孫崇學(xué) 華劍

摘要：現(xiàn)階段，我國(guó)高速公路建設(shè)步入快速發(fā)展時(shí)期，各省市高速公路網(wǎng)逐步形成，并且逐步從建設(shè)階段向管理運(yùn)營(yíng)階段過(guò)渡。信息系統(tǒng)作為高速公路的重要組成部分，其對(duì)保證高速公路暢通、高效以及行車(chē)安全、應(yīng)急處置等具有重要的意義。網(wǎng)絡(luò)化、高清化、智能視頻分析、GIS地理信息技術(shù)等成為行業(yè)的發(fā)展方向并將得到廣泛應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：高速公路；信息系統(tǒng)；發(fā)展；應(yīng)用

中圖分類號(hào)：F49

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1672-3198（2013）05-0171-02

1我國(guó)高速公路信息系統(tǒng)現(xiàn)狀

我國(guó)高速公路信息化經(jīng)歷了20年的發(fā)展歷程，目前已具有相當(dāng)規(guī)模，取得了長(zhǎng)足進(jìn)步。2004年，原交通部《公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG F80/2-2004）發(fā)布，機(jī)電系統(tǒng)單獨(dú)成冊(cè)，標(biāo)志著機(jī)電工程（信息系統(tǒng)）已成為高速公路建設(shè)不可分割的一部分，信息系統(tǒng)主要包括通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)三大系統(tǒng)，其業(yè)務(wù)包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)、視頻圖像和多媒體等部分。

高速公路通信系統(tǒng)。高速公路通信系統(tǒng)實(shí)行行業(yè)專網(wǎng)運(yùn)行，現(xiàn)在基本上是采用SDH系列數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)，采取交換+SDH+接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，把高速公路通信系統(tǒng)中的多種業(yè)務(wù)融入到一個(gè)傳輸平臺(tái)，收費(fèi)、監(jiān)控、語(yǔ)音通訊、ETC客服網(wǎng)絡(luò)等子系統(tǒng)都是通過(guò)專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行交互傳輸，聯(lián)結(jié)成為統(tǒng)一的整體，構(gòu)建了高速公路營(yíng)運(yùn)管理的信息交互平臺(tái)。

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)。目前全國(guó)多數(shù)省區(qū)實(shí)現(xiàn)省級(jí)聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)。高速公路收費(fèi)系統(tǒng)一般采用“收費(fèi)車(chē)道—收費(fèi)站—各運(yùn)營(yíng)公司收費(fèi)中心—收費(fèi)結(jié)算中心”的四級(jí)收費(fèi)體制。各級(jí)站點(diǎn)的核心都為計(jì)算機(jī)設(shè)備，這些設(shè)備通過(guò)以太網(wǎng)交換機(jī)連成網(wǎng)絡(luò)。收費(fèi)車(chē)道采集的原始收費(fèi)數(shù)據(jù)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)傳送到收費(fèi)站，收費(fèi)站將采集的數(shù)據(jù)集中后發(fā)送給收費(fèi)結(jié)算中心和相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)公司的收費(fèi)中心。在收費(fèi)結(jié)算中心，對(duì)每次出口的收費(fèi)按照該車(chē)輛的車(chē)型和實(shí)際行駛所通過(guò)的路段、里程進(jìn)行分割計(jì)算，得出各路段的應(yīng)收款，然后存入收費(fèi)結(jié)算中心的數(shù)據(jù)庫(kù)，并將清分的結(jié)果送給相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)公司的收費(fèi)中心。收費(fèi)系統(tǒng)還包含三個(gè)子系統(tǒng)。（1）車(chē)牌自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)，有效防止換卡、沖卡、入口多發(fā)卡、車(chē)型作弊、廢票作弊、免費(fèi)車(chē)作弊等行為，防止通行費(fèi)流失。（2）自動(dòng)稱重系統(tǒng)，一般設(shè)置在出口收費(fèi)車(chē)道，稱重精度高，實(shí)現(xiàn)高速公路的計(jì)重收費(fèi)。（3）ETC電子收費(fèi)系統(tǒng)，采用5.8GHz微波頻段的DSRC技術(shù)，車(chē)載單元（OBU）多采用兩片式電子標(biāo)簽和雙界面CPU卡相結(jié)合的方式，成功地實(shí)現(xiàn)車(chē)輛的不停車(chē)收費(fèi)。

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)。高速收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)據(jù)監(jiān)控、圖像監(jiān)控和聲音監(jiān)控三部分組成的一個(gè)有機(jī)整體。其主要功能是以收費(fèi)站為基礎(chǔ)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)、視頻、音頻等信息的采集，傳送到監(jiān)控室或監(jiān)控分中心進(jìn)行處理和分析，構(gòu)成一個(gè)多媒體的信息平臺(tái)。目前，全國(guó)多數(shù)省尚未實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

2我國(guó)高速公路信息化建設(shè)發(fā)展趨勢(shì)

