高速公路監(jiān)控廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、高速公路監(jiān)控廣播系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)羅健簡(jiǎn)介該文是基于高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)而升級(jí)改造的廣播系統(tǒng)，通過(guò)在外場(chǎng)終端加裝調(diào)頻發(fā)射設(shè)備、音頻擴(kuò)音設(shè)備實(shí)現(xiàn)低成本、高效率、遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)發(fā)布高速公路各類信息，方便用路人通行高速公路，在服務(wù)用路人、處置突發(fā)事件、保障人員生命財(cái)產(chǎn)安全等方面都發(fā)揮著非常積極的作用。關(guān)鍵字：高速公路 監(jiān)控 廣播系統(tǒng) 設(shè)計(jì)一、引言隨著現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路已經(jīng)與人們的生活緊密的聯(lián)系在一起，成為公眾出行交通方式的最主要選擇之一，人們對(duì)高速公路出行信息的需求越來(lái)越高。同時(shí)，隨著高速公路建設(shè)里程與車流量的快速增長(zhǎng)，交通肇事、自然災(zāi)害等各類突發(fā)事件也越來(lái)越多。所有這些，都需要高速公路管理部門建

2、立統(tǒng)一、高效、快速的應(yīng)急指揮調(diào)度系統(tǒng)來(lái)滿足人們公眾出行信息的高質(zhì)需求，滿足高速公路上各類突發(fā)應(yīng)急事件快速指揮調(diào)度、處理需求。監(jiān)控廣播系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)路況信息播報(bào)、應(yīng)急事件處置指揮調(diào)度，區(qū)域甚至全省應(yīng)急指揮中心可以通過(guò)廣播系統(tǒng)實(shí)時(shí)播放各類路況信息，指導(dǎo)用路人正確通行高速公路，也可以通過(guò)廣播系統(tǒng)突發(fā)應(yīng)急事件現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行廣播，在專業(yè)救援隊(duì)伍到達(dá)之前，指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員正確、有序的開(kāi)展自救、互救行為，避免次生災(zāi)害事故發(fā)生。二、廣播系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)我們?cè)O(shè)計(jì)的高速公路監(jiān)控廣播系統(tǒng)主要利用現(xiàn)有監(jiān)控光傳輸系統(tǒng)設(shè)備，加以改造實(shí)現(xiàn)各級(jí)應(yīng)急指揮中心發(fā)出的語(yǔ)音信息通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行編碼，通過(guò)設(shè)置在外場(chǎng)監(jiān)控設(shè)施上的終端設(shè)備對(duì)接收到的IP

3、廣播數(shù)據(jù)包進(jìn)行解碼，并通過(guò)揚(yáng)聲器、FM調(diào)頻發(fā)射器等設(shè)備進(jìn)行廣播各類信息。網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)原理入下圖：麥克風(fēng)監(jiān)控廣播以太網(wǎng)管理計(jì)算機(jī)廣播服務(wù)器終端控制器功放揚(yáng)聲器調(diào)頻發(fā)射器調(diào)頻發(fā)射信號(hào)燈圖1按照?qǐng)D1所示建立廣播系統(tǒng)后，應(yīng)急指揮中心可以對(duì)外場(chǎng)所有廣播設(shè)備進(jìn)行分區(qū)管理控制，根據(jù)需要按分區(qū)、按具體設(shè)備開(kāi)啟廣播設(shè)備。用路人可以直接收聽(tīng)由設(shè)置在外場(chǎng)的揚(yáng)聲器發(fā)出的廣播信息，也可以根據(jù)調(diào)頻發(fā)射信號(hào)燈亮滅來(lái)判斷是否有廣播信息發(fā)布，及時(shí)打開(kāi)收音機(jī)收聽(tīng)廣播信息。同時(shí)，廣播服務(wù)器也可以根據(jù)需要進(jìn)行定時(shí)循環(huán)播放事先錄制好的信息，以達(dá)到為用路人更好服務(wù)的目的。三、系統(tǒng)設(shè)備組成及工作原理整個(gè)廣播系統(tǒng)由中心控制設(shè)備、傳輸網(wǎng)絡(luò)、終端控

