論計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在高速公路管理中的應(yīng)用

榮碧儒

摘要：當(dāng)今，計(jì)算機(jī)技術(shù)在公路交通中應(yīng)用廣泛，對(duì)于復(fù)雜的高速公路管理工作，研究一種性能可靠、成本低、操作簡(jiǎn)便的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有重要的意義。文章介紹了一種優(yōu)秀的高速公路管理系統(tǒng)的應(yīng)用，分析了其優(yōu)點(diǎn)所在以研究高速公路管理的現(xiàn)代化。

關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；公路管理

中圖分類號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-2374（2013）17-0040-03

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)于2012年底高速公路里程超過(guò)9萬(wàn)公里，位于世界前列。而與此同時(shí)，相對(duì)而言，我國(guó)高速公路管理工作卻不盡人意。另外，不少機(jī)動(dòng)車駕駛?cè)藛T交通安全意識(shí)不夠，出現(xiàn)越來(lái)越多的違章現(xiàn)象。2012年，全國(guó)共查處超速行駛9000多萬(wàn)起，因超速行駛肇事導(dǎo)致7000多人死亡。對(duì)此，為提高高速公路管理水平，管理部門急迫尋求一種科技含量較高的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。針對(duì)目前所面臨的問(wèn)題，筆者介紹一種比較優(yōu)秀的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有無(wú)人職守、自動(dòng)采集、操作簡(jiǎn)便、安全可靠等特點(diǎn)，可在監(jiān)督工作中起舉足輕重的作用，能夠有效控制超速違章現(xiàn)象，不僅提高交通管理部門的工作效率，還可創(chuàng)造良好的社會(huì)效益。

1 系統(tǒng)總體框架結(jié)構(gòu)

針對(duì)當(dāng)前高速公路現(xiàn)代化特點(diǎn)，為達(dá)到低成本、易操作、可配置的管理要求，將該計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分成幾個(gè)功能部分，分別為“測(cè)速部分”、“傳輸部分”、“收費(fèi)站布控部分”、“車輛稱重部分”、“移動(dòng)稽查部分”、“信息中心”及“指揮中心”。分布情況參見(jiàn)圖1：

2 系統(tǒng)各部分功能

2.1 測(cè)速部分

采用視頻測(cè)速，該部分硬件主要包括CCD3臺(tái)、實(shí)時(shí)圖像采集卡4路及1臺(tái)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，軟件分2個(gè)部分，即視頻測(cè)速軟件及操作系統(tǒng)。工作原理如下：由4路采集卡采集遠(yuǎn)景圖像，由視頻測(cè)速系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)地檢測(cè)，通過(guò)系統(tǒng)分析處理后，計(jì)算出車輛速度。對(duì)于超速的車輛，立即收集該車的車牌號(hào)，并且記錄該車違章時(shí)間、地點(diǎn)、近景、遠(yuǎn)景圖像、車牌號(hào)碼及圖像，置入計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。測(cè)速原理及整個(gè)測(cè)速流程分別參見(jiàn)圖2和圖3所示。

如圖2所示，在車輛駛?cè)朦S色區(qū)的時(shí)刻，系統(tǒng)便針對(duì)此車進(jìn)行計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)持續(xù)到圖中藍(lán)色區(qū)為止，此時(shí)，還需對(duì)該車的車牌號(hào)碼和圖像進(jìn)行抓拍。記錄該車行駛過(guò)該路程所花費(fèi)的時(shí)間，計(jì)算出車在此段的平均行駛速度，以發(fā)現(xiàn)車輛是否超速行駛。該系統(tǒng)經(jīng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，對(duì)行駛車輛車牌識(shí)別準(zhǔn)確度在98%以上，測(cè)速系統(tǒng)速度誤差不超過(guò)3%。

2.2 傳輸部分

傳輸部分實(shí)現(xiàn)的功能主要是將計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的超速違章信息向中心數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)時(shí)傳輸。該系統(tǒng)具有自動(dòng)傳輸功能，即該系統(tǒng)可在故障或者網(wǎng)絡(luò)堵塞時(shí)進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)以等待故障處理貨網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)暢通，在問(wèn)題解決后，該系統(tǒng)便可以自動(dòng)恢復(fù)正常傳輸工作。

