高速公路机电系统市场投资分析与发展前景44

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1、第一章 高速公路机电系统产品概述产品定义及发展历程 一、产品定义高速公路机电系统主要包括：监控系统，收费系统，通信系统三个子系统, 以及供配电系统。 1、交通监控系统 交通监控系统一般由监控中心和外场设备两部分组成。 监控中心由计算机系统、闭路电视监视控制设备、投影设备、不间断电源系统等组成。监控中心计算 机系统采用局域网结构，能接入视频、数据和语音信息，构成一个多媒体的信息 平台，具备方便的扩展性。计算机系统具有每天 24h 连续工作的能力。监控软件 工程是交通监控系统的灵魂工程， 它采集外场设备检测到的信息， 进行分析处理， 生成相应的控制方案，通过外场的情报板等设备发布路况信息。2、收费

2、系统 高速公路收费系统是高速公路建设费用回收的途径，收费系统一般采用“收 费车道收费站各运营公司收费中心收费结算中心”的四级收费体制。各级 站点的核心都为计算机设备，这些设备通过以太网交换机连成网络。收费车道采 集的原始收费数据，通过计算机网络实时传送到收费站，收费站将采集的数据集 中后发送给收费结算中心和相应的运营公司的收费中心。在收费结算中心，对每 次出口的收费按照该车辆的车型和实际行驶所通过的路段、里程进行分割计算， 得出各路段的应收款，然后存入收费结算中心的数据库，并将清分的结果送给相 应的运营公司的收费中心。3、通信系统 通信系统主要是为高速公路运营管理及监控、 收费系统提供必要的话

3、音业务 及数据、图像信息传输通道，它是保障高速公路安全、高速、畅通、舒适、高效 运营及实现现代化交通管理必不可少的手段。根据目前的技术状况，通信系统基 本采用 2 种实现方法。一种为 SDH 光纤数字传输系统；另一种为可实现语音、 数据、视频三网合一的千兆以太网技术。二、发展历程 我国高速公路机电系统的建设起步于 20 世纪 90 年代初， 当时建成开通机电系统的路段有沈大、泸嘉、合宁、广佛、京津塘等高速公路，这些系统的建设为我国高速公路机电系统发展积累了宝贵的经验。 收费系统的发展建设最初主要借鉴法国、意大利等国家的经验，采用封闭式 收费体制，具体做法各省有所不同，如有的省份采用入口发卡、出

4、口验卡交费的 方式；有的省份采用入口发卡交费、出口验卡的方式。通行券介质也经历了手撕 纸券、重复用磁性纸券、一次性磁性纸券、接触式 IC 卡、非接触式 IC 卡等多个 阶段。收费区段按行政管理范围划分，区段之间用主线站分割。 监控系统在机电系统建设初期，大多不够完善，外场监测合发布设备的布设 密度较低，中心显示设备采用模拟地图板。 通信系统经历了数字微波、准同步数字传输系统（PDH） 、同步数字传输系统（SDH）等阶段，干线传输多采用链状结构。 经过几十年的发展，现在我国的高速公路机电系统建设已经有了长足的进步，初步形成了适合我国高速公路运营管理特点的机电系统建设标准和体制。收费系统也更加完善

5、，由通行券介质已基本统一到了非接触式 IC 卡这一先 进的方式，省内联网收费正迅速普及，不停车收费（ETC） 、车牌自动识别新技 术得到较多的应用。这些都为通行者提供了更大的便利。 通信系统已全部采用光缆传输，传输容量不断提高，省域内基本实现联网， 初步形成省内的高速公路专用通信网，从而为高速公路运营管理数据、语音、图 像提供了可靠的传输平台。 随着交通量的不断增大， 监控系统越来越受到了管理部分的重视， 交通检测、 控制、 诱导的手段也不断加强， 交通地理信息系统 （TGIS） 卫星定位系统 、 （GIS） 也得到了广泛应用第二节 产品特点及应用领域分析1、产品特点 高速公路机电系统主要具有

