智能交通技術(shù)及其應(yīng)用配套PPT

1、D7ZA.TIF表7-1高速公路信息系統(tǒng)的組成系 統(tǒng) 名 稱(chēng)系 統(tǒng) 類(lèi) 型對(duì)其他系統(tǒng)的依賴(lài)性高速公路收費(fèi)系統(tǒng)事務(wù)管理*高速公路監(jiān)控系統(tǒng)事務(wù)管理*高速公路設(shè)計(jì)資料工程數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)管理*高速公路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)事務(wù)管理*高速公路事故信息分析系統(tǒng)決策支持*高速公路災(zāi)害應(yīng)急管理系統(tǒng)指揮系統(tǒng)*高速公路公眾信息服務(wù)系統(tǒng)信息發(fā)布*高速公路網(wǎng)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)決策支持*高速公路戰(zhàn)略決策支持系統(tǒng)決策支持*第一節(jié)高速公路通信系統(tǒng)理論及應(yīng)用一、 公路信息基本情況二、高速公路通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)三、高速公路管理信息系統(tǒng)中的共用信息平臺(tái)四、高速公路信息傳輸技術(shù)一、 公路信息基本情況1.公路通信組成2.高速公路通信的特點(diǎn)3.公路通信

2、的地位和作用1.公路通信組成公路通信系統(tǒng)是高速公路的重要組成部分，是高速公路管理、運(yùn)營(yíng)不可缺少的基礎(chǔ)設(shè)施，是高速公路實(shí)現(xiàn)安全、暢通、舒適、經(jīng)濟(jì)和高效運(yùn)營(yíng)的必要手段。2.高速公路通信的特點(diǎn)(1)分散性高速公路線路遍布全國(guó)各地，連接的點(diǎn)多、面廣、線長(zhǎng)，呈帶狀離散分布。(2)流動(dòng)性高速公路的路政管理和收費(fèi)征稽是保證高速公路長(zhǎng)期正常運(yùn)營(yíng)的重要工作，對(duì)違章的人員要及時(shí)處罰，并采取強(qiáng)制的手段。(3)實(shí)時(shí)性高速公路通信中重要的一部分是為安全、調(diào)度服務(wù)。(4)雙重性公路通信主要是保障公路本身交通運(yùn)行安全、滿(mǎn)足路政管理和運(yùn)輸經(jīng)營(yíng)需求的專(zhuān)用通信。3.公路通信的地位和作用(1)公路通信是公路運(yùn)輸行業(yè)的重要基礎(chǔ)設(shè)施公

3、路通信是服務(wù)于公路運(yùn)輸行業(yè)的專(zhuān)用通信，主要用于確保道路的安全通行和管理服務(wù)，提供運(yùn)營(yíng)的技術(shù)支持手段。(2)公路通信是國(guó)家公網(wǎng)不可替代的專(zhuān)用通信高速公路通信網(wǎng)是為了解決高速公路的特殊需要而組成的網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和通信設(shè)備是按高速公路生產(chǎn)的實(shí)際要求而配置。(3)公路通信是高速公路管理的必要手段高速公路的管理不同于普通的傳統(tǒng)管理方式，是一項(xiàng)技術(shù)密集的新型動(dòng)態(tài)管理。(4)公路通信是ITS重要的實(shí)施手段ITS重要的實(shí)施手段是通過(guò)信息系統(tǒng)向用戶(hù)直接發(fā)布各種交通信息，核心技術(shù)是電子、信息、通信和系統(tǒng)工程，而通信系統(tǒng)是先決條件和基礎(chǔ)資源。二、高速公路通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)1.光纖傳輸2.光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用3.異步轉(zhuǎn)移模

4、式4. ATM OVER SDH技術(shù)1.光纖傳輸隨著高速公路通信網(wǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大，多媒體新業(yè)務(wù)的開(kāi)發(fā)，同步數(shù)字體系(Synchronous Digital Hierarchy，SDH)的不足逐漸表現(xiàn)出來(lái)。SDH是按照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)和完善的光纖傳輸設(shè)備，我國(guó)高速公路通信系統(tǒng)除早期采用PDH(準(zhǔn)同步數(shù)字系列)外，后期基本上是采用SDH系統(tǒng)。2.光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用隨著社會(huì)的發(fā)展，用戶(hù)對(duì)電信業(yè)務(wù)開(kāi)始由傳統(tǒng)的電話(huà)、電報(bào)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)向視頻、數(shù)據(jù)、圖像、多媒體等非語(yǔ)音業(yè)務(wù)，原來(lái)的用戶(hù)線不能滿(mǎn)足要求。為此，人們提出了接入網(wǎng)的概念。3.異步轉(zhuǎn)移模式1)ATM 作為一個(gè)世界范圍內(nèi)的信息傳送標(biāo)準(zhǔn)，還在不斷完善之中，

5、其信息交換與終端設(shè)備的類(lèi)型以及信息的種類(lèi)(語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、圖像)無(wú)關(guān)。2)ATM的傳輸媒介可以是雙絞線、同軸電纜等，特別是光纖接入網(wǎng)的應(yīng)用，不再需要路由器或橋接器進(jìn)行速率匹配，使用ATM技術(shù)將可以形成一個(gè)幾乎沒(méi)有邊界的、使所有互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)之間具有無(wú)縫轉(zhuǎn)接通道的全數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)。3)當(dāng)今不同的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)如語(yǔ)音、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)及圖像業(yè)務(wù)，因應(yīng)用具有不同的通信特性，大都還是在分離的網(wǎng)絡(luò)上傳送，ATM技術(shù)是迄今唯一可以同時(shí)高效傳送所有數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。3.異步轉(zhuǎn)移模式4)ATM標(biāo)準(zhǔn)包含不同的帶寬級(jí)別使其在Mbit/s到Gbit/s的速度級(jí)上均可供支配，所以這種技術(shù)能滿(mǎn)足未來(lái)不斷增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)通信需求。4. ATM

