刍议高速公路智能监控系统软件架构
摘 要： 随着中国高速公路投资规模的不断扩大，建设里程的不断增加，监控系统作为高速公路交通工程中的一部分，在高速公路管理中发挥着越来越重要的作用。
实现了对高速公路的有效管理。
文章是作者就高速公路智能监控系统软件架构的相关问题进行简要的阐述和分析，以供参考！ 毕业论文网 关键词： 高速公路智能交通 监控系统软件构架 0引言 自上世纪90年代智能交通系统被引入我国后，经过这些年的研究与发展，智能交通系统在高速公路服务系统中已初具规模，已成为交通运输系统信息化的重要突破口。
我单位负责某高速公路信息管理中心信息化管理系统的建设和运营养护工作，下面就根据该高速公路段的监控系统情况，对高速公路智能监控系统软件的系统架构、软件流程、模块功能等进行说明。
智能监控系统为实现该高速公路联网监控而设计开发，通过采集分析外场设备数据，使监控人员(监控中心和监控分中心)随时掌握监控路段的交通、设备运行、气象情况等与道路交通有关的数据；并在出现意外情况时能够做出正确反应，实现对高速公路科学、有效、及时、正确的监控。
1.监控系统软件功能描述 智能监控系统软件在监控系统担负着获取监控外场设备数据、分析路网高速公路交通流情况、提出交通事故(事件)处理方案、展示路网高速公路交通状态、下传操作员命令等任务，是实现智能交通的重要组成部分，如图1所示。
该高速公路段智能监控系统采用C/s和B/S结合的方式，c/s结构，适用于内部的传统的核心业务(例如交通业务子系统)，而B/S/S结构则较适合于在Internet上的信息发布等业务(例如TGIS子和对外发布子系统)。
下面分别对监控中心软件系统和监控分中心软件系统功能进行介绍。
1.1、监控中心软件系统功能描述 在高速公路联网监控时，监控中心是全网高速公路交通集中监控、统一协调交通运营和组织重大交通事件紧急求援，排除重大交通事故的中心。
因此，在联网监控时，监控中心除了具有一般路段监控分中心的主要功能外，还应具有以下主要功能： 全面宏观监控全市路网交通及运行的状况，监控中心要汇集各路段监控分中心的采集数据，对全市高速公路进行监控，重点区段： (1)高速公路与高速公路的互通立交处(简称高接高)， (2)特大桥、长隧道、特长隧道的出人口处或相邻的互通立交处； (3)市界主线站的出入口处； (4)与大城市连接的互通或环城路出入口处； (5)交通量特别大的重点路段或事故多发路段； (6)经常发生交通事故的路段。
通常情况下监控中心宜以监视、监督全市交通运行状况为主，不参与各监控分中心的控制，当路网内出现以下情况时，才需要介入分中心的控制： (1)路网局部路段出现大面积拥堵或重大交通事故； (2)特大型或长隧道等大型构造物出现故障； (3)相邻监控分中心的路段结合部、枢纽互通立交出现拥堵及交通事故时； (4)出现特殊事件需要监控中心进行控制。
监控中心优先权应高于路段监控分中心，当监控中心下达的指令到达监控分中心时，应给分中心监控人员有相应的显示与提示，同时在分中心监控人员完成指令任务后，应向中心回复，以确保控制的可靠性。
在某种情况下，尤其是发生交通事故时，监控中心与监控分中心会同时对某地点被控外场设备进行控制，为避免竞争，需要规定控制的优先顺序，确定谁来进行控制更紧迫，更合理。
1.2、监控分中心软件系统描述 监控分中心系统可以直接控制本路段内的外场设备。
负责实时采集外场设备数据，并将外场设备数据上传到中心系统，保证监控中心系统也能够实时反映路段的交通状况。
可以通过网络接收监控中心下达的指令，当发生重大交通事故时，监控分中心可按照监控中心下发的指令作出相应处理，也可以由监控中心直接进行控制。
省监控中心和路段监控分中心的工作界面如图2所示： 2.高速公路智能监控系统数据流程及传输内容 2. 1智能监控系统数据流程 高速公路智能监控系统的数据基本都是依据管理控制结构的划分，一般分3级控制，即省市监控总中心一区域分中心一路段中心，其数据流向基础信息的采集和发布由路段中 心负责，负责将采集到的数据上传给上一级管理机构，上级管理机构对下一级直接发送指令。
路段分中心的智能监控系 统数据流程如下图： 2.2各监控分中心应向省中心上传的数据 2.2.1、高速公路开通运行前上传至省或片区监控中心的信息应该包括： (1)高速公路信息：高速公路的名称、里程、桩号，长大隧道、桥梁的桩号、长度等信息； (2)路段监控分中心信息：名称、位置等信息； (3)基层监控单元的名称、位置等信息； (4)收费站信息：收费站的名称、位置、土建车道 数、安装设备车道数，以及各收费站所在的县级行政区域和 连接的国省道信息； (5)安装的监控设备信息，主要分为两类：外场设备信息和隧道设备信息； (6)相应的信息包括安装的位置、方向、品牌型号、 技术参数等信息。
