【正文】 ............................................ 1 2 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)需求分析 ................................................................................... 2 監(jiān)控系統(tǒng)的具體任務(wù) ...................................................................................... 2 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)功能劃分 .......................................................................... 3 3 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) ........................................................................................... 9 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................... 9 路段通信模塊 ................................................................................................. 10 視頻監(jiān)控模塊 ................................................................................................. 11 隧道監(jiān)控模塊 ................................................................................................. 15 圖形處理模塊 ................................................................................................. 16 緊急電話計(jì)算機(jī) ............................................................................................. 18 監(jiān)控系統(tǒng)軟件 ................................................................................................. 20 4 主要設(shè)備選擇 .......................................................................................................... 22 監(jiān)控中心的主要設(shè)備 .................................................................................... 22 路段中心主要設(shè)備 ........................................................................................ 23 閉路電視主要監(jiān)視設(shè)備 ................................................................................ 26 外場監(jiān)控主要設(shè)備 ........................................................................................ 27 5 系統(tǒng)的管理與維護(hù) ................................................................................................. 28 系統(tǒng)的管理 .................................................................................................... 28 系統(tǒng)的維護(hù) .................................................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 30 謝 辭 .......................................................................................................................... 31 1 1 緒論 選題的意義 高速公路與一般公路相比，具有線型好、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、交通流量大、行車速度快等特點(diǎn)，因此需要采用先進(jìn)的管理措施。