高速公路安全监控与预警系统设计

高速公路监控系统方案

适用范围：高速路监控系统方案，公路监控系统方案

高速公路监控系统是通过沿线的外场设施（各类检测、显示等装置）及时、准确、完整地收集并预告前方道路的各类信息，如交通量、事故、路况等，道路使用者通过监控中心的监视（显示）设备直观地了解交通运行状况。在发生交通异常时，能即使确定事故或手阻区域，并实时发布相应的诱导和救援信息。

随着计算机技术、自动化控制技术和光纤通信技术的发展，高速公路监控系统的技术结构也随之发生变化，由单一的计算机集中处理方式代之为多计算机功能分散的计算机网络处理方式，从而使系统可*性提高，程序编制简单，易于维护和功能扩展，由于光缆超小型计算机及微电子技术的发展，使应用于监控系统中的各种设备向智能化方向发展，使今后高速公路的监控系统具有更强的功能。

高速公路监控系统主要由信息采集子系统、监控中心及信息提供子系统三大部分组成。信息采集子系统包括：车辆检测器、气象检测器、紧急电话和巡逻车；监控中心是高速公路全线路监控系统的最高层即控制中心，主要负责全线路范围内交通情况的监视和控制；信息提供子系统包括交通标志、标线和信号等，是交通监控管理为汽车用户服务的主要形式。

高速公路监控系统实质上是一个闭环系统，系统的输入是反映公路上车辆运行情况的交通参数和交通状况，这些信息经监控系统分析、处理、判断后，可发生指令，控制道路情报板，变更其显示内容，实施对交通流的调节和控制，其性能的优劣，在一定程度上取决于车辆驾驶员能否协调配合工作，接受系统的调度和指挥。

高速公路监控系统不仅能改善高峰期间车辆行驶的平均速度，增加高峰期间的交通量，减少交通堵塞程度和车辆延滞时间，同时也能大大减少交通事故和保证交通安全，节约燃料和减少车辆的磨损，缩短运输时间，减少污染，发挥高速公路快速、安全、舒适和高效率的功能。监控系统具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。

高速公路与一般公路相比，具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，如不采用先进的管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。为此，在一些车流量非常大的高速公路上部署全程的监控系统就是必不可少了。这些监控系统可实施交通流量和交通运行监视；对关键点进行气象检测；对关键路段实施交通适时控制；及时发现各种异常情况并采取应急措施，保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。

责任编辑．刘传誉　

山东高速公路监控系统研究与设计　

山东高速建设集团有限公司刘陆海　

日Ｕ舌　

山东高速集团有限公司辖下京福高速公路全长３６０公里，　

潍菜高速公路全长１　３０公里，外场可变信息标志控制采用外场设　

备一分公司监控分中心一监控调度中心的三级管理模式。由于监　控系统建成时间已久，部分大型可变信息标志存在故障，２００８年　山东高速集团公司对存在故障的大型可变信息标志进行了维修，　

已经运行正常，但是现有道路的小型可变信息标志和限速标志基　

本无法正常使用。另外由于可变信息标志设置和采购的时间、业　

主不同，目前京福路、潍莱路可变信息标志分别由多家软件公司　

开发的监控软件进行控制，多套软件、多套系统，彼此之间无法　

兼容，造成控制和管理上的不便。　山东高速集团的监控系统升级改造，一方面对京福、潍莱两　条高速公路的小型可变信息标志和可变限速标志进行更新改造，　

利用原有的设备基础和立柱，将可变信息标志显示模组单黄色模　

块改为双基色模块，将原有限速标志全部更新为小型可变信息标　

志，并且统一通过光缆传输信号。另一方面，对高速公路监控系　

统软件提出了新的设计方法，并开发出一套全新Ｂ／Ｓ架构的山东　

高速集团监控系统软件，使之能够实现对山东高速所有可变信息　标志的统一控制，同时将高速公路监控系统其他设备数据，如车　辆检测数据、气象检测数据、能见度检测器、路面状态检测器、　