6、 OVER SDH技術(shù)從性能、價(jià)格和發(fā)展態(tài)勢(shì)等綜合因素考慮，ATM OVER SDH技術(shù)將成為高速公路通信系統(tǒng)及其聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。三、高速公路管理信息系統(tǒng)中的共用信息平臺(tái)1.高速公路信息系統(tǒng)逐步遞進(jìn)的發(fā)展戰(zhàn)略2.高速公路信息管理系統(tǒng)中的信息共享3.共用信息平臺(tái)4.面向用戶(hù)的共用數(shù)據(jù)組織關(guān)系5.共用信息平臺(tái)所提供的信息服務(wù)方式1.高速公路信息系統(tǒng)逐步遞進(jìn)的發(fā)展戰(zhàn)略由于需要一個(gè)積累經(jīng)驗(yàn)、建立技術(shù)和管理基礎(chǔ)的過(guò)程，不可能一下子建設(shè)一個(gè)功能完美的高速公路信息系統(tǒng)。同時(shí)，又必須盡可能避免子系統(tǒng)在分步開(kāi)發(fā)過(guò)程中的反復(fù)修改，以保持系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的相對(duì)穩(wěn)定性。逐步遞進(jìn)發(fā)展，是解決上述矛盾的一種有效方式。2.高速

7、公路信息管理系統(tǒng)中的信息共享(1)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)采集的共享性整個(gè)信息系統(tǒng)運(yùn)行依賴(lài)四個(gè)子系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)：監(jiān)控系統(tǒng)道路交通流量、車(chē)速等；收費(fèi)系統(tǒng)高速公路出入口OD數(shù)據(jù)等；設(shè)計(jì)施工資料工程數(shù)據(jù)庫(kù)道路幾何設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)；道路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)道路鋪裝情況等。(2)現(xiàn)狀數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)積累的需求差異各子系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)的時(shí)間要求存在著一定的需求差異，如監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)注的是現(xiàn)狀數(shù)據(jù)，規(guī)劃決策支持系統(tǒng)、事故信息分析系統(tǒng)等關(guān)注的是累積的歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)的結(jié)合。2.高速公路信息管理系統(tǒng)中的信息共享(3)數(shù)據(jù)詳細(xì)程度的需求差異路網(wǎng)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)要求路段年平均日交通流量就基本能夠滿(mǎn)足需要，而事故信息分析系統(tǒng)所需要的數(shù)據(jù)則要細(xì)致得多。(3)

8、數(shù)據(jù)詳細(xì)程度的需求差異圖7-1各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流向圖(3)數(shù)據(jù)詳細(xì)程度的需求差異表7-2信息管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流內(nèi)容編號(hào)數(shù)據(jù)流數(shù) 據(jù) 內(nèi) 容1監(jiān)控系統(tǒng)向事故信息分析系統(tǒng)所傳送的數(shù)據(jù)事故發(fā)生時(shí)，該路段的交通流量、交通流車(chē)速2道路監(jiān)控系統(tǒng)向路網(wǎng)規(guī)劃決策支持系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)各路段（不包括立交匝道）的年平均日交通量，路段平均車(chē)速，路段5min流量與地點(diǎn)車(chē)速的抽樣數(shù)據(jù)3道路監(jiān)控系統(tǒng)向宏觀決策支持系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)各路段（不包括立交匝道）的年平均日交通量、路段平均車(chē)速4道路監(jiān)控系統(tǒng)向公眾信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)各路段及立交5min時(shí)段平均流量、路段車(chē)速情況和路段交通情況圖像(3)數(shù)據(jù)詳細(xì)程度的需求差異表7-2信

9、息管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流內(nèi)容5收費(fèi)系統(tǒng)向規(guī)劃、宏觀決策支持系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)年平均日OD交通量，各種時(shí)間不均勻系數(shù)，交通的車(chē)種構(gòu)成（如客貨構(gòu)成，大小車(chē)型等）6工程數(shù)據(jù)庫(kù)向公眾信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)道路電子地圖（數(shù)據(jù)更新時(shí)）7工程數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)向規(guī)劃、宏觀決策支持系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)道路交叉口坐標(biāo)位置、互通式立交形式、道路路段里程及車(chē)道數(shù)（均僅在數(shù)據(jù)更新情況下或具有特殊查詢(xún)要求時(shí)發(fā)送）(3)數(shù)據(jù)詳細(xì)程度的需求差異表7-2信息管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流內(nèi)容8工程數(shù)據(jù)庫(kù)向?yàn)?zāi)害應(yīng)急管理系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)道路交叉口坐標(biāo)位置、互通式立交形式、道路路段里程及車(chē)道數(shù)、道路各種橋梁基本設(shè)計(jì)圖樣等（均在數(shù)據(jù)更新情況下發(fā)送）9道路養(yǎng)

