高速公路交通智能管理信息系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

孫永安

（聞垣高速公路建設(shè)管理處，山西 運(yùn)城 044000）

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)及架構(gòu)

1.1 高速公路交通智能管理信息系統(tǒng)目標(biāo)

本文設(shè)計(jì)的高速公路交通智能管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要目標(biāo)包括：路網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、閉路電視模塊、可變信息顯示等三大功能模塊[1]，主要目標(biāo)是便捷、高效地獲取道路交通狀況信息并根據(jù)這些交通信息對(duì)所管轄路段交通情況做出準(zhǔn)確全面的評(píng)價(jià)。對(duì)于道路突發(fā)事件，能夠及時(shí)做出相應(yīng)的有效處理方案，減少交通事故的發(fā)生及交通擁堵情況的出現(xiàn)，保障出行人員的安全，打造平安交通。

1.2 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

本文基于.NET Framework架構(gòu)而設(shè)計(jì)的一種高速公路智能管理系統(tǒng)。主要應(yīng)用了基于C/S模式的多層體系結(jié)構(gòu)，在該系統(tǒng)的表示層中，主要使用了典型的JavaScript和HTML技術(shù)。應(yīng)用功能完備的Ajax技術(shù)來(lái)對(duì)系統(tǒng)秒級(jí)數(shù)據(jù)刷新和GIS圖形進(jìn)行處理。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，本文所設(shè)計(jì)的高速公路交通智能管理系統(tǒng)，支持多種常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)類(lèi)型，本文中具體采用SQL Server2008數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)現(xiàn)對(duì)操作系統(tǒng)文件的存儲(chǔ)。

高速公路交通智能管理系統(tǒng)的集中管理區(qū)域?yàn)橹行姆?wù)器，系統(tǒng)采用了多種組件來(lái)實(shí)現(xiàn)該信息系統(tǒng)與外場(chǎng)設(shè)備、通訊設(shè)施以及外部業(yè)務(wù)各系統(tǒng)之間的通訊，達(dá)到對(duì)交通數(shù)據(jù)信息的利用與共享[2]。

高速公路交通智能管理系統(tǒng)軟件部署架構(gòu)如圖1所示。

圖1 軟件部署架構(gòu)圖

1.3 系統(tǒng)功能架構(gòu)

a）支撐服務(wù)系統(tǒng) 借助該系統(tǒng)中的各大外場(chǎng)數(shù)據(jù)收集設(shè)施與監(jiān)控設(shè)備等得到的交通流量信息數(shù)據(jù)，以及對(duì)各路段出現(xiàn)的交通事件進(jìn)行系統(tǒng)化研究，并對(duì)路況整體狀況做出研究，這樣就能夠?yàn)楣芾聿块T(mén)準(zhǔn)確快速地做出決策提供了合理的數(shù)據(jù)支持。借助當(dāng)前功能完善的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)來(lái)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)[3]。

b）業(yè)務(wù)系統(tǒng) 從業(yè)務(wù)需求的角度來(lái)看，該系統(tǒng)可劃分為：路網(wǎng)實(shí)時(shí)監(jiān)控、閉路電視系統(tǒng)和可變信息標(biāo)志系統(tǒng)三大部分。

2 信息系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)

2.1 信息系統(tǒng)需求描述

2.1.1 路網(wǎng)監(jiān)測(cè)

路網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊就是將與交通信息有關(guān)的數(shù)據(jù)表、文檔以及地圖等存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，為決策者進(jìn)行管理提供方便，能夠隨時(shí)進(jìn)行交通信息的管理、查詢、分析等。

2.1.2 閉路電視

閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)通過(guò)在重要交通地點(diǎn)安裝視頻攝像頭來(lái)采集車(chē)輛檢測(cè)器不能捕獲的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)，并將采集到的數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控中心室進(jìn)行處理，使運(yùn)營(yíng)管理人員全面、直觀地了解現(xiàn)場(chǎng)的情況，從而能夠?yàn)橥话l(fā)的交通事件應(yīng)急處理措施提供有效的控制策略和直觀可靠的數(shù)據(jù)。

2.1.3 可變信息標(biāo)志

可變標(biāo)志向出行者提供的是當(dāng)前實(shí)時(shí)道路運(yùn)行狀況及氣象條件等信息，使出行者能夠及時(shí)有效地了解所在路段上交通狀況，對(duì)減少交通事故及二次事故的發(fā)生、平抑交通流、保證出行者清醒駕駛、提高道路交通管理服務(wù)水平起著不可替代的作用。

2.2 信息系統(tǒng)總體功能

高速公路交通智能管理信息系統(tǒng)，在路網(wǎng)監(jiān)測(cè)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)以及可變信息標(biāo)志等功能下構(gòu)建了系統(tǒng)化的交通整體信息采集、緊急事故處理、日常出行服務(wù)體系，保證車(chē)輛出行安全、交通暢通，為高速公路的高效運(yùn)營(yíng)奠定了基礎(chǔ)。本文所設(shè)計(jì)的智能交通信息管理系統(tǒng)的主要功能作用為：協(xié)助公路運(yùn)營(yíng)管理者對(duì)整個(gè)高速公路交通信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)，并依此對(duì)各路段運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行分析；及時(shí)發(fā)布道路運(yùn)營(yíng)、養(yǎng)護(hù)和突發(fā)狀況以及天氣情況等交通信息；實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)不文明守法駕駛行為并做出有效處罰和警告禁止等交通管制行為；對(duì)整個(gè)路段交通信息進(jìn)行配置，并進(jìn)行數(shù)據(jù)信息、權(quán)限設(shè)置等功能的維護(hù)，保證高速公路交通安全有序、舒適暢通[4]。