6、以下特点：专业性强、技术含量高、涉及专业面 广、线路较长造成维修工作量大、维护难度高。 2、高速公路机电系统应用 高速公路机电系统是专用于高速公路的产品。 是高速公路系统的重要组成部 分。高速公路监控系统设备主要分布在高速公路隧道内、隧道广场以及高速公路 沿线；高速公路收费系统分布在各高速公路出口。第三节 产业链概述 一、在产业链中的位置 高速公路机电系统上游行业为计算机产品、通讯和监控设备、供配电设备等行业；下游行业主要是高速公路行业。上游行业主要影响本行业的采购成本，其供应市场是充分竞争的，产品供大于求，对高速公路机电系统行业发展的影响较小。 高速公路机电系统行业与上下游行业之间均具有关联

7、性， 特别是与下游的高速公路行业具有很强的关联性。下游行业对高速公路机电系统行业发展具有重大牵引和拉动作用，其发展状况直接影响本行业的需求变化。目前，国家规划中的 高速公路网建设已经步入跨越式发展期， 这将对高速公路机电系统行业发展起到 强有力的推动作用。二、相关行业简述 “十一五”期间我国高速公路通车里程达到.万公里，新增.万公里， 其中 2010 年新建高速公路 8258 公路。居世界第二位。 “十二五”期间，交通运输部将以国家高速公路网建设为龙头，加强省际连接线建设，到年基本建成国家高速公路网。 “十二五”期间，交通运输部按照适度超前的原则，积极推进综合运输体系 建设，加快发展现代交通运

8、输业。具体工作包括： 1、稳步推进基础设施建设。坚持适度超前原则，继续保持适度规模和速度，确保国家扩大内需的重点在建和续建项目顺利建成并发挥效益，完善国家综合交 通运输基础设施网络。 2、加快推进结构调整。将结构调整作为转变交通运输发展方式的主攻方向， 深化综合运输体系建设、深化现代物流发展、深化科技进步和信息化建设、深化资源节约型和环境友好型行业建设、深化安全监管和应急处置能力建设。 3、推进科技创新和信息化建设。深入实施“科技强交”战略，统筹推进创新能力建设、重大科技研发、成果推广应用和标准化建设。到“十二五”末，交通运输科技贡献率达到。 4、推进基本公共服务均等化。落实“公交优先”战略，

9、加强和规范出租车 市场管理。到“十二五”末，全国高速公路电子不停车收费平均覆盖率， 建成城市公交专用道公里，民航航班正常率保持在以上，乡镇邮政局所实现全覆盖，建制村村邮站和邮件转接点覆盖率超过。 5、按照中央大部制改革要求，加快推进交通运输行政体制改革。第二章 高速公路机电系统产品生产技术发第一节 产品生产技术发展现状1、高速公路监控系统设计 目前，高速公路监控系统软件开发均采用面向对象的软件设计（Object OrientProgramming，OOP）技术，OOP 是一种很成熟的软件设计方法，但对于高速公路监控系统这样一个开放的、智能的分布式复杂信息处理系统来说，OOP 存在众多的局限性。

10、面向主体（Agent）软件设计（AgentOrientProgramming， AOP）作为一种全新的计算构建，由于 Agent 被赋予了类似人的意识和能力，是 一种粒度更大、智能性更高，具有一定自主性的实体（相对于对象 Object） ，更适合于开放的、智能的分布式复杂应用系统。 系统中 Agent 的实现技术：1)Agent 结构 Agent 的体系结构大致可分为：审慎式体系结构（DeliberativeArchitecture） 、 反应式体系结构（ReactiveArchitecture）和混合式体系结构（HybridArchitecture） 三种。根据上面对系统中各类 Agent

11、的分析，系统中的 Agent 可采用灵活的混合 体系结构。每个 Agent 包括感知、动作、反应、建模、规划、通信、 决策等模块。 Agen 混合体系结构2)通用 Agent模板的设计系统中各类 Agent实现的功能不同， 其本身的知识和求解问题的能力也有很大的区别，如信息发布类 Agent比较简单，而协调控制 Agent和综合决策 Agent 就比较复杂，因此，各类 Agent在其构造上有很大的不同。但是，通过对 Agent的研究，可以发现各类 Agent也存在一些相同的特性，如通信方式、执行机、心智状态（MentalState）的表示等是可以相同的，不同之处在于决策的策略，它们能作什么动作