10、護(hù)管理系統(tǒng)向?yàn)?zāi)害應(yīng)急管理系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)橋梁維修情況和道路設(shè)施完好狀態(tài)評(píng)估情況10收費(fèi)系統(tǒng)向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)OD數(shù)據(jù)以及車(chē)型構(gòu)成信息11工程數(shù)據(jù)庫(kù)向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)道路路段及立交幾何設(shè)計(jì)參數(shù)（當(dāng)數(shù)據(jù)更新時(shí)）12道路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)道路路面狀態(tài)數(shù)據(jù)(3)數(shù)據(jù)詳細(xì)程度的需求差異表7-2信息管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流內(nèi)容13監(jiān)控系統(tǒng)向道路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)各路段年平均日交通量(3)數(shù)據(jù)詳細(xì)程度的需求差異表7-2信息管理系統(tǒng)各子系統(tǒng)間數(shù)據(jù)流內(nèi)容編號(hào)數(shù)據(jù)流數(shù) 據(jù) 內(nèi) 容14工程數(shù)據(jù)庫(kù)向事故信息分析系統(tǒng)傳送的數(shù)據(jù)道路幾何設(shè)計(jì)參數(shù)（包括路段及立交）15收費(fèi)系統(tǒng)向道路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)發(fā)送的

11、數(shù)據(jù)年平均OD交通量，按照車(chē)輛軸重分類(lèi)的車(chē)輛構(gòu)成抽樣調(diào)查數(shù)據(jù)16事故信息分析系統(tǒng)向公眾信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)交通事故分析報(bào)告信息17道路養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)向公眾信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)送的數(shù)據(jù)道路施工養(yǎng)護(hù)信息3.共用信息平臺(tái)1)提取各子系統(tǒng)中共享數(shù)據(jù)，并對(duì)多來(lái)源渠道、相互不一致的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理。2)組織實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)間關(guān)系的正確性、可理解性，避免數(shù)據(jù)冗余。3)根據(jù)服務(wù)請(qǐng)求和查詢(xún)權(quán)限對(duì)客戶(hù)系統(tǒng)提供信息服務(wù)，對(duì)于自身存放的數(shù)據(jù)直接加以組織輸出，對(duì)于其他子系統(tǒng)存放的細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)由共用信息平臺(tái)提供查詢(xún)通道。圖7-2公用信息平臺(tái)的結(jié)構(gòu)4.面向用戶(hù)的共用數(shù)據(jù)組織關(guān)系(1)路網(wǎng)參照系由于交通信息系統(tǒng)涉及的各

12、種事件(點(diǎn)事件,例如交通事故、地點(diǎn)車(chē)速等；區(qū)域事件，例如路段行駛車(chē)速等)，需要在具有空間位置表現(xiàn)能力的系統(tǒng)(例如GIS-T)中定位，所以需要為整個(gè)高速公路管理信息系統(tǒng)建立統(tǒng)一參照系作為空間信息組織框架。(2)共用數(shù)據(jù)類(lèi)型道路技術(shù)數(shù)據(jù)包括道路幾何參數(shù)(平面線形參數(shù)、縱斷面線形參數(shù)、橫斷面線形參數(shù))及路面鋪裝數(shù)據(jù)。(3)數(shù)據(jù)粒度層次信息粒度是反映信息詳細(xì)程度的概念。(1)路網(wǎng)參照系圖7-3三種路網(wǎng)參照系之間的關(guān)系5.共用信息平臺(tái)所提供的信息服務(wù)方式(1)依據(jù)共用數(shù)據(jù)范圍的數(shù)據(jù)查詢(xún)根據(jù)路網(wǎng)參照系確定空間范圍(例如濟(jì)青高速公路K100+325至K120+383或二分公司管轄等)后，選擇數(shù)據(jù)類(lèi)型(道路技

13、術(shù)數(shù)據(jù)、交通流數(shù)據(jù)、OD數(shù)據(jù))，確定時(shí)間范圍，定義輸出格式，進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢(xún)。(2)主題查詢(xún)主題查詢(xún)是根據(jù)某種事先設(shè)計(jì)好的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行查詢(xún)的方式，例如：道路幾何線形與交通事故之間的關(guān)系、道路交通與社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間的關(guān)系等。(3)提供共用信息底圖共用信息底圖是共用信息平臺(tái)中最為基本的共用數(shù)據(jù)。四、高速公路信息傳輸技術(shù)1.光纖通信傳輸DWDM技術(shù)2.無(wú)線局域網(wǎng)在高速公路中的應(yīng)用3.緊急電話(huà)系統(tǒng)4.高速公路通信系統(tǒng)應(yīng)用德國(guó)高速公路通信信息管理系統(tǒng)1.光纖通信傳輸DWDM技術(shù)(1)應(yīng)用DWDM技術(shù)的意義目前，從國(guó)內(nèi)大多數(shù)高速公路通信系統(tǒng)光纜(芯數(shù))及通信管道的實(shí)際出租業(yè)務(wù)情況來(lái)看，由于光纜或通信管道租

