【正文】 ........ 29 高速公路智能化路產(chǎn)管理系統(tǒng) ............................................................ 29 結(jié)論 ............................................................................................................................... 30 致謝 ............................................................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ....................................................................................................................... 32 西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 1 第一章 引言 高速公路是指“能適應(yīng)年平均晝夜小客車(chē)交通量為 25000 輛以上、專(zhuān)供汽車(chē)分道高速行駛、并全部控制出入的公路”。第一，高速公路適應(yīng)工業(yè)化和城市化的發(fā)展。 20 世紀(jì) 30 年代西方一些國(guó)家開(kāi)始修建，60 年代以來(lái)世界各國(guó)高速公路發(fā)展迅速。 高速公路機(jī)電系統(tǒng)是發(fā)揮道路設(shè)施交通功能的主要輔助管理系統(tǒng)是對(duì)高速公路實(shí)施現(xiàn)代管理的主要工具。主要有以下特點(diǎn) : （ 1）高速公路的各級(jí)管理機(jī)構(gòu)及沿線(xiàn)設(shè)施一般均建筑在公路兩側(cè) , 沿公路呈線(xiàn)狀分布。為及時(shí)處理交通事故 , 進(jìn)行交通調(diào)度指揮 , 有關(guān)部門(mén)必須和巡邏車(chē)等保持通信聯(lián)絡(luò)。 數(shù)字通信設(shè)備大量采用集成電路和大規(guī)模集成電路 , 有利于設(shè)備小型化和降低成本 。 數(shù)字通信網(wǎng)的構(gòu)成 數(shù)字通信網(wǎng)是由數(shù)字交換節(jié)點(diǎn)和數(shù)字鏈路組成的 , 使用數(shù)字交換設(shè)備和數(shù)字傳輸設(shè)備在兩個(gè)或多個(gè)指定的點(diǎn)間提供數(shù)字連接 , 是用數(shù)字信號(hào)來(lái)傳輸和交換信息的通信網(wǎng)。 pcm 基群終端機(jī)完成信息的編解碼和 32 路 64 kbps 數(shù)字信號(hào)的時(shí)分復(fù)用 構(gòu)成 mbps 基群群路信號(hào)。 b)第二通信層 : 地區(qū)網(wǎng) 包括各路段管理處與所屬管段內(nèi)的管理所、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)等部門(mén)之間的通信 , 屬區(qū)間通信。 c)指令電話(huà) 為在高速公路內(nèi)部進(jìn)行交通管理和調(diào)度指揮服務(wù) , 指令電話(huà)調(diào)度臺(tái)對(duì)分機(jī)具有選呼、組呼、全呼等功能 , 它包括有線(xiàn)指令電話(huà)和無(wú)線(xiàn)指令電話(huà) 。 二．高速公路監(jiān)控系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用目的 高速公路與一般公路相比，具有線(xiàn)型好、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、交通流量大、行車(chē)速度快等特點(diǎn)，但如不采用先進(jìn)的監(jiān)控管理措施，在交通量大、氣候惡劣的情況下，極易發(fā)生交通事故和交通阻塞。加之目前高速公路的配套設(shè)施還存在不完善的問(wèn)題，以及駕駛員的對(duì)交通法規(guī)不足等多方面原因，使得高速公路的管理難度越來(lái)越大。因此閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的重要性不言而喻。 如今，越來(lái)越多的“非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法”被運(yùn)用到各種交通事故中。隨著 IP 網(wǎng)絡(luò)逐漸走向?qū)拵Щ拖嚓P(guān)設(shè)備價(jià)格的不斷下降，區(qū)別于占用專(zhuān)門(mén)光纖傳輸點(diǎn)到點(diǎn)之間模擬視頻圖像的純 IP 架構(gòu)下的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)將極大的提高高速 公路視頻監(jiān)控水平，以實(shí)現(xiàn)隨 機(jī)、開(kāi)放、智能化的遠(yuǎn)程視頻圖像監(jiān)視。