段 拙

遼寧艾特斯智能交通技術(shù)有限公司 遼寧沈陽 110000

高速公路的建設(shè)情況可以反映一個國家和地區(qū)的交通發(fā)達程度乃至經(jīng)濟發(fā)展的整體水平，車速、交通量、通行能力是高速公路設(shè)計的基本依據(jù)，三者之間又是互為因果，我國高速公路建設(shè)在起步階段時其交通流量一般遠未達到設(shè)計容量，同時對高速公路的監(jiān)控也存在明顯的不足。然而隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國許多高速公路已經(jīng)開始出現(xiàn)擁擠現(xiàn)象，與此同時隨著通車?yán)锍痰牟粩嘣黾樱咚俟钒l(fā)生災(zāi)害的風(fēng)險也隨之加大，表明對高速公路進行實時監(jiān)控的研究和應(yīng)用有著重要的現(xiàn)實意義。

1 高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

1.1 高速公路綜合監(jiān)控開發(fā)方式

將GIS系統(tǒng)應(yīng)用于交通監(jiān)控系統(tǒng)中符合綜合自動化發(fā)展趨勢，GIS與監(jiān)控系統(tǒng)一體化的根本目的是實現(xiàn)二者的優(yōu)勢互補，而實現(xiàn)GIS與監(jiān)控系統(tǒng)集成一體化的方法主要有：①在監(jiān)控系統(tǒng)中集成GIS的功能，但開發(fā)功能有限，且與信息管理系統(tǒng)的銜接很不方便；②在GIS中集成監(jiān)控系統(tǒng)的功能；③通過數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)關(guān)聯(lián)集成；④組件化方式；采用組件化模式，較好的實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)和GIS系統(tǒng)圖形、數(shù)據(jù)顯示的一體化問題，可以方便地嵌入到通用的開發(fā)環(huán)境和很好地滿足要求實現(xiàn)的功能，本文所探討的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)就是基于組件式設(shè)計模式進行開發(fā)[1]。

1.2 高速公路管理與信息化系統(tǒng)模式

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)由地面數(shù)據(jù)采集控制服務(wù)，通信接口裝置，區(qū)域管理監(jiān)控站點，路用機電控制設(shè)備及高速公路綜合監(jiān)控軟件組成，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是一個地理范圍分布很廣的系統(tǒng)，從監(jiān)控中心的硬件設(shè)備到高速公路沿線布設(shè)的一系列外場設(shè)備，都必須進行統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理。文中探討的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是基于C/S架構(gòu)的分布式網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)，由區(qū)域總中心和路段分中心的多級分層的分布式構(gòu)架。相應(yīng)地，其軟件也包括總中心和分中心兩類監(jiān)控系統(tǒng)?；诮y(tǒng)一管理、降低成本、提高效率的要求，一般高速公路監(jiān)控管理系統(tǒng)由：區(qū)域監(jiān)控管理中心、區(qū)域監(jiān)控管理分中心的模式構(gòu)建，區(qū)域中心為監(jiān)控調(diào)度總中心，其權(quán)限在于可以監(jiān)控整個區(qū)域內(nèi)的設(shè)備和對分中心進行管理，監(jiān)控系統(tǒng)分中心負責(zé)所轄路段的日常交通管理，實施道路設(shè)備的監(jiān)視與控制職能，另外還需要向上一級區(qū)域監(jiān)控中心上傳監(jiān)控數(shù)據(jù)，為區(qū)域管理決策提供信息和數(shù)據(jù)。并與相關(guān)路段、隧道監(jiān)控系統(tǒng)交換信息，對實時信息進行有效的發(fā)布，高速公路區(qū)域分中心是交通信息化建設(shè)的基礎(chǔ)站。