3 信息系統(tǒng)應(yīng)用

本文設(shè)計(jì)的高速公路交通智能管理信息系統(tǒng)在聞垣高速得到了成功應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了高速公路以信息化提升運(yùn)營(yíng)管理現(xiàn)代化、以精細(xì)化推進(jìn)行業(yè)管理規(guī)范化的目標(biāo)。對(duì)高速公路普遍存在的無(wú)法滿足公眾對(duì)高速公路配套的交通信息服務(wù)需求，信息資源的開(kāi)發(fā)與利用嚴(yán)重滯后以及應(yīng)對(duì)突發(fā)事件處置能力不足等問(wèn)題得到了良好的改善，大大提升了高速公路的信息化建設(shè)[5]。

3.1 登錄模塊實(shí)現(xiàn)

聞垣高速公路交通智能管理信息系統(tǒng)登錄推薦使用Windows系統(tǒng)自帶的Internet Explorer瀏覽器。在登錄界面，輸入用戶名和密碼，點(diǎn)擊“登錄”按鈕則完成登錄。系統(tǒng)登錄首頁(yè)如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)登錄首頁(yè)

3.2 路網(wǎng)監(jiān)測(cè)模塊應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

路網(wǎng)監(jiān)測(cè)包括車(chē)輛檢測(cè)、氣象檢測(cè)、交通事件檢測(cè)、路面狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及交通流量檢測(cè)等。其中車(chē)輛檢測(cè)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)高速公路的全程車(chē)流量實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并且通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析等處理，為高速公路管理工作提供有效的決策支持。氣象檢測(cè)通過(guò)及時(shí)準(zhǔn)確采集高速公路實(shí)時(shí)氣象條件，為行駛在道路上的車(chē)輛進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)警提示，有效保障了不良?xì)庀蟓h(huán)境條件下的高速公路行駛安全。交通事件檢測(cè)模塊通過(guò)算法分析由車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到的交通流某些參數(shù)的變化來(lái)確定事件是否發(fā)生。交通流量檢測(cè)模塊關(guān)鍵檢測(cè)的內(nèi)容為機(jī)動(dòng)車(chē)交通量，即通過(guò)檢測(cè)，獲取在某個(gè)時(shí)間段里，在某條道路點(diǎn)上所通行的車(chē)輛數(shù)。分析上述數(shù)據(jù)，能夠準(zhǔn)確獲取高速路的使用和通行情況，進(jìn)而通過(guò)相應(yīng)的調(diào)整，讓高速公路發(fā)揮最大的通行效率。圖3為交通事件檢測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)效果。

圖3 交通事件檢測(cè)的實(shí)現(xiàn)

3.3 閉路電視CCTV模塊應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)（CCTV）是高速公路道路交通安全的一個(gè)重要組成部分，是一種先進(jìn)的、防范能力極強(qiáng)的綜合系統(tǒng)，它可以通過(guò)遙控?cái)z像機(jī)及其輔助設(shè)備（鏡頭、云臺(tái)等）直接觀看被監(jiān)視場(chǎng)所的一切情況，可以把被監(jiān)視場(chǎng)所的情況一目了然，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于高速公路路面狀態(tài)監(jiān)測(cè)、隧道道路狀況及行車(chē)安全監(jiān)測(cè)、服務(wù)區(qū)運(yùn)行狀況監(jiān)測(cè)以及養(yǎng)護(hù)工作區(qū)及收費(fèi)外場(chǎng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，且提供錄像可供事后查詢和分析。圖4為路面閉路電視實(shí)現(xiàn)界面。

圖4 路面閉路電視的實(shí)現(xiàn)

3.4 可變信息模塊應(yīng)用實(shí)現(xiàn)

高速公路可變情報(bào)板信息發(fā)布已成為高速管理系統(tǒng)不可或缺的一部分?，F(xiàn)代高速可變情報(bào)板控制系統(tǒng)應(yīng)支持顯示多路數(shù)據(jù)的能力，既能顯示服務(wù)中心發(fā)布的通告信息，也能顯示車(chē)輛的行駛速度信息。圖5所示為可變信息查詢的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)界面。

4 結(jié)論

本文所設(shè)計(jì)的高速公路智能信息管理系統(tǒng)，其目的是滿足公路管理的需要，借助計(jì)算機(jī)軟硬件建構(gòu)完備的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，能夠有效對(duì)交通信息進(jìn)行查詢，及時(shí)發(fā)布相關(guān)預(yù)警和交通管制等信息，對(duì)減少交通事故的發(fā)生有著很大的幫助。

高速公路智能管理信息系統(tǒng)涵蓋面較廣，涉及到交通實(shí)時(shí)信息狀況系統(tǒng)、天氣狀況信息系統(tǒng)、交通信息與道路運(yùn)輸?shù)确矫?，為用戶提供?zhǔn)確全面的交通信息[6]。此外，高速公路因?yàn)槭┕?、天氣等因素的關(guān)閉、單行道設(shè)置和重大交通事故路段的預(yù)報(bào)等，均為進(jìn)一步分析探討的方向。