2.3 收費(fèi)站布控部分

該部分實(shí)現(xiàn)的主要功能是自動(dòng)對(duì)離站車輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)。搜索違章車輛，違章車輛包括黑車、未年檢車輛、超速行駛車輛、長(zhǎng)期占用超車道的車輛。系統(tǒng)向違章車輛的車主給予違章警示，為增加說(shuō)服力，系統(tǒng)應(yīng)保留違章記錄，以便車主及執(zhí)法人員進(jìn)行在線查詢。該部分硬件主要有以下設(shè)備：工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、站點(diǎn)服務(wù)器、圖像采集卡、CCD攝像機(jī)、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、云臺(tái)、LED顯示牌、報(bào)警燈及防護(hù)罩。而該部分軟件主要包括：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、收費(fèi)站布控軟件系統(tǒng)及操作系統(tǒng)三大塊。在車輛駛?cè)胧召M(fèi)站道口的時(shí)候，系統(tǒng)便開(kāi)始分析采集的車輛圖像，重點(diǎn)是收集到車牌號(hào)，并和站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)儲(chǔ)存的違章記錄進(jìn)行比較分析，事實(shí)上，站點(diǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)同步本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中和信息中心的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫(kù)中的違章數(shù)據(jù)。一旦發(fā)現(xiàn)違章記錄匹配時(shí)，系統(tǒng)中的報(bào)警燈將會(huì)響起，且會(huì)將車輛的車牌號(hào)和有關(guān)違章信息顯示在LED牌上。

2.4 自動(dòng)稱重部分

在高速公路的入口位置設(shè)置有自動(dòng)稱重系統(tǒng)，就是對(duì)稱車輛的重量以發(fā)現(xiàn)超載情況。如果發(fā)現(xiàn)車輛有超重現(xiàn)象，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將該車的超重違章情況記錄下來(lái)，并傳送此信息到信息中心的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。另外，公路的交通管理人員可以把有關(guān)的處罰數(shù)據(jù)輸進(jìn)系統(tǒng)里，且在信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)存檔以便查閱。

2.5 移動(dòng)稽查部分

該部分亦可叫做“移動(dòng)電子警察”。主要硬件有計(jì)算機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、圖像采集卡及移動(dòng)電話；而軟件主要由移動(dòng)稽查軟件和操作系統(tǒng)組成。該系統(tǒng)處理并分析采集到的圖像，主要獲取車輛的牌照號(hào)，且和信息中心進(jìn)行無(wú)線信息交流以獲取該車輛的違章情況。如果發(fā)現(xiàn)該車的違章信息，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)自動(dòng)提醒操作管理人員。

2.6 信息中心

信息中心可將全部用戶信息、車輛及其車主信息、違章及相應(yīng)處罰信息存儲(chǔ)起來(lái)。信息中心主要包括以下硬件：數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、通信設(shè)備、打印機(jī)及查詢終端。信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)能夠同步本地及各站點(diǎn)的違章記錄信息。該中心在進(jìn)行違章數(shù)據(jù)檢索時(shí)可以依照車輛所屬地區(qū)、車牌號(hào)、車牌顏色、車輛行駛速度、車輛違章時(shí)間、地點(diǎn)或車道進(jìn)行，將相關(guān)信息打印到罰單中。另外，該中心還可以對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)測(cè)速及傳輸系統(tǒng)的工作情況進(jìn)行遠(yuǎn)程維護(hù)。信息中心的主要功能可參見(jiàn)圖4所示：

圖4 信息中心功能方塊圖

2.7 指揮中心

指揮中心主要功能為采用電視墻及監(jiān)控裝置對(duì)公路各測(cè)速點(diǎn)交通狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)遙測(cè)，其主要包括電視墻、監(jiān)控設(shè)備及工作站三個(gè)部分。系統(tǒng)能夠于工作站中校驗(yàn)各測(cè)速點(diǎn)發(fā)送至信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)里的違章信息。校驗(yàn)信息時(shí)主要有兩種模式可供選擇，即人工校驗(yàn)和自動(dòng)校驗(yàn)兩種，前者就是對(duì)違章信息進(jìn)行人工確認(rèn)，而后者就是采用計(jì)算機(jī)來(lái)判斷違章信息是否有效，如果記錄被判斷有效，則將其置入已準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)庫(kù)“有效表”中，如果無(wú)效，便錄入該信息到“無(wú)效表”中。另外，指揮中心還可以在遙測(cè)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)情況的同時(shí)，抓拍及記錄違章車輛，自動(dòng)傳輸違章信息至信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3 系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)分析