14、用方與出租方之間存在系統(tǒng)管理及系統(tǒng)維護(hù)工作交叉等非常困難和現(xiàn)實(shí)的問(wèn)題，租用光纖芯數(shù)的情況較少，又由于長(zhǎng)距離通信管道的租用總費(fèi)用較高，加之高速公路通過(guò)的許多地區(qū)經(jīng)濟(jì)還不是很發(fā)達(dá)，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需求不如經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)強(qiáng)烈，投資網(wǎng)絡(luò)建設(shè)收回成本并產(chǎn)生效益的周期較長(zhǎng)且存在一定程度的風(fēng)險(xiǎn)，這些客觀存在的因素都影響著計(jì)劃租用高速公路通信管道或光纜的租用方的投資積極性，造成最終少租用或不租用高速公路通信系統(tǒng)通信管道或光纜的事實(shí)。1.光纖通信傳輸DWDM技術(shù)(2)DWDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及器件DWDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)主要有光放大技術(shù)、色散控制技術(shù)、光合波及光分波技術(shù)、光結(jié)點(diǎn)技術(shù)、DWDM系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)管理等。(3)DWDM

15、系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容(2)DWDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)及器件1)光放大技術(shù)。2)色散控制技術(shù)。3)光合波及光分波技術(shù)。4)光結(jié)點(diǎn)技術(shù)。5)網(wǎng)絡(luò)管理。(3)DWDM系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)中的重要內(nèi)容1)系統(tǒng)通路參數(shù)的確定。2)波長(zhǎng)管理。3)色散計(jì)算。4)光功率計(jì)算。5)網(wǎng)絡(luò)的互通及可擴(kuò)展性。2.無(wú)線局域網(wǎng)在高速公路中的應(yīng)用(1)無(wú)線局域網(wǎng)概述一般來(lái)說(shuō)，凡是采用無(wú)線傳輸方式代替電纜或光纜實(shí)現(xiàn)的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)都可稱(chēng)為無(wú)線(Wireless)局域網(wǎng)。(2)無(wú)線局域網(wǎng)的典型應(yīng)用由于無(wú)線局域網(wǎng)本身具有諸多的優(yōu)勢(shì)，加之又有微波擴(kuò)頻通信技術(shù)得以良好地實(shí)現(xiàn)，可以預(yù)期無(wú)線局域網(wǎng)在近幾年中將獲得迅速地發(fā)展和廣泛地應(yīng)用。(3)無(wú)線

16、局域網(wǎng)在高速公路上的應(yīng)用舉例無(wú)線局域網(wǎng)是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與無(wú)線通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，具有抗干擾性強(qiáng)、網(wǎng)絡(luò)安全保密性好以及布網(wǎng)靈活等優(yōu)勢(shì)。(1)無(wú)線局域網(wǎng)概述1)采用窄帶調(diào)制方式也就是傳統(tǒng)的微波傳輸方式時(shí)，數(shù)據(jù)基帶信號(hào)的頻譜是被直接搬移到射頻發(fā)射出去。2)采用擴(kuò)展頻譜方式時(shí)，用來(lái)傳輸信息的數(shù)據(jù)基帶信號(hào)的頻譜被擴(kuò)展至幾倍至幾十倍后，再被搬移到射頻發(fā)射出去。(2)無(wú)線局域網(wǎng)的典型應(yīng)用1)實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化網(wǎng)絡(luò)。2)新增交通監(jiān)控功能。3)應(yīng)急處理。4)對(duì)特殊收費(fèi)點(diǎn)的聯(lián)網(wǎng)。3.緊急電話(huà)系統(tǒng)(1)我國(guó)應(yīng)用緊急電話(huà)的一般情況伴隨著我國(guó)第一條高速公路京津塘高速公路的建設(shè)和通車(chē)，緊急電話(huà)這個(gè)專(zhuān)用設(shè)備逐步被人們認(rèn)識(shí)和接受。

17、(2)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)替代有線傳輸?shù)目尚行試?guó)內(nèi)外曾經(jīng)有人嘗試過(guò)利用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)作為緊急電話(huà)的傳輸載體，在緊急電話(huà)控制臺(tái)和每一個(gè)路側(cè)緊急電話(huà)上都配置無(wú)線發(fā)射和接收設(shè)備，通過(guò)無(wú)線電波傳送路側(cè)電話(huà)和控制臺(tái)之間的通話(huà)。(3)GSM緊急電話(huà)主要特點(diǎn)及性能GSM緊急電話(huà)系統(tǒng)的控制臺(tái)及路側(cè)緊急電話(huà)采用專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的手機(jī)電路作為主控板，控制臺(tái)與路側(cè)緊急電話(huà)之間的通話(huà)就如同兩部手機(jī)之間的通話(huà)，信號(hào)可通過(guò)放大器放大，通話(huà)質(zhì)量是有保障的。(3)GSM緊急電話(huà)主要特點(diǎn)及性能1)不需鋪設(shè)任何纜線，節(jié)省投資。2)不需申請(qǐng)專(zhuān)用頻段，購(gòu)進(jìn)SIM卡即可入網(wǎng)投入使用，每張 SIM卡均設(shè)置PIN密碼防止被盜和挪用。3)組網(wǎng)靈活，可任意增減路側(cè)緊急

