(6)移动速度监测:监测场景中物体的移动速度。用于监测车辆超速等。

(7)物体徘徊监测:监测场景中物体徘徊逗留的时间。用于监测敏感场所的可疑行迹。

(8)车辆统计:实时监测和统计视频图像中的车辆,应用于道路车流、停车场等场所的车辆统计。

(9)PTZ跟踪:在视野内出现目标后,可控制PTZ跟踪目标运动。

图3   道路监控与交通事件检测系统图

三、ETC联动抓拍管理子系统

ETC(Electronic Toll Collection) 中文称“全自动电子收费”又称为不停车收费。ETC系统采用专用短程无线通信(Dedicated Short-Range Communication)(简称DSRC)技术来完成整个收费过程,保证车辆在整个收费过程中保持行驶状态而不用停车。为此它需要在收费点安装路边设备,术语称为“路侧控制单元”(RSU,Rroad—Side Unit);在行驶车辆上安装车载设备,术语称“车载单元”(OBU,On board Unit也称为车载电子标签);采用DSRC技术完成RSU与OBU之间的通信。

通常ETC系统是不含视频抓拍的,高清抓拍单元可以对通过ETC车道的车辆进行联动抓拍,可有效弥补ETC系统无图像记录的缺点,通过与ETC设备的有效融合形成相关通过车辆的关联图像记录,可以通过调用注册车辆信息,对照车辆相关信息,方便日后稽查,也可有效预防电子标签被盗用进行核对留底备查,同时该系统所捕获的照片还可以看清司机的人脸,更加增强了信息的说服力。

四、全程全天候车辆监控子系统(图4)

通常高速公路路段监控设备采用的大多是普通的快速球,只有在有自然光的条件下才能看到清晰影像,使其在漆黑的夜里或是在一些特殊的光线不足的路段就完全失去作用。但这样并不代表摄像机的成像元件CCD像人眼一样就只能感应自然的可见光,其实CCD可以同样感受红外波长的光线的。激光夜视系统让夜间监控展现了如同白昼般的效果,远距离激光夜视系统可用于夜间监控距离500米、1000米、1500米、2000米、5000米的路段时高速路的夜间不再“黑暗”,系统在夜视效果、经济性、寿命、距离、隐蔽性等多方面都优于现在普通的夜视技术,必定会掀起一场激光夜视的革命!

图4  全天候车辆监控图

五、沿线设施、电缆防盗管控子系统

近年来,高速公路上用于提示路况交通信息的电子大屏幕的供电电缆成为盗窃分子的“发财之物”,大屏幕的供电电缆经常被盗,有的路段上的电缆反复被盗。这不仅给高速公路公司带来了很大的财产损失,而且带来了严重的交通隐患。

通过专门为供电电缆防盗报警设计了一个“电流型报警器”(图5),可以及时发现电缆被盗警情并报警,“电流型报警器”的输出开关就闭合,警铃发出报警声响,减少因电缆被盗对用户造成的巨大损失。“电流型报警器” 


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