該課題的選擇可以增加對我國高速公路監(jiān)控事業(yè)的了解，同時(shí)也能宣傳高速公路監(jiān)控的重要性。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)將先進(jìn)的信息技術(shù)、數(shù)據(jù)通訊傳輸技術(shù)、電子控制技術(shù)以及計(jì)算機(jī)處理技術(shù)等綜合運(yùn)用于地面運(yùn)輸管理體系，而建立起的一種在大范圍內(nèi)、全方位發(fā)揮作用的，實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、高效的公路運(yùn)輸綜合管理系統(tǒng)閉。 2 2 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)需求分析 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是大型監(jiān)控系統(tǒng)，它使管理部門能全面掌握和了解路段、隧道的交通、環(huán)境和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，提高路段和隧道營運(yùn)的科學(xué)管理水平 。及時(shí)發(fā)現(xiàn)火 災(zāi)、交通事故，迅速調(diào)度，增強(qiáng)管理部門對交通異常事件的處理能力，把事故造成的損失減至最低 。交通控制方案自動選擇功能 。系統(tǒng)設(shè)備檢測功能 。采集路段上和隧道內(nèi)的設(shè)備的各種數(shù)據(jù) (交通量、速度、占有率、車間距、 CO 八工檢測值、光強(qiáng)檢測值、火災(zāi)報(bào)警、事故等 )。對數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理生成歷史數(shù)據(jù)，供用戶進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、查詢等。根據(jù)需要將指定的監(jiān)視器畫面切換 到大屏幕投影儀，進(jìn)行觀察和跟蹤，一旦發(fā)生報(bào)警還可以對報(bào)警點(diǎn)進(jìn)行錄象。檢測到有報(bào)警時(shí)，打開報(bào)警器報(bào)警，還可根據(jù)情況進(jìn)行全路廣播。對公路全程視頻監(jiān)控，可以切換特定的攝像機(jī)和監(jiān)視器。 服務(wù)器主要負(fù)責(zé) : 處理并響應(yīng)客戶機(jī)的數(shù)據(jù)請求 。 設(shè)計(jì)并存放各種操作提示 。 (2)路段通信模塊 主要管理路段各種數(shù)據(jù)通信，采集數(shù) 據(jù)信息，進(jìn)行類型識別，將數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分類處理、格式轉(zhuǎn)化后存入數(shù)據(jù)庫服務(wù)器 。 路段外場監(jiān)控模塊主要完成下列功能 : ① 路段外場設(shè)備狀態(tài)信息的動態(tài)顯示 (故障報(bào)警閃爍圖標(biāo) ) ② 路段交通控制 :路段監(jiān)控 系統(tǒng)周期采集并顯示交通狀態(tài)?？梢杂上到y(tǒng)定時(shí)自動對鐘或由用戶不定時(shí)手動對鐘。交通事故、交通阻塞。將環(huán) 境信息以小時(shí)為單位統(tǒng)計(jì)并存入數(shù)據(jù)庫中 。 ④ 數(shù)據(jù)查詢 :用戶可根據(jù)需求進(jìn)行條件查詢，可按日期、時(shí)間查詢 。 ⑥ 數(shù)據(jù)維護(hù) :每日定時(shí)將重要的數(shù)據(jù)備份到光盤或其它存儲設(shè)備上。 ① 大屏幕顯示屏 用于顯示高速公路的統(tǒng)計(jì)信息和動態(tài)圖形信息 (如實(shí)時(shí)交通狀態(tài)、實(shí)時(shí)設(shè)備狀態(tài)、環(huán)境信息、火災(zāi)信息等 )，以及監(jiān)控外場、隧道攝像機(jī)圖像和以及費(fèi)站上傳圖像?；ネ⒔?。 動態(tài)信息 CCTV 攝像機(jī)或錄像機(jī)錄制的動態(tài)畫面 。 ② 地圖板 地圖板顯示分成固定顯示和動態(tài)顯示兩部分 : 固定顯示 :收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)等圖示 /互通式立交 (以立交形式標(biāo)出 )與本路相聯(lián) 6 的公路的走向及名稱 /重要河流及大橋 /沿線重要城市 /外場設(shè)備圖例等圖形、文字顯示，版面比例顯示，隧道地圖板主畫面為模擬隧道、監(jiān)控站、變電所外形和全隧道 設(shè)備布置。 ③ 圖形的編制與存儲 :包括高速公路總體線路圖，路段的路線圖，立交區(qū)域路線圖，隧道平面圖，各類外場及隧道設(shè)備的圖標(biāo)數(shù)據(jù)庫、收費(fèi)站、隧道監(jiān)控站、服務(wù)區(qū)、養(yǎng)護(hù)工區(qū)等 ④ 圖形的顯示 :能局部放大某一區(qū)域的詳細(xì)信息，動、靜態(tài)顯示該區(qū)域的交通狀況、監(jiān)控狀況、設(shè)備狀況。在計(jì)算機(jī)上提供圖形控制方式對相應(yīng)攝像機(jī)進(jìn)行操作。