18、電話(huà)的數(shù)量，也可隨意設(shè)置分中心以適應(yīng)不同管理體制的需要。4)系統(tǒng)無(wú)任何公共設(shè)備，單個(gè)路側(cè)緊急電話(huà)故障不會(huì)影響其他設(shè)備。5)系統(tǒng)網(wǎng)管功能完善，完全的遠(yuǎn)端控制，控制臺(tái)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路側(cè)緊急電話(huà)的狀態(tài)，接收告警信息并可隨時(shí)對(duì)其進(jìn)行控制和系統(tǒng)設(shè)置。6)耗電量低，由于采用太陽(yáng)能電池和免維護(hù)后備蓄電池供電,在太陽(yáng)能電池?zé)o光源照射或損壞時(shí)，后備電池仍可工作30h以上。(3)GSM緊急電話(huà)主要特點(diǎn)及性能的。7)系統(tǒng)具有局部放大的電子地圖,可詳細(xì)顯示呼叫的站點(diǎn)和地理環(huán)境。8)強(qiáng)大的記錄功能，每次接警的時(shí)間、呼叫站點(diǎn)位置、故障類(lèi)型、處理過(guò)程和結(jié)果都可自動(dòng)記錄。1)輸入： 864通道，8通道遞增。2)阻抗： 高阻50。

19、3)信噪比： 50dB。4)頻率響應(yīng)：3003400Hz。5)數(shù)位方法：ADPCM 16Kbit/s。6)采集速率： 8K/s，1、2、4倍語(yǔ)音壓縮。7)發(fā)射功率： 2W。8)維持供電時(shí)間：960h(無(wú)太陽(yáng)能充電時(shí))。(3)GSM緊急電話(huà)主要特點(diǎn)及性能9)光盤(pán)： 650M可讀寫(xiě)。10)平均尋道： 39ms。11)錄音時(shí)間： 2000h。12)溫度： -1070。13)濕度： 95%。4.高速公路通信系統(tǒng)應(yīng)用德國(guó)高速公路通信信息管理系統(tǒng)(1)德國(guó)高速公路通信信息管理體制德國(guó)的公路系統(tǒng)由聯(lián)邦遠(yuǎn)程公路、州級(jí)公路、縣市級(jí)公路和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)公路組成，公路總里程約65萬(wàn)km，公路面積約占國(guó)土面積的4.8%，其中

20、約1.8%為高速公路，高速公路總里程超過(guò)1.1萬(wàn)km。(2)高速公路通信信息技術(shù)應(yīng)用(3)企業(yè)與交通通信信息化的關(guān)系德國(guó)高速公路和城市交通的信息化管理中，運(yùn)用了許多先進(jìn)的技術(shù)手段，如：智能交通誘導(dǎo)系統(tǒng)、應(yīng)急通信系統(tǒng)、隧道安全監(jiān)控系統(tǒng)、GPS全球定位系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)、交通網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)、交通信息發(fā)布查詢(xún)系統(tǒng)等，這些先進(jìn)的交通通信信息技術(shù)手段，為交通管理提供了有效可靠的技術(shù)保證和為道路使用者提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。4.高速公路通信系統(tǒng)應(yīng)用德國(guó)高速公路通信信息管理系統(tǒng)(4)高速公路通信信息化發(fā)展趨勢(shì)德國(guó)高速公路通信信息化發(fā)展趨勢(shì)是：人、車(chē)、路融為一體。(2)高速公路通信信息技術(shù)應(yīng)用1)緊急電話(huà)系統(tǒng)。2

21、)路況廣播系統(tǒng)。3)道路信息采集系統(tǒng)。4)道路信息發(fā)布及提供系統(tǒng)。(2)高速公路通信信息技術(shù)應(yīng)用 主線交通信息。如：德國(guó)A9(9號(hào))高速公路上每2km就設(shè)置一個(gè)門(mén)架式(大型)可變信息標(biāo)志，在危險(xiǎn)、事故多發(fā)地段每1km設(shè)置一個(gè)?？勺冃畔?biāo)志顯示牌靈活、實(shí)用，顯示內(nèi)容與目前的交通狀況、天氣狀況相適應(yīng)，可分車(chē)道顯示不同的限速值、交通標(biāo)志和警告信息等，如：顯示限速值120、100、80、60等；顯示限速取消、嚴(yán)禁貨車(chē)超車(chē)、霧、雪等信息；車(chē)道開(kāi)放/關(guān)閉狀態(tài)，必要時(shí)可關(guān)閉某一車(chē)道，還可開(kāi)啟緊急車(chē)道為臨時(shí)行車(chē)道；如在慕尼黑中環(huán)高速公路上設(shè)置了機(jī)械式可翻轉(zhuǎn)信息牌和LED、LCD結(jié)合的混合式大型信息標(biāo)志；在慕尼

22、黑機(jī)場(chǎng)高速公路上新開(kāi)發(fā)的在路側(cè)或中間隔離帶設(shè)置的示警樁技術(shù)，可根據(jù)閃光方向、亮度程度、頻率快慢來(lái)提供相關(guān)交通信息。(2)高速公路通信信息技術(shù)應(yīng)用 交通誘導(dǎo)信息。在道路交叉、聯(lián)網(wǎng)的區(qū)段，幾公里前就設(shè)置相應(yīng)的大型可變信息標(biāo)志，實(shí)時(shí)向道路使用者提供前方道路交通狀況信息、推薦行駛路線等。 匝道控制信息。在高速公路入口匝道處，主路、匝道上分別設(shè)置有可變信息標(biāo)志或紅綠燈?？勺冃畔?biāo)志或紅綠燈根據(jù)主路上所設(shè)置的車(chē)輛檢測(cè)器檢測(cè)到的交通流量情況，顯示相應(yīng)的禁行、停車(chē)讓行或通行指示等信息。(3)企業(yè)與交通通信信息化的關(guān)系服務(wù)。1)企業(yè)在交通通信信息化中發(fā)揮了積極的推動(dòng)作用。2)交通通信信息化的發(fā)展促進(jìn)了企業(yè)的發(fā)展