2.1實(shí)現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化

高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)高速公路全路網(wǎng)的信息匯集、共享和發(fā)布，并實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)交通的宏觀調(diào)控、誘導(dǎo)、救援。聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心與各個(gè)路段監(jiān)控中心以星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)連接，構(gòu)成一個(gè)可以互通、共享信息的監(jiān)控系統(tǒng)，一般可由省監(jiān)控中心、地區(qū)監(jiān)控中心、路段監(jiān)控中心三級(jí)聯(lián)網(wǎng)構(gòu)成。聯(lián)網(wǎng)后，開(kāi)放的平臺(tái)可對(duì)除閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)以外的車(chē)輛檢測(cè)子系統(tǒng)、路面狀態(tài)及氣象檢測(cè)子系統(tǒng)、信息發(fā)布子系統(tǒng)、環(huán)境檢測(cè)子系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)等其他子系統(tǒng)進(jìn)行集成。同時(shí)，開(kāi)放的平臺(tái)架構(gòu)具有模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、可擴(kuò)展等特性。除此之外，高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)不僅能實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)的視頻監(jiān)控功能，同時(shí)可進(jìn)行信息管理與發(fā)布，構(gòu)建應(yīng)急指揮系統(tǒng)等其他應(yīng)用功能。聯(lián)網(wǎng)后的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，可以全面宏觀的監(jiān)控路網(wǎng)交通及運(yùn)行狀況，如遇交通擁堵、重大交通事故等狀況，監(jiān)控中心可第一時(shí)間積極采取措施，聯(lián)動(dòng)其他系統(tǒng)并發(fā)布相關(guān)信息給各分監(jiān)控中心進(jìn)行路網(wǎng)運(yùn)行的調(diào)整，保證路網(wǎng)暢通。

2.2實(shí)現(xiàn)監(jiān)控圖像高清化

當(dāng)前，在大多數(shù)高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，圖像清晰度只有CIF、D1等畫(huà)質(zhì)效果，一旦接入后端存儲(chǔ)顯示設(shè)備，可呈現(xiàn)的清晰度較差。對(duì)于視頻監(jiān)控而言，圖像清晰度是最關(guān)鍵也是最基本的需求。而高清設(shè)備對(duì)路網(wǎng)的車(chē)輛車(chē)牌號(hào)碼及局部特征均可進(jìn)行更細(xì)致的拍攝，同時(shí)，也能為智能分析提供更有用的分析環(huán)境。高清監(jiān)控是指整體高清的概念，即由高清前端設(shè)備、高清存儲(chǔ)、高清管理平臺(tái)、高清解碼、高清顯示等各環(huán)節(jié)組成的系列高清。此外，針對(duì)高速公路行業(yè)高速運(yùn)動(dòng)的物體解像，高清顯示設(shè)備可通過(guò)運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償技術(shù)實(shí)現(xiàn)

2.3實(shí)現(xiàn)監(jiān)控智能視頻分析

目前，針對(duì)高速公路視頻監(jiān)控所能進(jìn)行的智能分析包括車(chē)牌識(shí)別、交通事件檢測(cè)和分析、以及視頻交通狀態(tài)檢測(cè)等。車(chē)牌識(shí)別在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中已成熟應(yīng)用。交通事件智能視頻分析，即應(yīng)用GIS技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的移動(dòng)監(jiān)測(cè)、滯留監(jiān)測(cè)、突然出現(xiàn)監(jiān)測(cè)、移動(dòng)路徑監(jiān)測(cè)、徘徊監(jiān)測(cè)。交通事件智能分析在采集的圖像區(qū)域內(nèi)，能對(duì)不同車(chē)道和交通狀況進(jìn)行車(chē)輛超速、低速、逆行、物體遺散等的實(shí)時(shí)分析，當(dāng)發(fā)生交通車(chē)輛事故時(shí)系統(tǒng)能夠快速聯(lián)動(dòng)報(bào)警和錄像，為交通安全提供保障。

2.4基于GIS系統(tǒng)下的高速系統(tǒng)應(yīng)用案例

山東省高速公路為了更好地提高管理水平，結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)了一套簡(jiǎn)單易用的、圖文并茂的、可視化的高速公路管理系統(tǒng)。主要分智能監(jiān)控、事件管理、統(tǒng)計(jì)查詢、系統(tǒng)管理四個(gè)主要功能。智能監(jiān)控：智能監(jiān)控將道路上的包括大、小型可變情報(bào)板、緊急電話、氣象站、車(chē)檢器等設(shè)備整合在智能的GIS地圖上，通過(guò)軟件與設(shè)備提供的接口相配合的模式進(jìn)行高速公路交通管理、信息采集、信息發(fā)布等；同時(shí)，系統(tǒng)采用圖形化界面，將通過(guò)設(shè)備采集來(lái)的數(shù)據(jù)分析處理后直觀地體現(xiàn)在GIS地圖上，可以使管理者更快捷地得到信息，便于分析、管理及發(fā)出指令；事件管理：事件管理用于簡(jiǎn)單記錄當(dāng)班過(guò)程中發(fā)生的交通事故、交通管制以及天氣情況等信息，在事件管理中，共包括“交通事件信息錄入”、“交通管制信息錄入”、“天氣情況信息錄入”和“事件查詢”4個(gè)子模塊；統(tǒng)計(jì)查詢：用于查詢統(tǒng)計(jì)，可以根據(jù)條件快速生成日?qǐng)?bào)、月報(bào)、旬報(bào)、年報(bào)等不同報(bào)表，方便用戶檢索、打印；該系統(tǒng)通過(guò)主線交通量報(bào)表、平均行車(chē)速度報(bào)表、車(chē)道占有率報(bào)表、交通事件報(bào)表、車(chē)輛檢測(cè)器報(bào)表、氣象站報(bào)表等專項(xiàng)報(bào)表提供專業(yè)的分析管理依據(jù)，更精準(zhǔn)有效地提高的管理水平；系統(tǒng)管理：系統(tǒng)管理部分主要是用來(lái)配置系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)，及顯示模式，更人性化地提供界面顯示效果及管理模式。

