城市智能交通管理系統(tǒng)淺析

朱昭海

摘要：隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市基礎(chǔ)設(shè)施逐漸完善，城市中的車輛數(shù)在逐年增加。車輛給人們出行帶來便利的同時，也給城市的交通造成了擁堵。人們越來越關(guān)注城市交通問題，城市的交通問題已迫在眉睫，成了人們必須要解決的關(guān)鍵問題。而智能交通管理系統(tǒng)給解決城市交通問題帶來新的希望。通過對貴安新區(qū)中心大道智能交通管理系統(tǒng)的研究，分析了城市智能交通管理系統(tǒng)在具體工程的應(yīng)用及功能。

關(guān)鍵詞：智能交通;城市交通;電子警察

貴陽市的貴安新區(qū)將建設(shè)成為內(nèi)陸開放型經(jīng)濟示范區(qū)，形成以航空航天為代表的特色裝備制造業(yè)基地、重要的資源深加工基地、區(qū)域性商貿(mào)物流中心和科技創(chuàng)新中心。隨著城市建設(shè)的進步，同步配套交通信息化建設(shè)，是區(qū)域發(fā)展的必然要求，是提升區(qū)域管理水平的重要手段。從當(dāng)前貴陽市整體交通監(jiān)控建設(shè)情況看，智能交通監(jiān)控系統(tǒng)是貴安新區(qū)中心大道重要的一部分，包含有路口視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)、交通信息采集與發(fā)布系統(tǒng)及為支持系統(tǒng)所需的附屬通信供電設(shè)施的建設(shè)。

一、交通監(jiān)控設(shè)計原則

在滿足規(guī)范要求，經(jīng)濟實用，應(yīng)用合理的基礎(chǔ)上，應(yīng)遵循適應(yīng)市區(qū)復(fù)雜路況下的交通管理要求，加強對這些重點區(qū)域的交通監(jiān)控以獲得最佳的道路服務(wù)水平、保障交通連續(xù)通行的能力，獲取更大的經(jīng)濟和社會價值的原則。智能交通系統(tǒng)的設(shè)備配置“應(yīng)在道路主要交叉口等重點區(qū)段，設(shè)置交通參數(shù)檢測器、攝像機等監(jiān)控設(shè)施”，地面平面交叉口“進行交通渠化、人車隔離和設(shè)置交通信號燈”。

二、道路監(jiān)控子系統(tǒng)

1.交通監(jiān)視

地面輔路交通監(jiān)視設(shè)計選用一體化遙控高清攝像機，在地面交叉口布設(shè)一臺監(jiān)視攝像機，懸臂立柱式安裝，全面監(jiān)視地面交叉口的交通通行情況。

2.交通信息采集

交通信息采集是一切交通信息化管理的基礎(chǔ)，準確的交通數(shù)據(jù)是精確管理的根本。交通信息采集的內(nèi)容包括交通參數(shù)信息采集和視頻信息采集。視頻信息采集主要通過高清交通視頻監(jiān)控系統(tǒng)獲得的視頻圖像信息經(jīng)過加工處理獲得。前端高清數(shù)字攝像機獲取高清圖像經(jīng)過通信系統(tǒng)傳到后臺視頻分析儀中，對異常交通事件自動檢測。同時操作員通過監(jiān)控中心的閉路電視顯示墻，通過觀察以發(fā)現(xiàn)或者確認異常事件。交通參數(shù)信息采集主要通過沿道路布設(shè)的交通參數(shù)檢測器獲得，路口交通檢測線圈的布置如圖1所示。

各種交通檢測器采集到的交通信息是智能化交通管理的基礎(chǔ)，但這些原始數(shù)據(jù)需要處理后才能生成有用的信息。因此需要建設(shè)完善的交通信息數(shù)據(jù)庫、進行交通信息預(yù)處理、交通信息融合、交通擁擠和交通事件自動識別。這些功能主要通過監(jiān)控中心的管理軟件實現(xiàn)。

三、闖紅燈電子警察

交通信號控制的路口，同時設(shè)置電子警察系統(tǒng)。電子警察具有的系統(tǒng)功能有：

闖紅燈違法行為的抓拍功能。系統(tǒng)采用線圈觸發(fā)為主，視頻觸發(fā)為輔方式，通過地埋電磁感應(yīng)線圈或是對視頻圖像上做虛擬線圈作為主要檢測方式，對于紅燈亮后進入停車線且繼續(xù)向前行駛越過停車線的違法車輛進行記錄，可自動判別車輛進入停車線的時間。

高清視頻錄像功能。系統(tǒng)要求提供高清晰度的實時監(jiān)控視頻。

車輛特征識別功能。系統(tǒng)能夠通過對機動車號牌定位，字符切分，字符匹配和圖像預(yù)處理實現(xiàn)號牌自動識別功能。

電子警察信息記錄處理功能。數(shù)據(jù)信息包括設(shè)備編號、時間、地點、方向、車道、車牌號碼、顏色、車型、車身顏色及車輛速度等。

四、通信接入系統(tǒng)