23、。(4)高速公路通信信息化發(fā)展趨勢(shì)1)通信信息系統(tǒng)是交通管理的基礎(chǔ)、手段，必不可少。2)智能交通的重點(diǎn)在交通信息化的建設(shè)。3)高速公路通信信息系統(tǒng)是信息化的基礎(chǔ)。4)通信信息系統(tǒng)的建設(shè)應(yīng)以人為本，按需求建設(shè)。第二節(jié)高速公路收費(fèi)系統(tǒng)理論及應(yīng)用一、概述二、自動(dòng)化收費(fèi)系統(tǒng)三、全自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)一、概述1.按收費(fèi)形式分2.按人工參與的程度分1.按收費(fèi)形式分(1)均一式收費(fèi)系統(tǒng)如圖7-4a所示，均一式收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)站建在高速公路所有入口匝道上，運(yùn)行車(chē)輛只需要經(jīng)過(guò)一個(gè)收費(fèi)站停車(chē)交費(fèi)，各個(gè)入口收費(fèi)站均用同一收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，與里程無(wú)關(guān)。(2)開(kāi)放式收費(fèi)系統(tǒng)如圖7-4b所示，開(kāi)放式收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)站建在主干線上，視距離長(zhǎng)短

24、決定建收費(fèi)站的數(shù)目，車(chē)輛可自由出入。(3)封閉式收費(fèi)系統(tǒng)如圖7-4c所示，封閉式收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)站建在各互通立交出入匝道上，也可以建在主干道上。(4)混合式收費(fèi)系統(tǒng)如圖7-4d所示，混合式收費(fèi)系統(tǒng)是上述三種收費(fèi)系統(tǒng)的組合。圖7-4高速公路收費(fèi)形式示意圖2.按人工參與的程度分(1)人工收費(fèi)人工收費(fèi)方式是目前仍然廣泛使用的一種收費(fèi)方式。(2)半自動(dòng)收費(fèi)半自動(dòng)收費(fèi)是目前最適合我國(guó)國(guó)情的一種收費(fèi)方式。(3)全自動(dòng)收費(fèi)全自動(dòng)收費(fèi)就是全部收費(fèi)過(guò)程不需要人工參與，完全自動(dòng)地不停車(chē)完成。二、自動(dòng)化收費(fèi)系統(tǒng)1.系統(tǒng)的功能要求2.收費(fèi)系統(tǒng)1.系統(tǒng)的功能要求1)保證正確收費(fèi)和精確登記異常收費(fèi)，以便每輛車(chē)的收費(fèi)都能準(zhǔn)確

25、記錄。2)杜絕作弊行為，提高經(jīng)濟(jì)效益。3)及時(shí)、準(zhǔn)確地統(tǒng)計(jì)收費(fèi)口的車(chē)流量、車(chē)型識(shí)別、收費(fèi)金額及票據(jù)等，并定時(shí)做出分析對(duì)比和預(yù)測(cè)。4)提高高速公路道口的通行能力和綜合自動(dòng)化管理水平，減輕收費(fèi)員的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高工作效率和社會(huì)效益。5)保證收費(fèi)系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠，并具有防止人為和自然事故危害系統(tǒng)的能力，具有系統(tǒng)故障后備功能。6)收費(fèi)系統(tǒng)具有可擴(kuò)性，具有硬件擴(kuò)充和軟件擴(kuò)充特性。7)收費(fèi)系統(tǒng)具有互換性。1.系統(tǒng)的功能要求8)收費(fèi)系統(tǒng)具備較高的實(shí)時(shí)處理速度，在最大交通量情況下能滿(mǎn)足實(shí)時(shí)響應(yīng)的要求。9)收費(fèi)系統(tǒng)支持多種收費(fèi)方式：現(xiàn)金、非接觸式IC卡與不停車(chē)收費(fèi)方式。10)收費(fèi)系統(tǒng)及時(shí)提供各種正確的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，

26、滿(mǎn)足規(guī)范化、現(xiàn)代化管理的要求。2.收費(fèi)系統(tǒng)(1)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于對(duì)所有分中心計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)通信、處理、統(tǒng)計(jì)、打印所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與報(bào)表等項(xiàng)內(nèi)容進(jìn)行管理，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行綜合管理控制及調(diào)度等。(2)分中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)分中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要用于收費(fèi)系統(tǒng)所管轄的所有收費(fèi)站的數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)通信、處理、統(tǒng)計(jì)、打印有關(guān)數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)報(bào)表。(3)收費(fèi)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)收費(fèi)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要對(duì)本站各收費(fèi)道口的設(shè)備進(jìn)行管理和監(jiān)督，用于采集、處理、統(tǒng)計(jì)、分析本站所有收費(fèi)數(shù)據(jù)與交通量數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)、打印有關(guān)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表，實(shí)現(xiàn)同管理處計(jì)算機(jī)的通信。2.收費(fèi)系統(tǒng)(4)收費(fèi)車(chē)道系統(tǒng)收費(fèi)車(chē)道系統(tǒng)是收費(fèi)系統(tǒng)的最基本單元，由收費(fèi)亭