4、制設(shè)備三部分組成，具體原理如下：（一）中心控制設(shè)備中心控制設(shè)備主要有麥克風(fēng)、管理計(jì)算機(jī)、廣播服務(wù)器三部分組成：麥克風(fēng)為錄音設(shè)備，與管理計(jì)算機(jī)直接相連，主要作用是采集廣播員發(fā)出的語(yǔ)音信號(hào)。管理計(jì)算機(jī)，與監(jiān)控廣播以太網(wǎng)相連，主要作用是將廣播員發(fā)出的語(yǔ)音通過(guò)管理計(jì)算機(jī)錄制成數(shù)字信號(hào)，將音頻數(shù)據(jù)上傳至廣播服務(wù)器準(zhǔn)備廣播，對(duì)廣播服務(wù)器、終端設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程設(shè)置，管理存儲(chǔ)在廣播服務(wù)器上的各類數(shù)據(jù)。廣播服務(wù)器，與監(jiān)控廣播以太網(wǎng)相連，主要作用是對(duì)需要廣播的音頻信號(hào)進(jìn)行編碼、存儲(chǔ)、廣播等任務(wù)。（二）廣播傳輸設(shè)備廣播信號(hào)的傳輸主要利用已經(jīng)建成的高速公路監(jiān)控以太網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，由于目前高速公路監(jiān)控以太網(wǎng)主要覆蓋到養(yǎng)護(hù)工區(qū)和收

5、費(fèi)站通信機(jī)房（以下統(tǒng)稱通信機(jī)房），通信機(jī)房到外場(chǎng)監(jiān)控設(shè)施的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸需要對(duì)現(xiàn)有光傳輸設(shè)備進(jìn)行改造，實(shí)現(xiàn)可以同時(shí)傳輸以太網(wǎng)、視頻信號(hào)、數(shù)據(jù)信號(hào)等綜合業(yè)務(wù)。視頻以太網(wǎng)編碼器光端機(jī)攝像機(jī)視頻以太網(wǎng)編碼器綜合業(yè)務(wù)光端機(jī)攝像機(jī)廣播系統(tǒng)終端設(shè)備原來(lái)視頻傳輸模型增加廣播系統(tǒng)后傳輸模型監(jiān)控以太網(wǎng)圖2如圖2所示，可以利用現(xiàn)有已建成的光傳輸網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)改造視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻光端機(jī)為可以同時(shí)傳輸視頻、以太網(wǎng)信號(hào)的綜合業(yè)務(wù)光端機(jī)，來(lái)實(shí)現(xiàn)廣播信號(hào)的傳輸工作。（三）外場(chǎng)終端設(shè)備外場(chǎng)終端設(shè)備主要由終端控制器、功放機(jī)、揚(yáng)聲器、調(diào)頻發(fā)射器、調(diào)頻信號(hào)燈組成。具體作用如下：終端控制器主要實(shí)現(xiàn)功放機(jī)、調(diào)頻發(fā)射器、調(diào)頻信號(hào)燈供電功能

