xxx高速科研(一)---管理模式及监控管理需求研究

1、xxx高速路段综合监控管理系统=1=而求分析xxx有限责任公司2013年6月一、系统概述51、xxx 高速现状52、xxx高速监控特点5二监控管理需求分析51、运营管理整体需求分析52、日常运营情况下的管理需求3、应急事件发生时的管理需求三. 系统的发展趋势分析四、系统设计目标五、系统的设计原则1、实用性、先进性与成熟可靠性并用的原则72、通用性、可扩展性的原则73、标准化、规范构建原则84、技术先进性与适用性原则85、可靠性、安全性原则8六系统架构设计需求1、c/s模式2、b/s 模式9六系统模块构成91、系统模块92、功能模块七、系统界面设计需求1、界面设计模式102、基于gis构建系统界

2、面需求3、gis地理信息系统与示意图的路段监控图选择10儿g1s地理信息系统图形化功能需求.10102、gis路段监控功能需求113、gis系统实施要求九、实时路况检测系统和出行信息发布需求131、路段实时路况构成分析1、gis在高速公路的应用分析2、实时路况信息的来源3、出行信息监控与发布4、实现全路段实时路况信息全程监控的要求14十.路段机电设备监控系统需求151、交通诱导信息发布控制152、交通流量实时监测153、气象信息实时监测154、系统控制手段155、系统批量诱导发布166、机电设备布置和数据采集要求16九、视频监控系统需求161、实时视频和历史视频的监控162、视频事件检测系统集

3、成监控173、电视墙控制功能17十、桥梁健康监测系统1718十一、预案及策略模块需求1、预案的编制与植入182、系统策略控制模块19十二、应急事件处置需求191、应急事件的系统处置目标19192、应急事件系统处置流程 十三、联动处理模块需求1、系统联动整体需求212、电力监控系统数据集成联动213、与视频事件检测系统的数据集成联动22234、与火灾监控系统进行报警联动5、灾害预警联动流程十四、科研成果实施应用需求231、管理模式的研究242、交通流检测及分析243、车辆识别、跟踪和违章判断25254、交通流管制266、系统架构和协议开放性十五、基于bis的数据分析统计系统模块需求27十六、交通

4、移动监控系统27十七、系统权限及安全模块28十八、仿真教学模块28十九、监督、考核模块28282929301、监控人员监督2、维护人员监督3、监督考核对管理制度的要求附:路段综合监控管理系统对平台、硬件及设施、子系统的要求1、系统运行环境要求302、实现gis系统整合的要求301）总体要求302）gis桌面软件要求303）空间数据库引擎要求323、系统工作站及服务器配置要求331）对服务器的配置数量要求332）对服务器硬件的配置需求：343）工作站的配置数量344）工作站的配置要求344、科研对机电硬件设施的要求355、对其它子系统的数据联动通讯接口要求35一、系统概述1、xxx高速现状xxx

5、高速公路全长53. 5公里，它是对xxx省“五纵六横七条线”高速公路网 主骨架的重要补充。与xxx高速公路、xxx高速公路、xxx高速公路等组成晋煤 出海的又一重要通道。2、xxx高速监控特点xxx高速桥梁、涵洞、互通立交众多，其中桥梁与全路段占比达14. 2%, xxx 高速实行全程监控，需要提供有效路段沿线机电设施、重要结构物、交通实时路 况的实时高效、稳定、可靠监控，加上需要多个科研结果的落地运用，因此对监 控系统软件的建设提出了更高的要求。二、监控管理需求分析1、运营管理整体需求分析在高速公路的运营管理中，需要解决高速公路监控运营过程的各种问题，保 障高速公路运营动态信息的全方位掌握，