27、外設(shè)備(車(chē)型識(shí)別儀、欄桿、雨棚信號(hào)燈、霧燈等)、出口車(chē)道系統(tǒng)(包括攝像機(jī)，其余與入口車(chē)道相同)、報(bào)警網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、內(nèi)部對(duì)講系統(tǒng)等部分組成。三、全自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)1.概述2.電子收費(fèi)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)3.電子收費(fèi)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)4.電子收費(fèi)系統(tǒng)基本技術(shù)1.概述電子收費(fèi)系統(tǒng)(Electronic Toll Collection System，ETC)，廣泛地采用了現(xiàn)代的高新技術(shù)，尤其是電子方面的技術(shù)，包括無(wú)線電通信、計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制等多個(gè)領(lǐng)域。在收費(fèi)過(guò)程中流通的也不是傳統(tǒng)的紙幣現(xiàn)金，而是電子貨幣。由此可見(jiàn)，采用高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)收費(fèi)電子化，是電子收費(fèi)系統(tǒng)的一個(gè)重要特征，也是它得名的主要根據(jù)。2.電子收費(fèi)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖7

28、-5收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2.電子收費(fèi)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖7-6電子收費(fèi)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖3.電子收費(fèi)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1)極大地提高了收費(fèi)工作的效率，同時(shí)杜絕了工作中貪污、作弊、亂收費(fèi)等現(xiàn)象。2)電子收費(fèi)系統(tǒng)還大大方便了駕乘人員，減少了無(wú)謂的消耗和污染。3)減少了公路的交通堵塞和擁擠。4)提高交通效率。4.電子收費(fèi)系統(tǒng)基本技術(shù)(1)控制單元控制單元的功能和作用，是接受其他子系統(tǒng)傳遞過(guò)來(lái)的信息，按照一定的規(guī)則進(jìn)行加工處理，產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作指令和數(shù)據(jù)，再傳遞給對(duì)應(yīng)的裝置、設(shè)備，控制它們做出必要的反應(yīng)，完成電子收費(fèi)系統(tǒng)的現(xiàn)場(chǎng)控制功能。(2)車(chē)上單元在電子收費(fèi)系統(tǒng)中，使用電子貨幣式的付費(fèi)方式，因此，用戶(hù)必須有一個(gè)電子“錢(qián)

29、包”，同時(shí)由于收費(fèi)過(guò)程在車(chē)輛行駛的狀態(tài)下進(jìn)行，因此，這個(gè)電子“錢(qián)包”必須具有通信功能。(3)通信子系統(tǒng)在電子收費(fèi)系統(tǒng)中，通信的雙方是站上設(shè)備和車(chē)上單元，它們各有一套通信裝置。4.電子收費(fèi)系統(tǒng)基本技術(shù)(4)車(chē)型識(shí)別系統(tǒng)在電子收費(fèi)系統(tǒng)中，由于收費(fèi)過(guò)程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，車(chē)輛直接駛過(guò)收費(fèi)站而不停車(chē)，因此對(duì)車(chē)型判定提出了更高要求，要求真正統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，準(zhǔn)確迅速地識(shí)別、歸類(lèi)。(5)強(qiáng)制子系統(tǒng)在電子收費(fèi)的應(yīng)用過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)車(chē)輛不正常交費(fèi)的情況，這既可能是因?yàn)轭A(yù)付余額不足等客觀原因，也可能是因?yàn)轳{駛?cè)朔欠ㄊ褂秒娮邮召M(fèi)系統(tǒng)等主觀原因。(2)車(chē)上單元圖7-7車(chē)上單元結(jié)構(gòu)示意圖(3)通信子系統(tǒng)圖7-8車(chē)上單元流程圖第三節(jié)高速

30、公路監(jiān)控系統(tǒng)理論及應(yīng)用一、概述二、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的組成三、監(jiān)控系統(tǒng)軟件四、監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行與管理五、國(guó)內(nèi)外交通監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用情況一、概述交通監(jiān)控是對(duì)高速公路交通的運(yùn)行狀態(tài)及交通設(shè)施和交通環(huán)境監(jiān)測(cè)和對(duì)交通流行為的控制。高速公路是一種現(xiàn)代化高速交通設(shè)施，具有高速、高效、安全舒適的功能。為保障高速公路功能的實(shí)現(xiàn)，其監(jiān)控系統(tǒng)是不可缺少的重要組成部分。二、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的組成1.交通控制子系統(tǒng)2.閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)3.信息采集子系統(tǒng)4.信息處理子系統(tǒng)5.信息發(fā)布子系統(tǒng)6.緊急電話(huà)子系統(tǒng)7.調(diào)度電話(huà)子系統(tǒng)1.交通控制子系統(tǒng)交通控制子系統(tǒng)主要是接收外場(chǎng)設(shè)備采集到的交通量、車(chē)速、占有率、車(chē)頭時(shí)距、道路狀況、能

31、見(jiàn)度參數(shù)等信息和數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并以此為依據(jù)制定相應(yīng)的控制方案，從而控制外場(chǎng)可變信息標(biāo)志設(shè)備顯示出限速、警告、交通擁擠等相關(guān)信息，進(jìn)行道路速度控制和路徑誘導(dǎo)，調(diào)解交通流，并組織事故處理和救援。2.閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)閉路電視監(jiān)視子系統(tǒng)用以直觀地、及時(shí)地觀測(cè)互通區(qū)域及重點(diǎn)路段交通運(yùn)行情況和事故現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)特殊事件進(jìn)行確認(rèn)，為救災(zāi)搶險(xiǎn)提供一手信息。閉路電視子系統(tǒng)主要是通過(guò)設(shè)在互通區(qū)域及重點(diǎn)路段的監(jiān)控?cái)z像機(jī)，將路段實(shí)際情況實(shí)時(shí)反映到管理部門(mén)，使管理者對(duì)路段情況有一個(gè)直觀的了解，便于對(duì)全路段進(jìn)行全面管理。3.信息采集子系統(tǒng)信息采集子系統(tǒng)的功能是通過(guò)車(chē)輛檢測(cè)器、氣象監(jiān)測(cè)器、環(huán)境監(jiān)測(cè)器和視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)獲取交