6、，實(shí)現(xiàn)提供功放機(jī)和調(diào)頻發(fā)射器音頻信號(hào)輸入。當(dāng)終端控制器接收到應(yīng)急指揮中心發(fā)出的語(yǔ)音廣播信號(hào)時(shí)會(huì)及時(shí)啟動(dòng)功放機(jī)、調(diào)頻發(fā)射器、調(diào)頻信號(hào)燈，并輸出音頻信號(hào)開(kāi)始廣播。功放機(jī)主要起到音頻信號(hào)功率放大，保證通過(guò)揚(yáng)聲器發(fā)送出去的音頻信號(hào)足夠向量，使周圍500米內(nèi)的人員都能夠聽(tīng)清。調(diào)頻發(fā)射器主要是向行駛在高速公路上的車輛發(fā)送調(diào)頻信號(hào)，使用路人能夠?qū)崟r(shí)通過(guò)車載收音機(jī)收聽(tīng)廣播音頻，解決車內(nèi)人員聽(tīng)不到外場(chǎng)揚(yáng)聲器音頻問(wèn)題。調(diào)頻信號(hào)燈主要是向用路人提示有調(diào)頻廣播信號(hào)發(fā)送，提示用路人打開(kāi)收音機(jī)收聽(tīng)。三、系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)高速公路監(jiān)控廣播系統(tǒng)軟件分為廣播系統(tǒng)服務(wù)器軟件和管理終端軟件兩部分。服務(wù)器軟件主要完成的是音頻的編碼、存儲(chǔ)、

7、廣播、終端設(shè)備管理及各種任務(wù)執(zhí)行等管理工作，管理終端軟件主要完成的是音頻的錄制、任務(wù)提交及音頻管理等工作。1、廣播系統(tǒng)服務(wù)器軟件根據(jù)功能需要，廣播系統(tǒng)服務(wù)器軟件主要由音頻編碼、音頻存儲(chǔ)、音頻廣播三個(gè)模塊組成，并根據(jù)管理終端軟件發(fā)出的指令對(duì)音頻數(shù)據(jù)進(jìn)行添加、修改、刪除等管理，對(duì)需要廣播的音頻信號(hào)按照進(jìn)行編碼廣播至以太網(wǎng)中。2、管理終端軟件設(shè)計(jì)根據(jù)功能需要，管理終端軟件主要由系統(tǒng)設(shè)置、廣播管理、音頻管理三大模塊組成。如下圖所示。管理終端軟件主界面系統(tǒng)設(shè)置廣播管理音頻管理終端設(shè)置分區(qū)設(shè)置基本設(shè)置實(shí)時(shí)廣播音頻錄制定時(shí)廣播音頻播放音頻刪除用戶管理圖3軟件配置說(shuō)明：（1）系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置可以直接對(duì)設(shè)置在外

8、場(chǎng)的終端設(shè)備進(jìn)行IP地址與設(shè)備名稱進(jìn)行配置，對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行分區(qū)管理等。用戶管理可以分兩級(jí)管理，管理員可以對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行任何操作，廣播員僅可以進(jìn)行廣播和廣播任務(wù)的制定，不可做其他操作。（2）廣播管理實(shí)時(shí)廣播是指用戶在選擇特定的分區(qū)、終端設(shè)備后啟動(dòng)實(shí)時(shí)語(yǔ)音廣播，廣播員發(fā)出的語(yǔ)音會(huì)立即被廣播系統(tǒng)在指定的終端設(shè)備上播出。定時(shí)廣播是指用戶在選擇特定的分區(qū)、終端設(shè)備上按照預(yù)先設(shè)定好的時(shí)間、音頻、循環(huán)頻次、選擇的分區(qū)和終端設(shè)備進(jìn)行廣播播出。音頻錄制主要是為定時(shí)廣播進(jìn)行事先錄制音頻信號(hào)。（3）音頻管理音頻管理功能主要為回放存儲(chǔ)的音頻文件，對(duì)存在錯(cuò)誤或不正確的音頻文件進(jìn)行刪除。四、效益分析廣播系統(tǒng)在高速公路管理中的