6、解决高速公路在突发事件发生时及时发 现、快速响应、有效联动与处置问题。为了有效服务于高速公路运营“安全、稳定、舒适、高效”，需要建立一套 专门针对高速公路路段各设施、各系统进行实时监控的平台系统。能够做到提高 管理效率、节约能源、确保行车安全，为积极预防、处理事故，提供可靠的保障。 同时，合理有效利用高速公路路段上机电设备、构造设施使营运管理更加有序可 行，以人为本的人性化设计提倡智能化高效的营运管理。2、日常运营情况下的管理需求在高速公路日常正常运营情况下，需要系统能够通过高速公路沿线的外场设 施（各种监控设备、检测仪等）及时、准确、完整地监控、监视高速公路路段的 实时路况、交通流量、气象状

7、况、火灾、电力等情况。具体包括：能够实时监控路段机电设备、设施的实时工作状态，能够进行实时数据采集和控制；监视高速公路沿线路段的交通运行状况、交通车流、气象数据实时监控, 能够及时发布交通诱导命令；能够与视频监控系统、视频事件检测系统、电力监控系统进行集成和整 合，进行应急事件的视频系统进行有效报警联动，消除各个系统之间的 “信息孤岛”，做到对各个子系统的联动响应、数据共享，并能与监控中 心屯视墙设备进行联动控制，形成一套流程化的报警及事件联动机制， 成功解决了高速公路各系统间信息的集成、共享、联动问题。监视隧道内环境数据和通风状况，并提供各种隧道通风自动控制方案， 即节约能耗，又营造一个良好

8、的隧道行车环境；3、应急事件发生时的管理需求在高速公路重大应急事件发生（火灾、重大交通事件、重大灾害等）情况下, 能够在通过系统建立的预案体系、各种专家级应急事件联动控制预案和处置流 程，对高速公路路段的各种机电设备进行联动控制，对交通进行分流，提供交通 诱导、发布、救援方案，为高速公司可靠、安全运行提供强有力的保障。在系统 处置应急事件的过程屮，需要做到对应急事件的快速发现，应急事件发现后的及 时响应、快速及时上报。系统需要实现应急事件的流程化导航，保障报警信息与 监控系统及时有效联动，并能提供详细的应急事件处置流程,对事件的救援信息、 交通诱导信息进行及时发布和共享。三、系统的发展趋势分析

9、随着信息系统的快速发展，高速公路监控系统经历着一个从简单到复杂，从 单一到综合的过程，高速公监控软件系统的发展趋势有如下几点：从功能单一的、独立的监控控制软件发展成为功能强大、智能化的软件 系统从各个子系统相互独立、数据无交互发展成为集成化的、数据联动共享 的系统从传统不重视监控数据分析发展成为具有强大监控数据分析、统计、报表功能的系统强调“智能化、高集成、综合管理.互联共享、移动监控，'的概念系统从最初设计到开发均需要考虑到区域监控和长远规划，系统适应多级管 理模式，预留接入区域中心的数据接口。ui系统设计目标系统需要按软件管理规范流程执行，提供各阶段和过程的完善文档记录及详 细注释

10、。系统设备及接口编码符符合相应国标、部标，满足xxx高速公路施工设 计要求。系统需要成熟度高，需要成功运用过全国数十条高速公路路段及隧道监控经 验，系统需要贴近高速公路运营管理流程，达到智能化、流程化的管理。系统能 够实现管理体制与信息化平台的对接，提升交通地位，为高速公路良好运行提供 保障，以提高公路交通运行效率和管理水平为目标。最终达到：能够对路段的机电设备设施、运行路况、交通流量、气象信息、视频图像、供配电信息、桥梁健康安全信息、救源资源及配置信息进行综合监控与监测。 通过系统有效管理、多级联动响应，减少监控人员，降低管理成本。通过系统对高速公路各种监控信息的动态掌握，及时向社会公众发布