2.1.2、高速公路在运行过程中上传至省或片区监控中心的信息，该信息包括： (1)收费监控数据：高速公路收费站的名称、位置、 收费车道与收费站的开／闭状态，收费站事件信息、收费系 统故障信息等； (2)道路外场监控设备数据包括：车辆检测器数据、 气象检测器数据、能见度检测器数据、可变信息标志数据、可变限速标志数据、紧急电话报警记录； (3)隧道交通监控设备数据包括：车辆检测器数据、一氧化碳数据、能见度检测器数据、可变信息标志数据、可变限速标志数据、交通信号灯、车道控制标志、紧急电话报 警记录：报警时间，设备位置或编号、设备状态； (4)道路封闭(开启)信息：包括封闭(开启)的路段、收费站的位置、时间、分流措施以及当前的情况； (5)事件信息：指各种影响高速公路网运行(包括道路主线、立交匝道、收费站等)。
3.监控系统软件模块分析 本监控软件采用模块化设计，各功能模块之间相互独立，共享数据。
监控中心模块功能设计描述 监控中心监控系统共分为7个模块如图5： 1、Java应用服务器 Java应用服务器由数据交互进程、数据传输代理服务进程、以及业务逻辑处理进程组成。
(1)数据交互进程：负责与数据库进行数据交换，将最新获得的原始数据存储到数据库中，并负责与监控客户端进行数据通讯。
(2)数据传输代理服务进程：用于接收、存储分中心向中心传输的外场设备数据，道路状态数据以及事故、养护，情报板指令等信息，同时还负责将中心下发的养护、情报板指令信息传输到分中心。
(3)业务逻辑处理进程：负责按照监控处理逻辑对原始数据进行运算处理，如计算路段当前交通状态、气象状况、事件触发时机等。
2、智能监控子模块 智能监控子模块负责地图漫游、路段切换，显示路段各类设备信息和设备工作状态、处理各类报警并提供诱导方案，并且如果报警事件发生在高接高互通附近，则可以进行高接高互通路段的智能分析，完成对路网内所有路段的监控和协调管理。
3、事件管理子模块 事件管理子模块用于监控人员对在日常工作中发生的交通事故、管制信息以及天气情况以及其他情况等信息进行记录备案，并可随时进行查询。
4、统计报表子模块 统计报表子模块为监控人员提供业务数据的查询、统计数据和报表。
5、智能分析子模块 智能分析子模块用于对高接高互通路段通行状态进行分析，并提供默认诱导命令供监控人员使用。
包括机构设置，用户管理、系统参数设置。
7、数据分拣子模块 数据分拣子模块用于将设备信息和状态分拣到数据库中 设备对应表中，供智能监控和统计报表模块调用。
监控分中心监控系统共分为十个模块，这十个模块根据功能用途可划分为3类，应用服务器，数据采集类，智能监控类和辅助类，使用SQL Server数据库： 1、数据采集子模块 数据采集子模块用于所有外场设备数据信息的采集和侦听，并负责将采集的数据上传数据传输服务器。
同时，还负责将监控人员设置的情报板命令下发到对应情报板设备上。
2、Java应用服务器 Java应用服务器由数据交互进程、数据传输代理服务进程、以及业务逻辑处理进程组成。
3、智能监控子模块 智能监控子模块负责地图漫游、路段切换，显示路段各类设备信息和设备工作状态、处理各类报警并提供诱导方案。
由于分中心只能监控本路段范围信息，因此不提供高接高互通路段的智能分析。
4、事件管理子模块 事件管理子模块用于监控人员对在日常工作中发生的交通事故、管制的信息以及天气情况以及其他情况等信息进行记录备案，并可随时进行查询。
5、统计报表子模块 统计报表子模块为监控人员提供业务数据的查询、统计数据和报表。
包括机构设置，用户管理、系统参数设置。
7，数据分拣子模块 数据分拣子模块用于将设备信息和状态分拣到数据库中设备对应表中，供智能监控和统计报表模块调用。
8、走马灯控制系统 用于将监控人员下发的情报板内容发送到地图板大屏幕走马灯设备并进行内容显示。
9、地图板控制系统 地图板控制系统用于将车检数据，紧急电话、各收费站数据实时显示到地图板大屏幕上，并根据数据采集模块提供的设备状态信息实时控制。
11、CCTV视频控制 选择任一摄像设备，可自动切换到该设备图像，并可进行硬盘录像功能。
4.结束语 在监控中心和分中心模块划分设计中，各功能模块独立设计开发，所以Java应用服务器、事件管理子模块、配置管理子模块、智能监控子模块、统计报表子模块、数据分拣子模块等模块只需通过系统配置信息的修改，就可以完成监控 中心和分中心模块功能的切换。
这样能够节约开发成本，增 加了软件的可移植性，也便于监控管理人员操作，减少培训成本。
以上是对智能监控软件的体系结构和功能模块的整体描述，智能交通监控软件采用模块化设计，方便功能扩展，为进一步开发打下了良好基础。
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。