根據(jù)報(bào)警信息啟動錄像設(shè)備對報(bào)警圖像進(jìn)行錄像，捕獲報(bào)警圖像，值班員發(fā)現(xiàn)異常情況時(shí)，可將當(dāng)時(shí)的圖像捕捉并保存下來。 7 具體功能如下 : ① 控制界面的設(shè)計(jì)與生成 ② 監(jiān)控參數(shù)設(shè)定 :交通、通風(fēng)、照明等參數(shù)設(shè)定。 4)火災(zāi)事故信息 :火災(zāi)報(bào)警信息 。交通異常報(bào)警后，系統(tǒng)自動 (通過視頻計(jì)算機(jī) )提供離事發(fā)點(diǎn)最近的攝像機(jī)編號，自動報(bào)警并切換到大屏幕。 ⑦ 火災(zāi)事故處理 :隧道監(jiān)控系統(tǒng)周期采集并顯示火災(zāi)檢測數(shù)據(jù)和曲線，火災(zāi)報(bào)警時(shí)，可在控制臺和地圖板上實(shí)時(shí)顯示并進(jìn)行聲光報(bào)警，自動通過視頻計(jì)算機(jī)提供離事發(fā)點(diǎn)最近的攝像機(jī)編號，并將視頻圖象切換到大屏幕。得到照明報(bào)警并確認(rèn)后，操作員通過確認(rèn)處理預(yù)案或手動進(jìn)行照明控制，并將操作日志歸檔備查。 9 3 高速公路監(jiān)控系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)分為兩級 :監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)局域網(wǎng)、 路段 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。監(jiān)控中心局域網(wǎng)除了掛接上述的服務(wù)器和 客戶機(jī)外，還外接打印機(jī)、光盤刻錄機(jī)、掃描儀等外圍設(shè)備。 隧道一個(gè)隧道現(xiàn)場控制室，現(xiàn)場控制室位于 隧道出口外兩線間。圖像處理終端設(shè)在監(jiān)控中心內(nèi)，通過視頻監(jiān)控工作站進(jìn)入監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 路段通信模塊 通信模塊在整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。在高速公路主線上以及入口匝道和出口匝道等處設(shè)置車輛檢測裝置，用來收集監(jiān)控所需的數(shù)據(jù)，作為監(jiān)控中心分析判斷、做出控制方案的主要依據(jù)。因大霧使能見度降低而造成的交通事故屢有發(fā)生，因此高速公路上常設(shè)有儀器測定能見度。在車流量比較大，車輛密度比較高的區(qū)域，重點(diǎn)監(jiān)控地點(diǎn)和事故易發(fā)區(qū)等地區(qū)安裝 CCTV 攝像機(jī)，通過視覺的方式掌握有關(guān)區(qū)段的交通情況。 (2)信息發(fā)布 系統(tǒng)是高速公路上設(shè)置的用來向道路使用者提供路交通信息和誘導(dǎo)控制指令的設(shè)備，以及向管理、救助部門和社會提供求助指令或道路交通信息的設(shè)施，其主要設(shè)備包括可變情報(bào)和可變限速標(biāo)志等。向道路的使用者提供動態(tài)顯示當(dāng)前指定的或建議的最高車速，調(diào)節(jié)路段 的車流密度和平均速度等信息。本課題采取了多串?dāng)U展卡加多線程技術(shù)的策略。 攝像系統(tǒng)將現(xiàn)場的視頻信號采集拾取到監(jiān)視系統(tǒng)中，由傳輸系統(tǒng)完成視頻信號的傳遞，視頻信號在監(jiān)控室連接到監(jiān)視器、 錄像機(jī) 等輸出設(shè)備，系統(tǒng)用戶通過控制鍵盤、解碼器等控制子系統(tǒng)的設(shè)備完成變焦、旋轉(zhuǎn)等功能。隧道視頻傳輸光纜采用愷裝單模光纜，具有防鼠、防潮、阻燃等特性。其余洞外攝像機(jī)由 18 芯干線光纜分歧到其視頻設(shè)備箱，與 2 芯以太網(wǎng)光纜一起上光配線架，給一根 40 芯光纜連接到中控室。 13 圖 2 視頻模塊總體結(jié)構(gòu)圖 路段 有一個(gè)收費(fèi)站，含若干個(gè)收費(fèi)亭，每個(gè)收費(fèi)亭安裝一臺收費(fèi)站主機(jī)，各個(gè)收費(fèi)站主機(jī)也通過交換機(jī)相連，組成一個(gè)以太網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò) 環(huán)境為支持 TCP/IP 協(xié)議的以太網(wǎng)。視頻矩陣系統(tǒng)采用聯(lián)級工作方式。 如圖 3 所示，視頻矩陣連接了若干個(gè)視頻分配器作為視頻輸入端，同時(shí)有五路視頻輸出，兩路輸出到兩個(gè)主監(jiān)視器，一路接入硬盤錄像機(jī)，一路接入到視頻監(jiān)控主機(jī)，另一路接到墻上的投影儀。 收費(fèi)站攝像機(jī)的控制 :從圖 3 可知，收費(fèi)站的視頻矩陣沒有與監(jiān)控中心的視頻監(jiān)控主機(jī)直接相連，所以與路段和隧道攝像機(jī)的控制方式不同。它實(shí)時(shí)采集隧道段內(nèi)的各種數(shù)據(jù) (交通量、速度、占有率、車頭距、氣象、 CO 乃月檢測值、光強(qiáng)檢測值、火災(zāi)報(bào)警、事故等 )，對它們進(jìn)行實(shí)時(shí)運(yùn)算、分析與處理 。統(tǒng)計(jì)、查詢功能 。其系統(tǒng)