11、交通出 行信息，做到信息共享、服务公众。通过系统智能化的管理、流程化应急联动控制预案与处置流程，提高管理水 平，降低运营风险。系统需要贴近高速公路运营管理流程，智能化、流程化的管理，需要实现管理体制与信息化平台的对接，提升交通地位，为高速公路良好运行提供保障。五、系统的设计原则系统在设计时需要考虑如下原则：1、实用性、先进性与成熟可靠性并用的原则系统设计需要充分考虑高速公路交通监控的系统特点，技术上遵循先进性、 实用性与成熟可靠性并重的原则。2、通用性、可扩展性的原则系统需要采用组态化搭建，采用统一的、友好的监控界面，适应监控操作风 格，无经验的普通操作员亦能轻松实现监控操作，且本地监控与中心

12、监控采用同 一版本，提供可修改的专家级控制预案和多功能选项，通用性强，功能强大。系统的扩展性需要如下功能：系统设计应提供功能强大的各种设备通讯方式、通讯协议的组态配置，内置 大量通讯协议库和多种通讯方式选择，模块化的配置能够保障可靠通讯和稳 定性，能够大大的缩短工程调试时间设计应提供监控系统画面的组态，简单配置就可进行设备的增加、修改，具 有高扩展性，满足日益扩展的建设需求，最大限度地扩展本系统，减少现场 调试时间、降低维护成本。设计提供预案的图形化编辑和修改，自动控制策略的任意选择，提高系统灵 活性和扩展性。设计用户功能强大灵活，考虑到xxx省高速公路区域管理新模式，针对片区 公司的运营管理

13、模式，充分考虑监控系统的适应性，为以后区域监控系统的 接入预留扩展接口。3、标准化、规范构建原则按项目施工方案和实施方案，系统建设按统一标准与规范，加强标准化和规 范化建设，总体规划、分阶段实施，确保系统内各系统上下网络顺畅，衔接互联 成为一个整体，系统留有与国家、省及相关业务部门信息系统相衔接的接口。4、技术先进性与适用性原则系统建设时按实际需要确定功能结构与规模，既采用成熟的先进技术，又避 免脱离实际。当前网络技术发展迅速，新的设备不断涌现并趋于成熟，在满足实 用性的基础上，系统起点设置高，尽量选用先进的网络技术及通信设施，将计算 机网络应用的技术水平定位在一个较高的层次上，以适应各部门的

14、业务需要。充 分发挥现有业务系统的优势，利用现有业务信息资源，尽可能降低现有系统整合 的工作量。5、可靠性、安全性原则系统设计充分考虑到可靠性，能长期无故障工作。系统充分考虑安全策略和 安全机制，确保系统的安全性六、系统架构设计需求由于系统功能强大，设计偏重智能化、综合化、集成化，因此采用普通组 态软件构建达不到系统设计要求。因此，系统并非基于工控通用领域组态平台开 发，而是基于c/c+、vc+、.net设计开发，具有独立完全自主知识产权。系统采用c/s和b/s相结合的架构模式进行构建：1、c/s模式系统通讯、内核模块采用，发挥了 c/s模式的高可靠性、高实时性2、b/s模式监控数据分析管理系

15、统模块采用b/s模式，发挥了 b/s模式的平台无关、易 于展示、远程访问方便、更新方便的优点。管理者可在办公网通过系统随时掌握路网运行现状；管理者可通过系统每天的报表了解系统实况；移动监控让管理可随时随地掌控全路段信息；六、系统模块构成系统主要包括两大部分模块：系统模块和功能模块。1、系统模块gis地理信息系统模块、路段机电设备监控系统模块、视频监控系统模块、 桥梁监控系统模块、基于b/s的监控数据分析系统模块、移动监控系统模块2、功能模块交通实时路况和出行信息监控模块、预案及策略模块、应急事件处置模块、 联动处理模块（包括：事件检测系统联动模块、电力监控系统联动模块）、科研 成果应用模块、系