9、積極作用高速公路監(jiān)控系統(tǒng)加裝廣播系統(tǒng)后可以在以下幾方面管理工作中發(fā)揮積極作用：一是可以為用路人提供及時(shí)、準(zhǔn)確的公眾出行信息服務(wù)。目前用路人獲取高速公路公眾出行信息服務(wù)主要方式及不足：1、熱線電話。該種方式可以為用路人提供及時(shí)出行信息，但是由于平時(shí)、道路管制期間呼入話務(wù)量差別巨大，導(dǎo)致如果按照平時(shí)標(biāo)準(zhǔn)配備話務(wù)員勢(shì)必不能滿足道路管制期間用戶需求，如果按照道路管制期間標(biāo)準(zhǔn)配備話務(wù)員又造成了平時(shí)資源浪費(fèi)。按照30人編制建設(shè)呼叫中心，建設(shè)成本大概在500萬(wàn)元，每年運(yùn)營(yíng)維護(hù)支出將達(dá)200萬(wàn)元。2、情報(bào)板。該種方式建設(shè)成本、后期維護(hù)成本均較高，導(dǎo)致不能在高速公路沿線大量建設(shè)，且需要用路人主動(dòng)觀看才能獲得有關(guān)

10、信息，不能及時(shí)、準(zhǔn)確為用路人提供出行信息服務(wù)。每套情報(bào)板建設(shè)按照50萬(wàn)計(jì)算，按照4000公里高速公路一般建設(shè)140套門架情報(bào)板計(jì)算，建設(shè)成本就在7000萬(wàn)元，每年維護(hù)費(fèi)用大約在210萬(wàn)（按照3%計(jì)提維護(hù)費(fèi)用）。3、微博、微信等網(wǎng)絡(luò)方式。該種方式需要用戶使用手機(jī)或其他電子設(shè)備才能獲得相應(yīng)需求的信息，也不能及時(shí)滿足用路人的需求。而廣播系統(tǒng)可以隨時(shí)實(shí)時(shí)為用路人提供各類出行信息服務(wù)，當(dāng)高速公路上發(fā)生一些突發(fā)事件時(shí)還可以定時(shí)循環(huán)無(wú)間斷播出路況信息，行駛在高速公路上的司機(jī)可以通過(guò)外置揚(yáng)聲器或者車載收音機(jī)及時(shí)收聽(tīng)路況信息，這種公眾出行信息發(fā)布在時(shí)效性、服務(wù)質(zhì)量上都將原大于前面提出的幾種方式，將是未來(lái)高速公路

11、出行信息服務(wù)的重要手段。二是在突發(fā)事件處置方面可以發(fā)揮積極作用。由于越來(lái)越多的人使用高速公路作為出行的重要途徑，勢(shì)必會(huì)有越來(lái)越多的突發(fā)事件在高速公路上發(fā)生。由于應(yīng)急指揮中心不能通過(guò)手機(jī)、電臺(tái)等方式與行駛在高速公路上的用路人直接主動(dòng)聯(lián)系，廣播系統(tǒng)這一可以覆蓋全路網(wǎng)的通信手段在發(fā)生突發(fā)事件時(shí)越發(fā)顯得重要，可以快速、準(zhǔn)確與用路人取得聯(lián)系，指導(dǎo)用路人正確處理交通事故，避免人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成二次侵害。三是在制止停車上下客工作上也發(fā)揮積極作用目前，高速公路上個(gè)別路段停車上下客問(wèn)題比較突出，這既擾亂了高速公路正常行車秩序，也隨之產(chǎn)生了用路人任意破壞刺線網(wǎng)，造成了嚴(yán)重的高速公路安全隱患。如果全路網(wǎng)廣播系統(tǒng)的投入使用，應(yīng)急指揮中心值班工作人員隨時(shí)可以查看重點(diǎn)路段停車上下客情況，并通過(guò)廣播系統(tǒng)及時(shí)制止停車上下客行為發(fā)生，最大限度保障用路人生命財(cái)產(chǎn)安全。五、結(jié)論我們從高速公路管理實(shí)際需求出發(fā)，設(shè)計(jì)了一套依托于高速公路現(xiàn)有視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)控廣播系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、建設(shè)成本低、應(yīng)用效果好，實(shí)現(xiàn)外置揚(yáng)聲器擴(kuò)音廣播和調(diào)頻發(fā)射相結(jié)合的廣播方式，可以滿足目前高速公路管理工作的需要。但是，由于很多高速公路與周邊村莊住宅較近，不宜使用功率太高的擴(kuò)音設(shè)備，避