论计算机网络技术在高速公路管理中的应用

荣碧儒

摘要：当今，计算机技术在公路交通中应用广泛，对于复杂的高速公路管理工作，研究一种性能可靠、成本低、操作简便的网络系统具有重要的意义。文章介绍了一种优秀的高速公路管理系统的应用，分析了其优点所在以研究高速公路管理的现代化。

关键词：计算机；网络技术；公路管理

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）17-0040-03

据统计，我国于2012年底高速公路里程超过9万公里，位于世界前列。而与此同时，相对而言，我国高速公路管理工作却不尽人意。另外，不少机动车驾驶人员交通安全意识不够，出现越来越多的违章现象。2012年，全国共查处超速行驶9000多万起，因超速行驶肇事导致7000多人死亡。对此，为提高高速公路管理水平，管理部门急迫寻求一种科技含量较高的网络系统。针对目前所面临的问题，笔者介绍一种比较优秀的计算机网络系统，该系统具有无人职守、自动采集、操作简便、安全可靠等特点，可在监督工作中起举足轻重的作用，能够有效控制超速违章现象，不仅提高交通管理部门的工作效率，还可创造良好的社会效益。

1 系统总体框架结构

针对当前高速公路现代化特点，为达到低成本、易操作、可配置的管理要求，将该计算机网络系统分成几个功能部分，分别为“测速部分”、“传输部分”、“收费站布控部分”、“车辆称重部分”、“移动稽查部分”、“信息中心”及“指挥中心”。分布情况参见图1：

2 系统各部分功能

2.1 测速部分

采用视频测速，该部分硬件主要包括CCD3台、实时图像采集卡4路及1台工业控制计算机，软件分2个部分，即视频测速软件及操作系统。工作原理如下：由4路采集卡采集远景图像，由视频测速系统进行实时地检测，通过系统分析处理后，计算出车辆速度。对于超速的车辆，立即收集该车的车牌号，并且记录该车违章时间、地点、近景、远景图像、车牌号码及图像，置入计算机的数据库内。测速原理及整个测速流程分别参见图2和图3所示。

如图2所示，在车辆驶入黄色区的时刻，系统便针对此车进行计时，计时持续到图中蓝色区为止，此时，还需对该车的车牌号码和图像进行抓拍。记录该车行驶过该路程所花费的时间，计算出车在此段的平均行驶速度，以发现车辆是否超速行驶。该系统经检测发现，对行驶车辆车牌识别准确度在98%以上，测速系统速度误差不超过3%。

2.2 传输部分

传输部分实现的功能主要是将计算机中存储的超速违章信息向中心数据库实时传输。该系统具有自动传输功能，即该系统可在故障或者网络堵塞时进行自动循环以等待故障处理货网络恢复畅通，在问题解决后，该系统便可以自动恢复正常传输工作。

2.3 收费站布控部分

该部分实现的主要功能是自动对离站车辆进行监测。搜索违章车辆，违章车辆包括黑车、未年检车辆、超速行驶车辆、长期占用超车道的车辆。系统向违章车辆的车主给予违章警示，为增加说服力，系统应保留违章记录，以便车主及执法人员进行在线查询。该部分硬件主要有以下设备：工业控制计算机、站点服务器、图像采集卡、CCD摄像机、网络连接设备、云台、LED显示牌、报警灯及防护罩。而该部分软件主要包括：数据库管理系统、收费站布控软件系统及操作系统三大块。在车辆驶入收费站道口的时候，系统便开始分析采集的车辆图像，重点是收集到车牌号，并和站点数据库储存的违章记录进行比较分析，事实上，站点数据库管理系统会自动同步本地数据库中和信息中心的远程数据库中的违章数据。一旦发现违章记录匹配时，系统中的报警灯将会响起，且会将车辆的车牌号和有关违章信息显示在LED牌上。

2.4 自动称重部分

在高速公路的入口位置设置有自动称重系统，就是对称车辆的重量以发现超载情况。如果发现车辆有超重现象，则系统会自动将该车的超重违章情况记录下来，并传送此信息到信息中心的数据库内。另外，公路的交通管理人员可以把有关的处罚数据输进系统里，且在信息中心数据库中自动存档以便查阅。