16、统权限及安全模块、仿真教学模块、维护监督模块七、系统界面设计需求1、界面设计模式系统界面设计有两种模式，一是基于gis地理信息系统电子地图平台搭建。 二是基于电子地图示意图下路段监控图。系统能够对两种路段图构建进行动态选择，界面设备具有有如下需求:系统界面基于图形化设计理念，系统图形化用户界面，强调“四个图形化”, 提供图形化、组态化的用户界面。提供友好、易操作强大用户界面，系统显示、 操作图形化，监控界面可图形化编辑定制，即需要做到:图形化效果预览图形化显示图形化的控制图形化的所得2、基于gis构建系统界面需求gis地理信息系统是表现我们管理、关注对彖的空间位置及与周边环境关系 的一种技术。

17、交通监控基于gis系统构建，提供真实准确基础元素信息、地理 位置信息、动态展示信息。当系统基于gis电子地图构建时监控需求如下:基于精确位置的高速公路周边基础信息基于精确位置的专题信息资源基于gis系统构建将给应急事件处置、调度指挥带来极大优势3、gis地理信息系统与示意图的路段监控图选择由于gis系统平台及高比例地图购买投入较高，对系统开发要求高，而且 gis系统得到好的应用需要大量数据支撑，这些精确位置的数据的采集、建库需 要大量工作，这制约了 gis地理信息系统的应用。考虑到成本及数据支撑原因, 所以系统路段段监控界面设计时提供gis电子地图平台与示意图平台的动态选 择，示意图平台除不能

18、提供精确资源位置外，其它图形化方面系统提供相同的界 面操作功能。八、gis地理信息系统图形化功能需求1、gis在高速公路的应用分析gis即地理信息系统，就是表现我们管理、关注的对象的空间位置及与周边 环境关系的一种技术。在高速公路高度指挥中引入gis地理信息系统的电子地 图，能够提供对高速公路周边信息，如：二级公司、城镇、山川、河流、湖泊、 风景区等等基础信息；提供高速公路重点监控对象，如：隧道、立交、桥梁、收 费站、服务区、桥梁、养护工区、重要道口等基础属性及动态路况信息；提供高 速公路路段重点监控设备，如：重要道口可变情报板、车检器、限速标志、摄像 机等设备的静态属性及动态运行状态；在发生

19、应急事件时还可以查看高速公路周 边救援资源，如：执法队、119、救援部门、运营部门、医院等详细位置及配置 信息，救援执法车的详细运行位置的gps跟踪，进行资源检索与标识。无论是 路段监控中心还是监控部中心，电子地图系统均在调度指挥中发挥着巨大的作 用，越来越被广泛采用。2、gis路段监控功能需求灵活、可扩展的空间数据库提供标准数据接口，系统有相应的gis空间数据库建库规范与标准。提供灵 活的、可扩展的空间数据库建立标准，满足系统功能要求。多图层、图形化电子地图展示电子地图支持多图层，可根据图形元素类别划分各大图层以及各个子图层， 可极其方便显示或隐藏某图层。电子地图支持gis基木图形功能，如：

20、放大、缩小、漫游、定位元素、标识、 测距等。支持元素的检索、查找、指定范围检索、路径选择、最短路径等图形化操作大量高速公路专题图层提供系统支持大量专业题资源图层，女山 救源资料图层、气象图层等。高速公路周边线状基础要素位置及信息展示系统以电子地图方式显示高速公路路网的详细组成情况、道路规划情况、二 级公路线成情况、铁路、重要城镇街区等需要关心的周边线状基础要素。高速公路周边基础点状信息展示系统以电子地图方式显示高速公路周边城镇、山川、河流、风景区、旅游景 点、加油站、重点构造物等基础点状信息。高速公路周边重点区域对象位置、配置信息、动态路况图形化展示系统以电子地图方式显示高速公路周边路段段面、