而當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí)，由于顯示細(xì)節(jié)少，在監(jiān)視畫(huà)面上只 能粗略判斷事故情況。 在整個(gè)高速公路聯(lián)網(wǎng)體系中，身處任何地點(diǎn)的人員，也可以通過(guò) 3G 終端參與到視頻會(huì)議中 。到現(xiàn)在為止，全國(guó)多個(gè)省已建立了聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心，基本實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。地圖板的尺寸為14amp。 2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)緊急電話(huà)系統(tǒng)和 CCTV 控制中心均安放在一個(gè)大型操作臺(tái)上。 4 在大屏幕投影儀上動(dòng)態(tài)顯示高速公路的曲線(xiàn)、運(yùn)行狀況等。 8 與收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可收集、統(tǒng)計(jì)各個(gè)收費(fèi)站的每種車(chē)型的車(chē)流量、收費(fèi)金額以及交通總量、收費(fèi)總額等數(shù)據(jù)，并打印成報(bào)表。當(dāng)某個(gè)緊急電話(huà)發(fā)出呼叫時(shí)，中心計(jì)算機(jī)會(huì)顯示發(fā)出呼叫的該電話(huà)的信息，操作員即可通過(guò)控制臺(tái)與之通話(huà)，并可進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)提供諸如醫(yī)院、警察、加油站等信息以援助呼叫者，通話(huà)內(nèi)容將被自動(dòng)錄音。當(dāng)有報(bào)警時(shí)，中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)收到外設(shè)產(chǎn)生的報(bào)警信號(hào)后，向切換矩陣發(fā)出控制信號(hào)。管理人員可通過(guò)中 心的各種計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的作用是對(duì)高速公路網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和交通控制。道路監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)高速公路干線(xiàn)、互通立交、隧 道等高速公路重點(diǎn)路段進(jìn)行監(jiān)視，掌握高速公路交通狀況，及時(shí)發(fā) 現(xiàn)交通阻塞路段、違章車(chē)輛，及時(shí)給予引導(dǎo)，保證高速公路的安全通暢。 圖像監(jiān)控是指在收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)車(chē)道和收費(fèi)亭等處設(shè)置攝像頭，采集視頻信息，監(jiān)控員在監(jiān)控室通 過(guò)監(jiān)視器實(shí)現(xiàn)對(duì)通過(guò)收費(fèi)車(chē)道的車(chē)輛、收費(fèi)人員的操作西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 9 過(guò)程，包括通行券 (卡 )的發(fā)放、回收以及收費(fèi)找零情況等進(jìn)行有效的監(jiān)督，并能人工或自動(dòng)啟動(dòng)錄像設(shè)備記 錄沖卡車(chē)輛和其他異常情況。 交通信息采 集系統(tǒng)的功能是獲取交通信息原始數(shù)據(jù)，通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)器、檢測(cè)線(xiàn)圈、通訊設(shè)備等形成的交通信息采集網(wǎng)，獲得路網(wǎng)中各路段的交通量數(shù)據(jù)；通過(guò)在重要地段的攝像 機(jī)和視頻傳輸設(shè)備獲取該路段的視頻實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)； 通過(guò)氣象信息采集系統(tǒng)采集各個(gè)路段的能見(jiàn)度、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨雪等氣象條件。 交通控制系統(tǒng)根據(jù)交通狀態(tài)分析子系統(tǒng)輸出的交通狀態(tài)數(shù)據(jù)，若為交通事故，則根據(jù)發(fā)生事故的地點(diǎn)和特點(diǎn)自 動(dòng)生成最佳緊急交通誘導(dǎo)控制方案并發(fā)送給交通誘導(dǎo)子系統(tǒng)；若不是交通事故，則根據(jù)交通狀態(tài)，氣候數(shù)據(jù)及管理需要，按預(yù)定正常交通誘導(dǎo)方案執(zhí)行。