1.3 監(jiān)控系統(tǒng)軟件功能設(shè)計

基于SuperMapObjects組件式的可視化監(jiān)控平臺進行系統(tǒng)的開發(fā)，組件式GIS是由一系列可拆分、可協(xié)作、可裁減的GIS組件構(gòu)成的具有高度伸縮性的GIS軟件平臺[2]。對于同一規(guī)范的各種組件可以實現(xiàn)其無縫集成，可以使用數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)組件與GIS組件協(xié)同實現(xiàn)監(jiān)控應(yīng)用系統(tǒng)的功能從而形成緊湊的、一體化的可執(zhí)行程序。系統(tǒng)在管理分中心的應(yīng)用軟件主要由數(shù)據(jù)采集與通信、電子地圖檢測、數(shù)據(jù)分析、設(shè)備用戶管理、數(shù)據(jù)庫服務(wù)五個部分組成，數(shù)據(jù)采集與通信實時采集監(jiān)控計算機系統(tǒng)收集的外場設(shè)備狀態(tài)，電子地圖檢測匯集交通數(shù)據(jù)、緊急工作狀態(tài)和監(jiān)控設(shè)備的工作狀態(tài)以及交通流量將其存入服務(wù)器數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)分析根據(jù)采集的相關(guān)控制數(shù)據(jù)，進行交通監(jiān)控和統(tǒng)計、視頻圖像查詢工作，以及向可變情報板發(fā)布信息與控制命令。設(shè)備與用戶管理的主要功能是對用戶進行統(tǒng)一管理、系統(tǒng)維護信息和系統(tǒng)日志顯示等。GIS系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)相互聯(lián)系，兩個系統(tǒng)有數(shù)據(jù)交互，數(shù)據(jù)通過公用數(shù)據(jù)庫完成交互和共享，后臺數(shù)據(jù)庫與其共用，實現(xiàn)了GIS系統(tǒng)獨立開發(fā)而又與監(jiān)控系統(tǒng)交互的目標(biāo)．

2 關(guān)鍵技術(shù)

傳統(tǒng)GIS系統(tǒng)是以顯示實時性不強的靜態(tài)地圖信息為主，因此普通視頻監(jiān)控難以實現(xiàn)與地理位置結(jié)合的整體聯(lián)動顯示?；贕IS的視頻監(jiān)控能夠做到將地理信息與視頻監(jiān)控相結(jié)合，其主要應(yīng)用為：①在GIS地圖上可以顯示所有的視頻監(jiān)控點的空間位置信息；②通過選擇相應(yīng)的攝像機（CAM）對象可以快速地切換到目標(biāo)所在區(qū)域，同時在地圖上高亮顯示監(jiān)控點；③地理信息與監(jiān)控視頻以可視化的方式結(jié)合，既能展現(xiàn)監(jiān)控攝像機空間地理信息，還能動態(tài)地顯示區(qū)域內(nèi)的實時畫面；④能夠給出監(jiān)控點的攝像機屬性信息，包括：名稱、編號、位置、設(shè)備樁號、所屬區(qū)縣等。視頻信息部分作為一個控件嵌入到系統(tǒng)中，應(yīng)用程序調(diào)用其外部接口將視頻圖像集成到系統(tǒng)界面之中，與視頻監(jiān)控管理平臺協(xié)作進行，動態(tài)調(diào)用視頻監(jiān)控管理平臺的視頻數(shù)據(jù)，可以提供對現(xiàn)場直觀的視頻監(jiān)視。GIS對象與監(jiān)控攝像機通過對應(yīng)的ID號實現(xiàn)關(guān)聯(lián)，使得監(jiān)控點的靜態(tài)信息顯示可以通過讀取G IS數(shù)據(jù)庫相應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)即可完成[3]。

3 結(jié)語

將GIS系統(tǒng)與高速公路監(jiān)控系統(tǒng)進行整合是高速公路自動化發(fā)展趨勢。高速公路的信息化，主要是針對諸如電力設(shè)備、通信線路、火災(zāi)險情、實時視頻等各種設(shè)備狀態(tài)的數(shù)字化，實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度、管理和控制，隨著高速公路的建設(shè)公里數(shù)增加，信息點增多，若有機地結(jié)合的地理信息系統(tǒng)（GIS），借助于GIS靈活、方便、強大的功能，最大程度上的避免信息點過多造成的誤讀、誤判和誤操作，會使集中管理更加方便、合理、快捷，也會使得高速公路的集中管理帶上一個新的高度，這是高速公路管理領(lǐng)域的必然趨勢，結(jié)果表明：實現(xiàn)了設(shè)備實時數(shù)據(jù)及其狀態(tài)的監(jiān)視，完成GIS地理環(huán)境的圖形管理與分析，為用戶提供了直觀、友好、功能完善的可視化操作界面。