21、隧道、立交、桥梁、收费 站、服务区、重点边坡、养护工区等重点监控对象的位置、静态属性（包括：桩 号、名称、长度、配置明细等）、动态属性（包括：拥堵状态、关闭情况、封闭 情况、运行情况等）。高速公路周边重点监控设备位置、配置信息、动态运行图形化展示系统以电子地图方式显示高速公路路段上重点监控设备，如：可变情报板、 限速标志、气象仪、车检器、摄像机等详细静态配置属性（如：位置桩号、厂家、 型号、性能参数等）、动态运行信息（如：显示内容、检测数据值、摄像机图像 等）实时显示高速公路路段各重点构造物的实时路况能够在电子地图上动态显示重点监控对象的交通拥堵状况、道路封闭管制状况、交通事件事故状况、灾害事

22、件状态、道路养护维修状况。高速公路周边救援资源位置、配置信息图形化展示系统以电子地图方式显示高速公路路段上救援资源，包括：活动护栏、执法 部门、运营部门、路政机构、养护机构、医院、119消防等部门的详细位置、详 细配置信息（如：执法车数量、人员数量、119消防力量情况、医疗资源详细配 置情况等等）。高速公路救援车、执法车的gps实时跟踪、定位及详细信息显示 系统能够接入gps数据，显示救援车、执法车车俩gps导航、最短路线的选择、基本行车路线、车流控制、紧急救援线路选择等，能够显示gps点的详细信 息，如：驾驶者信息、车辆所有者情况等。与监控系统的数据联动及图形化响应系统能够与监控系统进行数据

23、联动，从监控系统获取交通监控数据、设备运 行实时数据、路况数据、视频数据等，从而图形化展示在电子地图平台中。应急事件发生情况下的调度、指挥、展示平台通过本系统，能够提供应急事件发生情况下的各种援援资源的查看、检索、 图形化查看，能够通过与交通监控系统的配合，图形化展示给调度、指挥者各种 想要的各种数据，为应急事件的调度、指挥提供综合展示平台。上述功能需求中只有部分是当以gis平以构建后才能实现的功能，普通示意 图下也能够实现上述大部分图形展示功能。3、gis系统实施要求为实现gis图形化展示功能，需要做到如下工作量及要求：1）购买gis平台，根据本系统gis的要求选择不同功能模块进行选择, 目

24、前市场的gis平台系统有arcgis、mapinfo超图、mapgis等厂商。2）建立空间数据库，在xxx高速综合监控管理系统中融入gis图形界 面，图形界面以gis平台为基础进行开发。3）提供大量的上述功能的gis基础数据、设备基础信息数据、设备配 置数据等用于在gis界而上展示。4）利用gis采集设备现场对xxx高速所有外场机电设备、立交、桥梁、 隧道、匝道、涵洞等重要沿线构造物进行采集，并入库空间数据库。5）进行以gis为基础的交互开发。6）在gis平台上展示各种静态设备及构造物、救援资源详细地理位置、 设备详细信息、实时路况信息、交通实时流、应急事件区域图形化显示九、实时路况检测系统和

25、出行信息发布需求1、路段实时路况构成分析对高速公路宏观管理者来说除了关心路段各个机电设备设施的运行情况外， 更需要关心是整个路段段面、互通立交、桥梁、收费站、隧道、服务区等重点结 构物的交通实时路况，这些实时路况包括：道路拥堵状况,包括：畅通、拥挤、拥堵道路封闭及管制情况,包括：正常通行、单车道封闭、全车道封闭、限 量放行等等交通事故事件情况,包括：交通事故、突发交通流、交通管制 等灾害事件情况,包括：气象灾害、冰雪灾害、地质灾害、火灾、暴雨灾 害等道路施工养护维修情况,包括：养护类型、预计工期、通行措施等路段各区段电力供电状态，包括：主电源供电、ups/eps供电、完全停 电、电力停电状况信

