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1、公路智能综合监控系统1. 解决方案项目背景公路是国家经济发展的命脉，是人民大众工作生活不可缺少的重要组成部分。如何高效、科学的管理公路是摆在公路监控管理部门面前的重要议题。传统的公路监控系统主要关注在交叉路口、重点路段、收费站、服务区、隧道、大桥等，完成车辆收费、车牌记录、重点地段监控等基本功能。但是现有的、传统的监控系统正临着很大的挑战。存在主要问题有：缺乏统一的监控平台大量建设的公路监控系统没有一个综合的监控平台来实时的监控车辆的运行。实时数据少，信息更新缓慢。缺乏先进的监管手段目前车辆超限、超载、货车抛洒杂物等违规违章行为缺乏及时有效的监管，公路道路及周边环境异常情况不能及时有效的发现处
2、置，交通状态信息未能智能统计并及时向公众发布，管理基础信息不完整。信息的共享和部门互动不够信息资源共享机制不完善，形成严重的信息壁垒。缺乏部门之间有效互动的平台。缺乏对公众的服务未能为市民提供全方位、全天候、高效率、不间断的服务。未能充分满足公众对出行信息查询、服务、投诉和建议等政务信息的需求。数据的利用程度不够深未能利用车辆行驶的历史信息进行分析，线路站点规划。未能利用信息辅助决策随着公路基础建设的不断完善。对整个公路的总体服务质量也提出了更高的要求。因此建设标准化、智能化、互动化的公路智能综合监控系统的需求越来越迫切。公路智能综合监控系统是“智能交通系统”，简称ITS(Intelligen
3、tTransportationsystems)的一个重要组成部分。系统通过对海量的视频数据进行及时准确的分析和理解，实时获取交通基本数据，对交通拥堵和交通事故进行预测，实现道路交通中异常行为的智能识别、提前发现和自动报警，从而减轻交管监控人员的工作负担，提高监测准确度，使城市道路交通管理工作更加有效。2. 需求分析目前公路监控已经具备了基本的视频监控系统。从安全防范角度来说，公路监控自身具有交警等“人防”体系，加上智能视觉监控系统的“技防”体系，“人防”与“技防”密切结合，发挥各自优点。建立较完善的保安监控体系。根据客户需求，严密监控区域的前端系统的核心是“发现可疑行为”和“摄像”。尤其以“发
4、现可疑行为”作为设计基础。只有在发现了可疑行为的基础，摄像才有更加实际的意义。在传统的闭路电视监控模式下，保安人员需要监视太多的视频画面，远远超出人的接受能力，导致实际监控效果低下。实验结果表明，在盯着视频画面仅仅22分钟之后，人眼将对视频画面里95%以上的活动信息视而不见。因此我们需要智能视觉监控来改善监控效果，同时减轻保安人员的负担。这样才能真正让控制中心人员从繁杂的监控工作中解脱出来，以便有更多的资源应对可疑现场。智能交通功能需求分析:违章或故障、事故停车在车道上或禁止停车区域出现停车现象，不论是因车辆故障停车或违章停车，都或属于极为危险的事件，或属于易引起交通阻塞的违章行为，需要及时进
5、行处理，而事故停车也需要管理部门及时知晓尽快处理以恢复交通，视频分析技术可以及时发现停车行为，提醒交通管理部门及时处理。违章左转右转在某些道口，是不允许进行左转或右转，否则不但容易引起交通阻塞，也容易引起交通事故导致生命财产的损失，通过视频分析技术自动检测违章左转或右转行为，可以对这些违章行为进行有效处罚，以提高交通监测系统的威慑力，从而减少违章行为的发生。（使用双警戒线规则）违章变线在某些路段（如隧道内），正在高速行驶的机动车辆随意变线是一种违章行为，容易导致交通事故的发生，应该及时发现和处理。视频分析技术通过监测车辆的行驶轨迹，并与车道线进行比较，可以发现违章变线行为。（利用单警戒线规则）