近幾年來(lái)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入智能交通系統(tǒng)（ ITS）的研究與開(kāi)發(fā)工作。目前，我國(guó)絕大部分省份高速公路已形成路網(wǎng)，單獨(dú)路段的異常事件造成影響的范圍會(huì)越來(lái)越廣，這必然要求相臨路段之間能互通協(xié)調(diào)，這就帶來(lái)了聯(lián)網(wǎng)的需求。然而，當(dāng)前高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成是 一個(gè)混合式系統(tǒng) (模擬視頻 +數(shù)字視頻 )。 西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 11 2 數(shù)據(jù)綜合利用，實(shí)時(shí)監(jiān)控交通 路況 一方面，加強(qiáng)路段監(jiān)控檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集，實(shí)時(shí)獲取各路段上傳的監(jiān)控檢測(cè)數(shù)據(jù)、收費(fèi)數(shù)據(jù)，通過(guò)交通監(jiān)控計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示路網(wǎng)的交通流、氣候情況等。 電力監(jiān)控 近兩年來(lái) ,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展 ,對(duì)一些重要的供、配電系統(tǒng) (如特大橋 ,隧道的供、配電系統(tǒng) )采用了電力監(jiān)控設(shè)施?？刂迫藛T將根據(jù)具體情況發(fā)出控制指令 ,經(jīng)通道傳輸?shù)礁鞅豢卦O(shè)備的控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。 條形碼收費(fèi)是指采用二維條形碼存儲(chǔ)車(chē)輛及收費(fèi)信息，并用專(zhuān)用打印機(jī)打印通行券的收費(fèi)方式。在入口車(chē)道發(fā)卡或磁券，出口處驗(yàn)卡（磁券）結(jié)算費(fèi)用。采用接觸式 IC 式收費(fèi)，雖然可以回收，但也存在上述問(wèn)題。 動(dòng)態(tài)稱(chēng)重收費(fèi) 這種方式多用于保護(hù)道路橋梁，防止車(chē)輛超 載。 紅外線(xiàn)收費(fèi) 嚴(yán)格來(lái)講這種收費(fèi)方式是利用紅外線(xiàn)技術(shù)進(jìn)行車(chē)型自動(dòng)判別，作為上述三種收費(fèi)方式的輔助手段，通過(guò)紅外車(chē)型分類(lèi)與人工分類(lèi)相結(jié)合，用以監(jiān)督人工操作。 全自動(dòng)收費(fèi) 它又叫做不停車(chē)電子收費(fèi)。在收費(fèi)的全過(guò)程都是由電子通信和計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，不必人工介入，也不用停車(chē)交款，其 費(fèi)用是用戶(hù)提前預(yù)繳賦值在卡上，或存在銀行的專(zhuān)門(mén)賬戶(hù)內(nèi)。 收發(fā)器是一種帶有微波線(xiàn)路的裝置，用它與標(biāo)識(shí)卡之間建立高方向性的高頻西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 14 微波通訊。 進(jìn)行通訊處理的微處理器 它將來(lái)自標(biāo)識(shí)卡的信息進(jìn)行解釋并傳至車(chē)道控制器，從而取得該車(chē)的有關(guān)資料并進(jìn)行相應(yīng)處理，對(duì)來(lái)自車(chē)道控制器的數(shù)據(jù)信息經(jīng)分析后可對(duì)標(biāo)識(shí)卡內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的修改。 （ 3）共振使卡內(nèi)的電容有了負(fù)荷，在電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到 2V 時(shí)，此電容可作為電源為集成電路提供工作電壓。 （ 7）讀寫(xiě)器對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理 。其它用電負(fù)荷可按二級(jí)用電等級(jí)配電。供電系統(tǒng)應(yīng)做到供電可靠、電壓質(zhì)量好、 滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。此外要考慮到負(fù)荷的增長(zhǎng) ,預(yù)留必要的發(fā)展余量。 