26、息、ups及备电供电信息等。2、实时路况信息的来源上述交通路况信息，可以通过利用机电设备智能分析与多渠道上报，利用自 动+人工相结合的方式获取信息。如上述6类路况信息的上报中道路拥堵路况 的上报可以通过路段的车辆检测器+交通工程算法自动获得畅通、拥挤、拥堵状 态。通过对大量调查数据的分析结果表明，流量的相对增量与占有率的相对增量 确实存在着很大的线性相关性，通过分析两者之间的关系，并进行曲线拟合得到 最佳拟合方程获得某段高速公路畅通、拥挤、拥堵状态。如果路段有数字视频事 件检测系统，也能够通过与该系统的数据集成自动获得某些交通事件和灾害事 件。通过与电力监控系统的数据集成联动，获取收费站、服务

27、区、隧道的供电状o可用利用利用系统进行图形化的6类信息动态反应和快速人工上报，并填写 详细信息及原因。上述6大道路基本运行状况中，根据类型不同可以详细显示毎 种情况的等级、类型、预计结束时间等详细信息，遵照齐个路况的详细属性3、出行信息监控与发布同时，运营管理者还需要掌握路段的交通出行信息，包括：公路基础信息、 交通流量信息、交通路况信息、气象信息等，系统能够通过可变情报板、诱导屏、 路段广播等手段进行交通实时路况信息和出行信息的信息共享与发布，提供公众 行信息出行服务，在应急事件发生时能够提供则事故、分流信息。从而保证高速 公路良好的运营服务水平。4、实现全路段实时路况信息全程监控的要求要获

28、得xxx高速全路段的各类实时路况事件信息，需要依靠路段机电设备、科研算法研究成果、各系统之间的数据交互联动共享，通过自动、人工多渠道采集，有以个工作量及要求:1）实时路况的判断需要依靠全路段机电设备的数据采集，并通过交通工程科研算法对数据进行大量研究得出。2）需要大量的科研算法结果作为支撑，如交通流检测及细化模型、交通流 流量饱和等，像无盲区的路段交通状况分析这类科研内容，就必须依靠大量的车 辆检测器的布置，具体参见y-2012067高速公路信息化应用平台课题研究， 需要把科研成果落地应用。十、路段机电设备监控系统需求对路段机电设备设施进行实时监控是系统的重要功能，系统需要能不间断对 机电设备

29、进行可靠控制和无缝监控，有极高可靠性和稳定性。1、交通诱导信息发布控制对路段沿线交通诱导设备、广播发布设备进行数据获取和远程控制:1）对沿线路段、隧道、收费站可变情报板进行诱导发布2）对沿线路段、隧道、收费站可变限速标志进行控制发布3）对沿线路段、隧道、收费站广播系统进行广播发布4）对沿线路段、隧道、收费站诱导屏进行控制发布2、交通流量实时监测对路段沿线车辆检测仪，包括：线圈车检和微波车检测进行数据获得和流量 分析：1）对各个车检仪数据进行远程获取，包括：实时数据和周期统计数据2）对各个车检仪的数据进行分析、统计，通过交通算法计算出各路段段面、 立交的拥堵状态。通过数据分析、统计各收费站、立交

30、的交通汇总流量。3、气象信息实时监测能够对路段的气象仪设备的数据进行读取和分析：1）对各个位置气象仪的数据进行分析，检验分析后进行进行气象数据分析2）能够通过可变情报板对气象局或气象仪检测的准确校验过的气象信息进 行发布。4、系统控制手段系统提供多种丰富控制手段：单控、预案（群控）、隧道群联动控制预案。可在图形化监控界面进行单个设备控制，也可通过预先编制的控制预案进行群 控。提供简单易用的图形化照明、交通、通风日常整体控制向导。提供正常情况下、 交通管制、交通阻塞、道路养护与维修、污染物浓度超标、交通事件、火灾发生 情况下的相应多种联动处理预案，这些预案根据相应的控制原则由专家评审和编 辑后提