通信系統(tǒng)是外場設(shè)備信息傳輸?shù)闹鞲傻溃侵悄芙煌ㄏ到y(tǒng)有機運行的血脈。通信系統(tǒng)為各個業(yè)務(wù)系統(tǒng)之間、業(yè)務(wù)系統(tǒng)內(nèi)部提供必要的數(shù)據(jù)、圖像信息傳輸通道。信號傳輸如圖2所示：

1.通信系統(tǒng)設(shè)計

通信系統(tǒng)的架構(gòu)布設(shè)，其主要設(shè)計出發(fā)點是滿足項目建設(shè)需求，契合監(jiān)控系統(tǒng)的架構(gòu)，提供可靠的數(shù)據(jù)、圖像通信鏈路服務(wù)。業(yè)務(wù)需求包括視頻傳輸和數(shù)據(jù)傳輸，均為以太網(wǎng)標準數(shù)據(jù)流。視頻數(shù)據(jù)流容易造成網(wǎng)絡(luò)擁堵風(fēng)暴，其風(fēng)險均布。因而根據(jù)此特點，采用自愈環(huán)網(wǎng)以太網(wǎng)業(yè)務(wù)傳輸平臺。在各業(yè)務(wù)設(shè)備外場配置工業(yè)級外場遠端接入設(shè)備，接入高清攝像機視頻流或者外場控制機數(shù)據(jù)。

2.系統(tǒng)設(shè)計

自愈環(huán)傳輸平臺采用多業(yè)務(wù)冗余技術(shù)實現(xiàn)環(huán)網(wǎng)自動倒備切換保護。同時利用時分復(fù)用技術(shù)提供極高的QoS能力，將各個遠端設(shè)備的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)流物理分割傳輸，不會互相影響，避免了傳統(tǒng)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)中廣播風(fēng)暴的風(fēng)險，保障了主路每個監(jiān)控設(shè)備所需的最低帶寬需求。

3.監(jiān)控中心擴容

監(jiān)控中心主要承擔(dān)三個功能層級：外場信息接入、中心數(shù)據(jù)處理、人機交互操作。路段接入主要解決路段外場設(shè)備與中心處理及控制設(shè)備之間的通信問題，它允許各路段具備一定的獨立性，以標準接口和一致的數(shù)據(jù)格式建立中心處理及控制設(shè)備。中心處理及控制層是監(jiān)控中心關(guān)鍵主體，包括信息采集服務(wù)器和信息管理發(fā)布服務(wù)器。承擔(dān)交通信息的管理，數(shù)據(jù)的處理，信息的組織發(fā)布，系統(tǒng)自動預(yù)案匹配等監(jiān)控系統(tǒng)本職功能。人機交互操作層面則通過監(jiān)控人員操作坐席，提供了交通運行管理員與系統(tǒng)之間對話界面，是中心處理和控制層面的延伸，也是各類監(jiān)控命令發(fā)布的最高權(quán)力層。

五、附屬工程子系統(tǒng)

1.監(jiān)控系統(tǒng)供電防雷

道路監(jiān)控系統(tǒng)含各類用電外場設(shè)備，如攝像機、檢測器、信號燈、信號控制機及闖紅燈自動記錄系統(tǒng)等。為這些機電設(shè)備提供可靠的供電是整個監(jiān)控系統(tǒng)運行的根本。電氣設(shè)備防雷保護分為直接雷擊防護和感應(yīng)電涌保護兩大部分。直擊雷防護包括對懸臂式可變信息板、遙控外場攝像機等小范圍的物體建議進行直擊雷防護。感應(yīng)雷防護包括電源防雷，為提高弱電設(shè)備供電電源質(zhì)量，防止電源過電壓對弱電設(shè)備的損害。視頻信號防雷，防止雷電通過外場金屬信號線傳入兩端弱電設(shè)備。

2.管道工程

為便于建立數(shù)據(jù)傳輸通道，本次設(shè)計在主線道路中央綠化帶內(nèi)縱向預(yù)埋兩根光纜管線通道，內(nèi)穿一根主干光纜及所需分支光纜。主要用于信號燈、路口視頻監(jiān)視及電子警察系統(tǒng)的穿線。

六、結(jié)論

交通監(jiān)控系統(tǒng)是貴安新區(qū)中心大道道路建設(shè)的一部分，是為了提升道路交通科學(xué)管理水平，創(chuàng)新社會管理方式，更好地服務(wù)貴陽市交通管理機關(guān)指揮疏導(dǎo)交通、防范交通事故工作，最大化發(fā)揮道路服務(wù)能力。建議配置一臺單獨的千兆以太網(wǎng)商用交換機，接入監(jiān)控中心計算機局域網(wǎng)，實現(xiàn)本項目監(jiān)控系統(tǒng)通信的接入通道。根據(jù)整體區(qū)域的信息化建設(shè)發(fā)展情況及管理需求，后期可配套建設(shè)停車誘導(dǎo)系統(tǒng)和公交信號優(yōu)先系統(tǒng)等。

參考文獻：

[1]高美蓉.城市智能交通管理系統(tǒng)的研究與設(shè)計[J].電子測量技術(shù)，2018，41（08）：79-83.

[2]侯健.城市智能交通管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].科技經(jīng)濟導(dǎo)刊，2018，26（20）：27.

[3]顧丹婷.基于視頻的城市道路交通智能管理系統(tǒng)建設(shè)研究[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（34）：61.