交通監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了它要在某些特殊路段設(shè)置監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備 ,這些設(shè)備的容量都很小 ,對(duì)供電的可靠性要求較高 ,為適應(yīng)這些特殊的要求 ,在做供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就比較困難。在這種情況下 ,有必要采用中壓供電系統(tǒng) ,即從主變電站引出一條5~6kV 中壓供電線(xiàn)路沿線(xiàn)供電 ,根據(jù)具體 情況在全線(xiàn)設(shè)置若干個(gè)廂式變電站將中壓變成低壓系統(tǒng) ,然后再為每個(gè)用電設(shè)備配電。在外電源發(fā)生故障的情況下 ,自備柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。 隧道變電所宜設(shè)置在隧道口處行車(chē)道旁 ,對(duì)中、短隧道可在隧道口一側(cè)設(shè)置變電所 ,長(zhǎng)隧道要考慮在隧道口兩側(cè)分別設(shè)置變電所。 西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 18 不間斷供電系統(tǒng) 為保證設(shè)備用電的可靠性和電能質(zhì)量 ,必須采用 UPS 系統(tǒng)。 所有列為一級(jí)負(fù)荷的設(shè)施包括收費(fèi)亭、收費(fèi)車(chē)道和收費(fèi)站的收費(fèi)設(shè)備、交通監(jiān)控設(shè)備和通信設(shè)備均由 UPS 供電。工作方式見(jiàn)圖一 . 收費(fèi)信息采集和處理 系統(tǒng)以車(chē)道收費(fèi)處理單元系統(tǒng)設(shè)備和 CCTV 系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行采集和處理車(chē)輛通行情況和收費(fèi)員收費(fèi)作業(yè)情況的圖像和數(shù)據(jù)信息，并將信息傳送到收費(fèi)監(jiān)控室，向收費(fèi)作業(yè)管理人員提供實(shí)時(shí)的收費(fèi)作業(yè)信息，工作方式見(jiàn)圖二 . 收費(fèi)作業(yè)信息的采集 收費(fèi)作業(yè)信息的采集方式是： 收費(fèi)員判別繳費(fèi)和免繳費(fèi)車(chē)輛類(lèi)型通過(guò)收費(fèi)鍵盤(pán)向計(jì)算機(jī)輸入車(chē)型操作，收費(fèi)計(jì)算機(jī)同時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)價(jià)，此時(shí)車(chē)道報(bào)價(jià)機(jī)將發(fā)出報(bào)價(jià)提示音，同時(shí)報(bào)價(jià)機(jī)數(shù)碼管顯示應(yīng)繳金額及車(chē)型。 c. 費(fèi)額顯示器處于空白狀態(tài)。 收費(fèi)數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)監(jiān)控室的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、收費(fèi)管理計(jì)算機(jī)、監(jiān)視計(jì)算機(jī)、財(cái)務(wù)計(jì)算機(jī)和圖像計(jì)算機(jī)，與車(chē)道收費(fèi)處理單元組成一個(gè)計(jì)算機(jī)管理收費(fèi)數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)。 收費(fèi)數(shù)據(jù)的處理過(guò)程 初始狀態(tài) 正反雨棚信號(hào)燈呈紅色 西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 21 道閘欄桿落下，車(chē)道紅綠信號(hào)燈呈紅色； 手動(dòng)欄桿處于封閉車(chē)道狀態(tài)； 費(fèi)額顯示器處于空白狀態(tài)； 收費(fèi)軟件顯示收費(fèi)員登陸界面。 如果被確認(rèn)為無(wú)效收費(fèi)員信息，收費(fèi)登陸界面則自動(dòng)清空，并提示操作員重新輸入有效工號(hào)、口令及密碼。 車(chē)隊(duì)的處理 當(dāng)特許通過(guò)的 “車(chē)隊(duì) ”來(lái)到收費(fèi)車(chē)道時(shí) ,收費(fèi)員按下 “車(chē)隊(duì)開(kāi)始 ”鍵 ,此時(shí)自動(dòng)欄桿處于打開(kāi)狀態(tài) ,費(fèi)額顯示器和車(chē)型分類(lèi)顯示器處于空白狀態(tài) ,當(dāng)車(chē)隊(duì)全部通過(guò)檢測(cè)器檢測(cè)區(qū)域后 ,收費(fèi)員再按下 “車(chē)隊(duì)結(jié)束 ”鍵，自動(dòng)欄桿落下，系統(tǒng)恢復(fù)到車(chē)道正常收費(fèi)業(yè)務(wù)處理的初始狀態(tài)。 三 .