31、供，具权威性、实用性。系统提供的联动控制预案既可是单隧道，也可在路段、隧道群、毗邻隧道之间 进行联动控制。有足够权限的操作员能够对控制预案进行图形化编辑与修改，可编辑自定义预 案，即预案组态功能。5、系统批量诱导发布系统考虑到路段上可变情报板多、类型不统一的特点，为减轻操作人员的负 担，系统提供对左右线不同类型的情报板批量列表发布功能，操作人员能够轻构 实现对同一车行方向同类型可变情报板的统一发布。同时提供发布列表复制功能 大大简化了监控人员的操作步骤，提高了监控效率。6、机电设备布置和数据采集要求为达到无盲区全路段全程监控为目标，路段机电设备如情报板、广播、车检 器、气象仪的布置按照设计要求

32、，在收费站、立交、桥梁、隧道、服务区、长下 坡、弯道、边坡、重要道口、重要路段节点布置机电设备。九、视频监控系统需求1、实时视频和历史视频的监控系统与视频监控一体化集成，系统能够运行对路段全程范围内摄像机进行实 时图像和历史图像的监控。其功能包括：光平台视频设备、编/解码器设备的数字图像软件系统实时播放、历史图像查 询及回放视事检测报警图像集成、融合、回放。系统提供视频实时播放、历史图像回放，事件检测报警图像回放多路实时视频调用与查看历史视频多路检索与冋放2、视频事件检测系统集成监控视频事件检测系统由相关摄像机、视频事件分析仪构成，自成系统、自成体 系，能够完成以卜功能：通过事件检测分析仪设备

33、和视频图像处理算法，能够检测指定范围内的违规 停车、逆向行驶、行人、慢速车辆、抛洒物等图像异常变化行为。系统能够记录存储事件发生前后1030分钟（可设定）的录像通过与综合监控系统的联动，能够在事件发生时进行视频监视器上的自动切 换，通过监控人员人工判断，往往能够发现隧道内交通事故、火灾等重大事件， 为第一时间发现应急事件提供一种有效手段。系统能实现与视频事件检测系统进行集成、整合，达到如下功能：事件检测报警动态显示、查询、事件视频录像回放支持对事件检测系统的集成、整合，事件检测报警的查询、条件检索、 报警图像回放3、电视墙控制功能系统能够支持对电视墙设备，包括：led字幕机、dlp大屏、监视器

34、、 地图屏（某些老设计采用）等设备进行手动或联动自动控制，主要包括： dlp大屏控制，包括：dlp大屏分屏控制、拼接组合对led字幕机进行控制和列表发布对电视墙监视器批量切换控制、应急事件发牛时自动摄像机切换控制十、桥梁健康监测系统桥梁健康监测系统以现代光屯传感技术、网络传输技术及高性能计算机系统 为依托，通过结构安全分析和评估软件系统来对桥梁结构受力及变形等进行监测 和分析，评估桥梁的承载能力和安全状态，为桥梁运营养护提供有效的科技手段。目前，随着传感监测设备日趋成熟，使用寿命有了很大进步，结构分析评估 理论和软件系统不断发展进步，健康监测系统已越來越多的应用到了大型桥梁的 养护管理当中。桥

35、梁健康监测系统概述随着我国桥梁建设水平的不断提高大跨度 桥梁、特殊结构桥梁等越来越多的被应用到各条高速公路上。这些大桥、特大桥 的运营安全问题也越来越受到大家的关注。监测系统应具有良好的人机交互操作 平台、良好的数据可视化功能以及预警、评估决策等功能。系统应能够获取桥梁的真实工作环境和和足够的工作状态信息以满足结构 受力分析、桥梁状态评估等的数据需求。一般来说，桥梁监测系统的功能目标 分为监控与评估、设计验证和研究与发展三个方面，针对不同的功能目标系统的 的设计侧重点不同。目前大多数的大跨度桥梁监测系统是以结构监控与评估为目 标的桥梁健康监测系统以现代光电传感技术、网络传输技术及高性能计算机系