3.1 系統(tǒng)穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本較低

系統(tǒng)裝設(shè)及修理會(huì)對(duì)交通產(chǎn)生或多或少的影響，從這個(gè)角度，車輛檢測(cè)器有干擾型和非干擾型之分，前者如感應(yīng)環(huán)檢測(cè)器、磁感應(yīng)檢測(cè)器等傳統(tǒng)檢測(cè)器。在干擾型檢測(cè)器的安裝和維修時(shí)，通常要將道路進(jìn)行關(guān)閉處理或者將相關(guān)車道關(guān)閉。對(duì)于非干擾式檢測(cè)器，一般會(huì)在路旁或者空中進(jìn)行裝配，不會(huì)太影響正常交通，還可以避免管線埋設(shè)、路面重鋪等工程的影響。當(dāng)前的非干擾式檢測(cè)器主要由以下部分組成：紅外線檢測(cè)器、聲波與超聲波檢測(cè)器、視頻圖像檢測(cè)器以及微波雷達(dá)。采用視頻采集系統(tǒng)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，能夠獲得如車輛型號(hào)、顏色、速度、車牌號(hào)等具有重要參考意義的信息。干擾型檢測(cè)器因通常埋在地下，不僅數(shù)量要求較多且相對(duì)較易損壞，一般要定期進(jìn)行替換，此維護(hù)花費(fèi)不小。相對(duì)而言，視頻檢測(cè)器同時(shí)對(duì)多條車道進(jìn)行檢測(cè)時(shí)僅需要一套設(shè)備就能滿足要求。這對(duì)系統(tǒng)投資成本的控制具有重要的意義。

3.2 無(wú)人值守測(cè)速、網(wǎng)絡(luò)化管理

當(dāng)前，大部分的測(cè)速系統(tǒng)測(cè)速工作主要靠雷達(dá)等傳統(tǒng)手段，這要求工作人員實(shí)時(shí)實(shí)地在高速公路上進(jìn)行測(cè)量。這將加重工作人員的負(fù)擔(dān)且增加工作危險(xiǎn)度。而本文介紹的系統(tǒng)對(duì)各測(cè)速點(diǎn)的信息采集不需要人工手動(dòng)操作，測(cè)速系統(tǒng)自動(dòng)傳送車輛超速數(shù)據(jù)至信息中心數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)，讓工作人員能夠在工作站內(nèi)獲取高速公路上車輛違章超速信息，這便克服了人工采集的不利因素。

3.3 參數(shù)類型多、準(zhǔn)確度高

本系統(tǒng)能夠統(tǒng)計(jì)分析高速公路的車輛流量及密度以及路面占有率，而且對(duì)車輛行駛速度進(jìn)行測(cè)量，采集車輛的車牌號(hào)碼。該系統(tǒng)對(duì)行駛車輛車牌識(shí)別準(zhǔn)確度在98%以上，測(cè)速系統(tǒng)速度誤差不超過(guò)3%。

4 結(jié)語(yǔ)

本文所介紹的系統(tǒng)克服了當(dāng)前高速公路普遍存在的違章舉證方法的局限，系統(tǒng)穩(wěn)定、維護(hù)簡(jiǎn)單、成本較低，具有視頻采集、無(wú)人職守及網(wǎng)絡(luò)化管理等優(yōu)點(diǎn)，且質(zhì)量可靠、準(zhǔn)確度高。該系統(tǒng)應(yīng)用前景十分可觀，可進(jìn)行進(jìn)一步研究和應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1] 譚曉軍，沈偉，郭志豪.一種基于視頻的道路交通流量監(jiān)測(cè)方法[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2005，（5）.

[2] 安福東.機(jī)動(dòng)車的幾種測(cè)速方式原理及性能的分析比較[J].警察技術(shù)，2008，（3）.

[3] 高速公路視頻監(jiān)控傳輸解決方案[J].中國(guó)安防產(chǎn)品信息，2005，（1）.

[4] 高速公路收費(fèi)口視頻監(jiān)控方案[J].中國(guó)安防產(chǎn)品信息，2005，（1）.

[5] 沈力平.試述現(xiàn)代城市交通管理存在的問(wèn)題及其完善建議[J].中國(guó)科技財(cái)富，2011，（6）.

[6] 周承云.高速公路視頻測(cè)速監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

[J].中小企業(yè)管理與科技（上旬刊），2009，（8）.

[7] 姜永林，孫國(guó)棟.交通車輛視頻測(cè)速技術(shù)[J].儀表技術(shù)與傳感器，2012，（9）.