2.5 移动稽查部分

该部分亦可叫做“移动电子警察”。主要硬件有计算机、数字摄像机、图像采集卡及移动电话；而软件主要由移动稽查软件和操作系统组成。该系统处理并分析采集到的图像，主要获取车辆的牌照号，且和信息中心进行无线信息交流以获取该车辆的违章情况。如果发现该车的违章信息，系统会及时自动提醒操作管理人员。

2.6 信息中心

信息中心可将全部用户信息、车辆及其车主信息、违章及相应处罚信息存储起来。信息中心主要包括以下硬件：数据库服务器、通信设备、打印机及查询终端。信息中心数据库管理系统能够同步本地及各站点的违章记录信息。该中心在进行违章数据检索时可以依照车辆所属地区、车牌号、车牌颜色、车辆行驶速度、车辆违章时间、地点或车道进行，将相关信息打印到罚单中。另外，该中心还可以对各个监测点测速及传输系统的工作情况进行远程维护。信息中心的主要功能可参见图4所示：

图4 信息中心功能方块图

2.7 指挥中心

指挥中心主要功能为采用电视墙及监控装置对公路各测速点交通状况进行实时遥测，其主要包括电视墙、监控设备及工作站三个部分。系统能够于工作站中校验各测速点发送至信息中心数据库里的违章信息。校验信息时主要有两种模式可供选择，即人工校验和自动校验两种，前者就是对违章信息进行人工确认，而后者就是采用计算机来判断违章信息是否有效，如果记录被判断有效，则将其置入已准备好的数据库“有效表”中，如果无效，便录入该信息到“无效表”中。另外，指挥中心还可以在遥测各监测点情况的同时，抓拍及记录违章车辆，自动传输违章信息至信息中心数据库中。

3 系统优点分析

3.1 系统稳定、维护简单、成本较低

系统装设及修理会对交通产生或多或少的影响，从这个角度，车辆检测器有干扰型和非干扰型之分，前者如感应环检测器、磁感应检测器等传统检测器。在干扰型检测器的安装和维修时，通常要将道路进行关闭处理或者将相关车道关闭。对于非干扰式检测器，一般会在路旁或者空中进行装配，不会太影响正常交通，还可以避免管线埋设、路面重铺等工程的影响。当前的非干扰式检测器主要由以下部分组成：红外线检测器、声波与超声波检测器、视频图像检测器以及微波雷达。采用视频采集系统具有诸多优点，能够获得如车辆型号、颜色、速度、车牌号等具有重要参考意义的信息。干扰型检测器因通常埋在地下，不仅数量要求较多且相对较易损坏，一般要定期进行替换，此维护花费不小。相对而言，视频检测器同时对多条车道进行检测时仅需要一套设备就能满足要求。这对系统投资成本的控制具有重要的意义。

3.2 无人值守测速、网络化管理

当前，大部分的测速系统测速工作主要靠雷达等传统手段，这要求工作人员实时实地在高速公路上进行测量。这将加重工作人员的负担且增加工作危险度。而本文介绍的系统对各测速点的信息采集不需要人工手动操作，测速系统自动传送车辆超速数据至信息中心数据库内，让工作人员能够在工作站内获取高速公路上车辆违章超速信息，这便克服了人工采集的不利因素。

3.3 参数类型多、准确度高

本系统能够统计分析高速公路的车辆流量及密度以及路面占有率，而且对车辆行驶速度进行测量，采集车辆的车牌号码。该系统对行驶车辆车牌识别准确度在98%以上，测速系统速度误差不超过3%。

4 结语

本文所介绍的系统克服了当前高速公路普遍存在的违章举证方法的局限，系统稳定、维护简单、成本较低，具有视频采集、无人职守及网络化管理等优点，且质量可靠、准确度高。该系统应用前景十分可观，可进行进一步研究和应用。

参考文献

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