6、违章逆行在交通法规中，逆行是一种很严重的违章行为，不但容易引起交通的混乱，也很容易引起交通事故的发生，应当及时发现及时制止及时处理。视频分析技术通过监测车辆的行驶方向，与正常行驶方向比对，可及时发现违章逆行行为并及时报警，提醒交通管理部门进行处理。（利用单警戒线有方向识别的功能进行判断）遗洒物体正在行驶过程中的车辆不慎遗洒物体，容易引起交通的阻塞，特别是在机动车辆高速行驶状态下（如高速公路，隧道内），前车出现遗洒现象极易导致后车的严重交通事故，当发现这种事件时，需要道路管理部门及时尽快地处理，以避免严重后果的发生。视频分析技术通过对监控视频的分析，可及时发现物品遗洒的事件，及时在情报板上公布提
7、醒后车，并及时派出人员进行处理。（利用弃置规则）行人横穿公路在非人行横道线区域，行人横穿公路是很危险的行为，很容易导致交通事故的发生，而且很容易出现人员的伤亡，应当及时制止。视频分析技术通过分析行人的运动轨迹，能及时发现违章横穿公路的行为。（利用智能行为分析技术可以区别人和车以及其他物品）高速公路内出现行人或自行车高速公路属于机动车辆高速行驶的专用封闭交通网络，不允许有无关的行人进入，也不允许自行车进入高速公路，否则在车辆高速行驶的情况下，很容易造成严重的交通事故。视频分析技术通过监测高速公路区域内的运动个体，并进行简单的分类，能够及时发现出现在高速公路封闭区域内的行人或自行车，通知高速公路管
8、理部门进行处理，避免严重后果的发生。（利用智能行为分析技术可以区别人和车以及其他物品）车辆拥挤度利用密度检测功能可以检测道路上的交通拥挤度情况。车流量监测利用流量统计功能可以检测各路段的实时车流量超速检测利用速度检测功能可以检测道路上速度超过规定值的汽车。追尾事件检测遇袭规则人员非法进入遂道人员非法进入遂道会给遂道车辆安全运行和遂道自身安全带来隐患，利用智能行为分析技术可以区别人和车以及其他物体。防止人员进入遂道的行为。3. 设计原则系统设计严格遵循“规范性、可靠性、安全性、可扩展性、易用性、经济性”等原则。（一）、规范性加强系统建设、管理的规范性，系统的各种软件、硬件均应符合相关的国家、行业
9、标准。组网方式、管理模式统一，从而达到系统功能、内容的统一化和标准化。（二）、可靠性系统能满足7x24小时不间断运行，满足峰值业务量处理的需要。系统重要数据应能及时备份和恢复；对紧急情况应有相应的应急处理措施，使其不影响其它正常的业务开展。（三）、安全性系统应在网络传输、数据存储、应用程序等方面具有严格的权限控制、抗非法入侵、日志跟踪等能力，以保证系统的安全性。（四）可扩展性系统应能灵活扩充，能够方便拓展新业务和接入各类信息系统及新设备；系统应能实现与外部系统之间的数据转换和交换。（五）易用性系统应具有清晰、简洁、友好的人机界面，准确、详细的在线帮助，灵活、便捷的输入方式切换，智能的数据输入提
10、示，准确、及时的数据合法性检查，方便、详细的常见错误修改说明；系统应能灵活配置不同数据参数和报表。（六）经济性在满足系统功能及性能要求的前提下，尽量降低系统建设成本。采用经济实用的技术和设备，利用现有设备和资源，综合考虑系统的建设、升级和维护费用。公路智能综合监控解决方案4.1方案总体设计4.1.1系统总体目标公路智能综合监控系统作为智能交通实施的一部分，将进一步改善公路交通管理的社会效果，使得各个交通子系统更好的协调工作，达到人、车、路协调运行的目的，提高道路利用率，改善交通秩序，加强交通管理者的执法力度和管理。公路智能综合监控系统采用了先进的信息技术，实时监控公路上的交通情况，并对汽车驾驶
11、员提供秒级的交通信息，达到以下目标:（1）提高道路安全，减少交通事故，缩短由于交通事故（包括车辆故障）所引起的延误；（2）提高高速公路的通行能力，优化交通流量，提供一个更有效的的交通道路系统；（3）提高车辆通行的速度，降低机动车车辆排气污染，改进行驶环境对汽车驾驶员产生的感受，提高交通运输效率。4.1.2系统功能定位提供实时的交通信息提供前进方向的交通状况或者事故警告。在进入高速公路之前，以及在高速公路出口前的路段，驾驶员能够接收到实时前方的最新交通资料，允许在必要时改变行驶路线。如果不改变路线，至少能掌握所选择路线上延误的原因和情况。对交通事故的快速响应对监控的道路进行24小时检测，可以对交