32、通信息及沿線狀況信息的原始數(shù)據(jù)。車(chē)輛檢測(cè)器主要有環(huán)形線圈檢測(cè)器、視頻檢測(cè)器、超聲波車(chē)輛檢測(cè)器、地磁式車(chē)輛檢測(cè)器、紅外式車(chē)輛檢測(cè)器和雷達(dá)式車(chē)輛檢測(cè)器等。4.信息處理子系統(tǒng)信息處理子系統(tǒng)則主要是指各級(jí)監(jiān)控中心，高速公路監(jiān)控信息的處理基本都是在各級(jí)監(jiān)控中心完成的。5.信息發(fā)布子系統(tǒng)信息發(fā)布子系統(tǒng)則包括可變信息標(biāo)志、匝道信號(hào)機(jī)、路旁無(wú)線廣播、電子引導(dǎo)系統(tǒng)和車(chē)載誘導(dǎo)信息系統(tǒng)等。6.緊急電話(huà)子系統(tǒng)緊急電話(huà)子系統(tǒng)是駕駛?cè)思熬S護(hù)人員進(jìn)行緊急呼救求援的主要手段，可進(jìn)行事故、車(chē)輛故障等信息的收集。7.調(diào)度電話(huà)子系統(tǒng)調(diào)度電話(huà)子系統(tǒng)包括指令電話(huà)、業(yè)務(wù)電話(huà)等，主要用于交通管理養(yǎng)護(hù)及調(diào)度人員的指令傳達(dá)和事故處理、救援等業(yè)

33、務(wù)聯(lián)系。三、監(jiān)控系統(tǒng)軟件1.主計(jì)算機(jī)2.交通控制計(jì)算機(jī)3.緊急電話(huà)子系統(tǒng)4.遠(yuǎn)端站1.主計(jì)算機(jī)主計(jì)算機(jī)采取的操作系統(tǒng)為廣泛使用的UNIX多任務(wù)操作系統(tǒng)，應(yīng)用開(kāi)放軟件采用了流行的高級(jí)C語(yǔ)言和Dbase數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言，人機(jī)操作界面為Windows圖形界面，網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用了TCP/IP協(xié)議。2.交通控制計(jì)算機(jī)(1)通信控制模塊與主計(jì)算機(jī)通信，并通過(guò)主計(jì)算機(jī)與地圖板通信、與緊急電話(huà)中心通信、與CATV控制系統(tǒng)通信、與外場(chǎng)設(shè)備通信。(2)顯示模塊將所有設(shè)備的信息和運(yùn)行狀況、報(bào)警與故障等在屏幕和地圖板上實(shí)時(shí)顯示出來(lái)。(3)事件記錄模塊將對(duì)設(shè)備的任何操作、系統(tǒng)所發(fā)生的任何故障和變化、對(duì)事故的處理等進(jìn)行記錄和存

34、儲(chǔ)。(4)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)對(duì)所有系統(tǒng)和設(shè)備的信息可根據(jù)需要進(jìn)行存儲(chǔ)。(5)與緊急電話(huà)系統(tǒng)的通信將緊急電話(huà)系統(tǒng)所有電話(huà)的運(yùn)行狀況實(shí)時(shí)地收集和顯示、記錄。2.交通控制計(jì)算機(jī)(6)與閉路電視系統(tǒng)的連接可顯示、記錄所有攝像機(jī)的運(yùn)行狀況，并可預(yù)先設(shè)置攝像機(jī)的位置、角度等。(7)報(bào)表的產(chǎn)生可打印各種交通狀況的報(bào)表、收費(fèi)信息的報(bào)表、氣象信息的報(bào)表、設(shè)備工作狀況的報(bào)表。3.緊急電話(huà)子系統(tǒng)(1)通信驅(qū)動(dòng)模塊是用來(lái)控制計(jì)算機(jī)的RS-232接口與緊急電話(huà)前向或后向通信，起到通信協(xié)議媒介的作用。(2)事件記錄模塊對(duì)系統(tǒng)工作時(shí)發(fā)生的所有事件進(jìn)行記錄，在需要時(shí)可在屏幕上顯示(在Windows狀態(tài))或者打印出來(lái)。(3)信息預(yù)處理模塊這是一個(gè)輔助功能模塊，根據(jù)從路邊緊急電話(huà)收到的信息，可用此功能模塊來(lái)修改緊急電話(huà)的狀態(tài)。(4)系統(tǒng)管理模塊這是主要操作單元，負(fù)責(zé)對(duì)緊急電話(huà)系統(tǒng)的所有操作控制進(jìn)行管理。(5)單個(gè)緊急電話(huà)控制程序操作員可隨時(shí)對(duì)任何一個(gè)緊急電話(huà)進(jìn)行全面控制。3.緊急電話(huà)子系統(tǒng)(6)系統(tǒng)