12、、知识表示等。因此，在 Agent 的实现技术中可以定义一个对所有 Agent 都相同的内核结构（Agentkernelstructure） ，在主体内核上定义一个接口使 得各类 Agent 的决策方法、功能模块等可以方便地连接到主体内核上。Agent 内核如下图所示。 Agent 内核基于上述思想，本文在系统实现时设计了一个通用 Agent 模板，它由 Agent内核和功能模块构成。Agent内核由内部数据库、邮箱、黑板、执行机等组成。其中，内部数据库包含 Agent自身的信息、目标集合、世界的模型等信息；邮箱提供 Agent和环境以及其它 Agent 的通信；黑板提供 Agent 内部各功

13、能模块之间的通信；执行机则完成消息分派、功能模块的执行控制等。各功能模块都是独立的实体，由执行机启动完全并行执行，并通过黑板协调工作。这些功能模块可以使用不同的编程语言、数据结构，只要支持同样的黑板格式即可。 3）Agent 通信语言和描述语言 高速公路监控系统中的各 Agent 必须通过某种通信语言来实现彼此通信和协作。通信语言主要定义 Agent 之间信息交互的语法和语义规范。由于KQML （KnowledgeQueryandManipulateLanguage） 现以成为 Agent 通信语言的实事上的 标准，因此，本系统也采用 KQML 作为 Agent 的通信语言。 为了使功能模块能

14、够方便连接到通用 Agent 模块上， 并且方便 MAS 的配置、通信和协作，系统设计了一种 Agent 的描述语言（ADL） 。ADL 描述了 Agent 的 地址、目标、能力、资源，Agent 通过 ADL 来建立内部数据库，配置资源和加 载功能模块。 2、高速公路自动收费系统取得重大技术突破 2009 年初，由西安公路研究所和江苏省京沪高速公路有限公司共同承担的 “基于开源的高可靠收费系统实现” 科研项目通过了江苏省交通厅组织的科研鉴定。该成果具有创新性，提高了高速公路收费系统的可靠性和安全性，具有良好的推广应用前景；在公路收费领域达到国内领先水平，是我国高速公路收费系统的一项革命。长期

15、以来，我国高速公路收费系统大部分是运行在国外品牌以及受控知识产权的视窗平台之上，基于目前高速公路收费系统应用存在的诸多问题：高资源消耗及安全漏洞、版本更新频繁支持周期短、操作系统购置费用庞大、系统故障修复时间长等。为了解决上述问题，西安公路研究所等单位“实施自主知识产权战略、大力提升自主创新能力” ，为期三年的“基于开源的高可靠收费系统实现”研究取得了重大成功。 这个完全自主创新的成果采用 Linux 作为操作系统内核，Mysql 作为数据库平台，TOMCAT 作为 Web 消息中间件，电子盘作为存储介质，集成了各类硬件驱动程序及入侵检测等安全防护功能，实现了基于网络引导的快速恢复，并能全面兼

16、容现有收费系统，可满足高速公路联网收费应用需求。提高了收费系统的可靠性、 稳定性和安全性，降低了系统应用成本，提升了高速公路管理和服务水平。节约建设成本，节约运营维护成本，保证了收费网络的安全性。该成果已在江苏京沪高速公路的 3 个收费站进行了近一年的实际运行以及功能测试，可靠的运行表明系统易于使用，运行稳定可靠。每年仅建设资金就可节约近亿元。 3、高速公路通信系统中所用 ASON 技术 自动交换光网络（AutomaticallySwitchedOpticalNetwork，ASON）的出现，其最突出的特征是在传输网中引入了独立的智能控制平面，利用控制平面来完成路由自动发现、 呼叫连接管理、保护恢复等，从而对网络实施动态呼叫连接管理。ASON 是由用户动态发起业务请求，自动选路，并由信令控制实现连接的建立/拆除、交换和传输为一体的新一代光