车道控制标志等都整合到这一套新软件中，大大提高了山东高速　

集团对所有监控外场设备的统一控制和管理能力。　

系统构成　

一、系统组成　山东高速集团监控系统由硬件和软件两部分组成。硬件部分　

包括监控服务器、交通控制计算机、通信计算机、外场设备等，　

软件部分包括操作系统、数据库软件、通信软件、交通监控控制　软件等。山东高速集团监控系统结构如图ｌ所示。　

监控服务誊　交通控制计算机　通信计算机　摹件分析仪　

饶频蝙码嚣　：：　口＿・一　

ｆ　硬盘录１ｌ机　

监控摄像机　

高速公路网络安全系统方案设计　

随着各省市高速公路联网收费系统的不断建立和完善，　

对收费系统数据的安全性、可靠性提出了更高的要求。对　于新建高速公路的机电系统，需要统筹考虑网络安全管理系　

统，构建一个安全的网络体系，防止病毒、内外部人员的恶　

意攻击和入侵，保证数据的完整性。　

网络安全系统的组成　

为保证网络安全，需要在网络构建、网络管理软件、防　

火墙、入侵检测、漏洞扫描、访问控制、防病毒等各方面保　障网络安全。按照系统的构成可以分为两部分，即网络管理　

软件的配置和对收费监控系统网络安全管理设备的配置。　网络管理软件　

１．网管系统管理的范围　

（１）网络拓扑及设备管理：对全路段的网络设备实行　

管理：包括收费站、收费监控分中心路由器、交换机及其构　

成的网络；对网络设备故障进行管理。　（２）系统管理：包括配置管理、数据库管理、备份管理　

等，主要对路段分中心的服务器、数据库等进行系统管理。　

２．网络管理系统的具体功能要求　（１）网络拓扑及设备管理　

自动发现管理范围内（路段分中心一收费站）的所有ＩＰ　

节点，包括路由器、以太网交换机、服务器等，能自动生成　网络拓扑结构图，并且以图形方式按照地理位置进行显示；　

具有分布式网络管理的能力；　

具有网络流量监控与统计功能；　实现网络异常事件的报警与相应处理，可以通过规则灵　

活定制；　

具有网管故障分析定位功能，能对故障事件进行分类、　

过滤、报警、自动响应和相关网络事件的关联处理；　

能与主要网络设备厂商的设备管理软件进行集成，能够　统一从网管平台对各种网络设备进行监控和配置；　

提供ｗｅｂ界面显示网管的图形界面。　

１　３４中国交通信息化２ｏｌｏ０９　ＷＷＷ　ＣＨｊＮＡ｝ＴＳ　ＣＮ　广东省交通集团有限公司黄展　中咨泰克交通工程有限公司　刘小霞　

（２）配置管理　

对被监控主机的重要特定资源进行实时监控；　

可以根据不同情况设置不同报警级别、预警阀值，在系　统出现临界状态，系统能自动报警、自动响应和根据设置自　

高速公路查缉布控智能交通系统建设项目卡口前端系统设计方案

1.1. 系统总体结构

整个系统包括前端抓拍系统、前端供电及安全系统、平台服务器、用户客户端、网络传输系统五部分组成。

系统总体结构图如下：

1.2. 系统工作原理

（1）系统工作流程

本系统分为十一个主要模块，每个模块包括不同的设备与软件，分别工作于不同的区域中。如下图所示：

当有车辆进入雷达检测区域时，车辆检测模块检测到车辆到达，数据处理触发模块经过视频分析判定，触发车辆拍摄模块进行图像抓拍，同时控制补光模块进行补光，完成车辆特征照片、车辆号牌及颜色、车身颜色、司乘人员面部特征、车辆速度等综合信息的采集。

图像采集控制模块把接受到的车牌图像交给车辆车牌识别模块进行车牌号码的识别，车辆车牌识别模块把识别后的结果连同传过来的其它信息一起交给数据存储管理模块。数据存储管理模块把车牌图像及车辆其它信息进行分析，判定后按照类型保存到相应的服务器和数据库中。

系统检测维护模块一方面远程维护前端设备系统，另一方面实时检控车道上设备的运行状态，如果运行过程中设备出现问题，系统维护模块触发DSP端智能相机的系统恢复模块，使相机尝试自动恢复，保证设备的正常运行。 高清抓拍系统具有雷达触发和视频触发的双触发方式，以雷达触发优先，在雷达出现故障时系统立即启动视频触发模式，并向平台发送告警信号。对高清摄像机输出的实时视频，进行虚拟线圈检测，当车辆经过时，触发抓拍，平板雷达系统机测速，系统对抓拍的照片进行车辆号牌识别，最后把抓拍照片和识别结果一起上传到服务器数据库。

对于超速违章车辆，系统主动记录其反应位移的两张图片：

（2）一体化抓拍高清摄像机技术

本系统高清摄像机采用一体机设计，选用双DSP高清摄像机，采用TI高性能DSP DM6467及DM6437，摄像机内部系统框架如下：

其中FPGA完成图像前处理工作，即CCD的曝光控制、白平衡等算法，输出清晰的视频流给DSP；其中DM6467获取到视频流后进行H.264视频的压缩及JPEG图片的压缩；DM6437获取到视频后进行视频检测、分析、及识别功能。