12、通事故地点进行快速定位并报警，交通控制中心可以快速派出处置人员到达事故现场，在最短时间内使交通再次恢复正常通行。将交通拥挤减少到最低限度因为该系统能在交通事故发生的初期就有响应，大大缩短从事故检测到事故处理完的时间，使交通拥挤减少至最低限度。同时，及时提供交通信息，使驾驶员有机会避开事故地点，选择其他道路行驶，从而进一步降低交通拥挤。对异常事件快速响应与处置对车辆超限、超载、货车抛洒杂物等违规违章行为及时发现并处置，对公路道路及周边环境异常情况及时发现并处理。提高道路安全性汽车驾驶员在道路上遭遇困难时即可引起系统的注意，可以以最快的方法移去道路上的障碍并清理事故现场，直到保持交通自由畅通，享有
13、更安全的行驶环境。4.1.3系统组成公路智能综合监控系统由热备份中央管理控制中心和前端传感系统组成，主要包括如下子系统：交通状态监测子系统交通状态监测子系统监测公路上到的交通流量、速度、道路占有率等实时交通信息，采用先进的算法，处理检测到的交通数据，判断是否有交通事故以及道路拥挤情况和程度。同时，通过交通信息发布子系统发布各种动态交通信息，也可发布市政施工等交通静态信息。车辆监测子系统车辆监测子系统包括若干个图像处理系统和视频检测点，安置在公路、桥梁、隧道的关键位置。主要完成交通数据采集（如车辆总数、车辆分类、速度、车辆出现排队的长度等）、切换视频检测电视图像到中央控制中心，便于证实交通情况以
14、及交通事故检测（回放事故前十二个画面）等功能。异常事件检测子系统异常事件检测子系统采用两层检测方法来检测交通事故。第一层运用设在现场的视频检测设备，根据检测到的区域交通情况进行判断；第二层设在中央控制室，通过交通数据分析，运用人工智能算法，对视频检测区域外的道路情况进行判断，分析是否有交通事故发生。来自视频检测和电视监控的数据和图像通过传输网络送到中央管理控制中心，系统对交通事故报警信号自动检测。交通管理控制中心管理人员只需关心受到交通突发事件影响的路段，在派遣处置人员到达事故现场之前，管理控制中心可事先利用视频监控系统确认事故性质，从而在规定时间内拖走事故车辆或救护伤员。交通信息发布子系统交
15、通信息发布子系统可通过广播、短信或者设置在位于公路关键位置的显示面板显示当前相关路段的交通信息，通知驾驶员前方的交通情况和行驶时间，实时通知驾驶员前面的交通拥挤状况。同时，公众可以通过Internet观察到实时监控系统视频图象。4.2方案详细设计公路智能综合监控系统是基于目前快速发展的计算机视频内容识别技术，用户可设置某些特定的规则，视频监测系统会识别目标行为是否符合这些规则，由此判断是否需要做出反应，例如联动报警等。如果认为目标行为没有违反规则，系统将不作出反应。这样可有效减轻监控人员的工作负荷，提供工作效率。部署于监控区域的摄像机将采集到的现场图像通过视频线、光纤或者IP网络传送到区交管分中心，区交管分中心会将这些图像数据经过视频矩阵或者视频矩阵输出到电视墙上，同时进行录像备份。区交管分中心采集到的数据也可以经过专网上传给上一级的交管部门，上一级交管部门可实时查看现场图像或者提取存储资料。形成一个分层级的、分布部署和集中管理的监控体系中央处数据服:理及务器通信服务器地市级展示管理客户端客户端水浸传感器单火灾探测器温湿度传感器翠集信基站二带有源RFID射频标签的车辆综合数据采集服务RFID微气象传感器公路智能综合监控系统拓扑结构图421系统架构设计GIS空间艮务器旨关:户端媒体存储服务