主要設(shè)備 主要車(chē)道設(shè)備 ： 車(chē)道計(jì)算機(jī)、專(zhuān)用鍵盤(pán)、車(chē)道智能控制柜、票據(jù)打印機(jī)、道閘、車(chē)道攝像機(jī)、費(fèi)額顯示器、字符疊加器、閃光報(bào)警器、霧燈、車(chē)道紅綠信號(hào)燈、雨棚紅綠信號(hào)燈 車(chē)道計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立完成收費(fèi)作業(yè)、控制收費(fèi)作業(yè)流程的系統(tǒng)。由于車(chē)道計(jì)算機(jī)和收費(fèi)控制室計(jì)算機(jī)距離較遠(yuǎn)，為保證傳輸質(zhì)量，這二部分之間采用以太網(wǎng)交換機(jī)通過(guò)多西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)） 25 模光纜連接，采用多模光纖主要是考慮到距離一般在 3KM 以?xún)?nèi)，防止信號(hào)過(guò)強(qiáng)引起反射，同時(shí)也可以降低成本。車(chē)道集線(xiàn)器與站內(nèi)集線(xiàn)器之間采用光纖連接。 在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)上選擇了采用了目前最先進(jìn)的客戶(hù) /服務(wù)器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者選擇了 Microsoft Windows Advanced Microsoft SQL Server Microsft Windows Professional，這是基于如下考慮。 Microsoft SQL Server 其安全性、事務(wù)處理能力和誤差符合重要事務(wù)的要求：其智能服務(wù)器技術(shù)增強(qiáng)了服務(wù)器上的數(shù)據(jù)整體性，減小了開(kāi)支和維護(hù)的成本。規(guī)則和觸發(fā)器提供了 數(shù)據(jù)庫(kù)整體機(jī)制 .企業(yè)連接性服務(wù)用于存取公共數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng) .它具有分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能 ,支持縮放式 \多服務(wù)器應(yīng)用程序。軟件的設(shè)計(jì)服務(wù)器采用 Microsoft Windows Advanced Server，收費(fèi)計(jì)算機(jī)采用 Microsft Windows Professional 環(huán)境，數(shù)據(jù)庫(kù)采用 Microsoft SQL Server 多用戶(hù)大型關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)。 本收費(fèi)系統(tǒng)采用 Windows Advanced Server 網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用具有容錯(cuò)技和數(shù)據(jù)備份技術(shù)的 SQL Server 大型數(shù)據(jù)庫(kù)。建議每日對(duì)系統(tǒng)作實(shí)時(shí)備份，每月對(duì)系統(tǒng)作月結(jié)備份，設(shè)立專(zhuān)職的數(shù)據(jù)檔案保管員，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)資料的保存。 高速公路智能收費(fèi)系統(tǒng) 逐步推廣電子不停車(chē)收費(fèi)系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)施，使電子收費(fèi)系統(tǒng)局部聯(lián)網(wǎng)并逐步形成規(guī)模效益。 高速公路智能化路產(chǎn)管理系統(tǒng) ①建立高速公路路產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速公路路產(chǎn)變更、道路設(shè)施匯總、道路施工審批等業(yè)務(wù)管理功能，提高行業(yè)管理水平；②建立巡邏車(chē)輛 GPS 系統(tǒng)；③建立超限運(yùn)輸管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)超限運(yùn)輸管理的智能化與網(wǎng)絡(luò)化。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師 老師，在每次遇到問(wèn)題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。 2 高速公路收費(fèi)技術(shù)發(fā)展探討及標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展 蔡華。 6 陳景謙編 電工學(xué) 廣州：華南理工大學(xué)