3我國(guó)高速公路信息化建設(shè)發(fā)展應(yīng)用

3.1信息系統(tǒng)要適應(yīng)高速公路職能向現(xiàn)代服務(wù)型的轉(zhuǎn)變

高速公路信息化的發(fā)展要求通過(guò)信息系統(tǒng)建立高效的高速公路客戶服務(wù)體系，提供統(tǒng)一的對(duì)外服務(wù)窗口，為社會(huì)提供及時(shí)豐富的路況信息、養(yǎng)護(hù)封道信息、出行信息、沿線服務(wù)信息、氣象信息、事故救援服務(wù)、投訴服務(wù)等，使出行更加方便快捷；構(gòu)建統(tǒng)一的調(diào)度及應(yīng)急指揮中心，實(shí)現(xiàn)聯(lián)合分級(jí)監(jiān)控及聯(lián)動(dòng)救援；建設(shè)電子支付系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)不停車(chē)收費(fèi)等，解決收費(fèi)道路上的交通擁擠，提高收費(fèi)站道口的通行能力；以上將成為高速公路信息化發(fā)展的主要方向，也是高速公路企業(yè)提高服務(wù)水平的有效手段。

3.2信息系統(tǒng)要提高在災(zāi)害應(yīng)急處置中的作用

目前的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)還存在許多不足，如：監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋范圍有限，無(wú)法及時(shí)了解高速公路全路段和周邊環(huán)境情況；相鄰省份道路通行狀況信息沒(méi)有共享；由于信息系統(tǒng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，無(wú)法與公安、航空、水運(yùn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息實(shí)時(shí)傳遞和互通等問(wèn)題。

因此，高速公路信息系統(tǒng)需要建設(shè)一個(gè)功能齊全、反應(yīng)靈敏、運(yùn)轉(zhuǎn)高效的突發(fā)事件應(yīng)急處理子系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)通訊、地理信息、應(yīng)急聯(lián)動(dòng)、專題應(yīng)急和決策支持等功能，充分發(fā)揮應(yīng)急處置中系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)性和一致性。并應(yīng)在整合的基礎(chǔ)上建設(shè)各級(jí)跨系統(tǒng)、跨機(jī)構(gòu)的協(xié)作群體，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范和信息系統(tǒng)接口統(tǒng)一規(guī)劃，將高速公路信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)與公安、消防、急救、交警、防洪、防火、防震、空、公共事業(yè)、領(lǐng)導(dǎo)公開(kāi)電話等領(lǐng)域的各個(gè)應(yīng)急分系統(tǒng)進(jìn)行有效集成和融合，形成社會(huì)應(yīng)急聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，這樣在應(yīng)對(duì)突發(fā)事件時(shí)能夠統(tǒng)一指揮調(diào)度、協(xié)同處理。

3.3信息系統(tǒng)要向現(xiàn)代化立體交通運(yùn)輸體系擴(kuò)展

為配合國(guó)家大交通、大服務(wù)方向的貫徹落實(shí)，高速公路信息系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)與時(shí)俱進(jìn)，打破傳統(tǒng)行業(yè)邊界，實(shí)現(xiàn)面向立體化交通行業(yè)管理對(duì)象的整體流程化、立體化管理，體現(xiàn)智能、高效、便捷原則，促進(jìn)決策模式、管理手段、服務(wù)方式的創(chuàng)新以及業(yè)務(wù)流程的優(yōu)化。

4結(jié)語(yǔ)

今后，新技術(shù)、新設(shè)備在信息系統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用前景非常大，特別是交通信息采集設(shè)備、事故事件檢測(cè)設(shè)備、數(shù)字化圖像傳輸設(shè)備、多途徑的信息發(fā)布設(shè)備以及有利于管理的自動(dòng)化設(shè)備等是目前非常需要的，對(duì)提高高速公路的能力、效率和安全性，加強(qiáng)交通需求管理，引導(dǎo)和控制出行方式，尤其是緩解高速公路擁堵難題，具有重要作用。