36、统 为依托。通过结构安全分析和评估软件系统來对桥梁结构受力及变形等进行监测 和分析。评估桥梁的承载能力和安全状态，为桥梁运营养护提供有效的科技手段。系统能够整合桥梁健康安全监测系统，融合到整个系统中进行综合监控，并 能够通过g1s监控图或示意图反映路段特大桥的预警、预估信息及相关监测实时 数据。桥梁健康监测系统自成系统，能够向综合监控管理系统提供数据联动接口， 在桥梁发生预警时提供联动。十一、预案及策略模块需求1、预案的编制与植入在路段应急事件发布时的调度、指挥、处置功能是系统又一重要功能，应急 事件的处置既需要依靠监控系统及时发现，提供合理、有效的联动预案和大量需 要的监控应急数据，现场执法

37、、各救援资源的配合也非常重要。在系统层而，软件提供应急指挥过程需要的各种监控数据和应急预案，应急 预案功能包括：提供在路段各种应急事件发布情况下的联动控制预案，包括：重交通事 件、重大气象灾害、重大化危品灾害、重大火灾等，这些联动控制预案 包括对路段各区间可变情报板、可变限速标志、诱导屏等机电设备设施 的统一联动控制，也包括对应急事件各个阶段的处置流程的实时汇报。系统提供对各种联动预案的系统电子化植入功能，包括做到对机电设备 的预案植入和对应急处置流程的电子化置入系统提供对应急事件发生时各种救援资源信息的实时地图查询和应急专 家库的植入。2、系统策略控制模块系统策略控制模块主要为系统提供给隧道

38、监控时使用，系统能够提供隧 道内通风、照明、交通的各种自动控制模式和策略，包括：通风的co/vt自 动控制、通风时间自动控制策略、照明季节时间自动控制策略、照明光强自 动控制策略、交通的时间自动控制策略等。十二、应急事件处置需求1、应急事件的系统处置目标应急响应流程化信息快速无障碍传递多机构、整体路段设备联动响应现场-远程多级管理一体化的事故处置2、应急事件系统处置流程1）火灾探测报警器自动报警、视频事件检测系统、人工等多渠道获得报警 来源，火灾监控系统将联动信号传给监控系统，系统发出声光报警（提示火灾）, 同时系统将自动切换火灾点视频画面到电视墙。系统实现了报警信息与监控系统 的有效联动。做

39、到突发事件快速发现。2）灾害、重大交通事件、重大化危品等重大应急事件与火灾处置一样，做到对突发事件的快速发现和有效联动。3）隧道管理站收到报警信号后监控人员立即通过各种监控手段进行确认,做到报警信息与监控系统即时有效联动4）当出现报警信息，监控系统将弹出接警工单，监控人员根据事故现场情况和接收到的事故信息，填写接警单。接警单包括：事故地点、时间（系统可自动产生）、事故基本情况、人员伤亡、设备损失, 事件描述、事件核实情况等内容。5）系统将自动产生事件的基本等级，可人工修改预案等级，接警单根据事 件等级上传上级监控系统（区域中心、总中心），实现信息报送。平台提供接警单、事件处理单记录事件基本情况

40、特性以及事件处理过程等，同时 通过接警信息记录，突发事件信息可数字化并便于流通。做到应急事件确认后的 快速及时上报6）系统应急救援平台提供了流程化的应急响应导航服务，引导人员开展相 应的应急响应开作。通知相关负责人：监控人员了解事故信息后，报告监控管 理站负责人，经负责人授权后，监控管理站将立即执行联动控制预案，预案将根 据应急事件发生的位置，开启相应的风机、照明、交通信息灯、情报板等设备。 将预案植入监控软件，改变了以往预案只是停留在书面的传统预案管理和执行模 式。做到路段应急响应流程化应急响应流程化导航7）火灾信息及时通知响应，进行交通控制、应急救援，监控负责人调集路 段救援资源列表（植入

41、了电话、负责人等信息），可进行快速通知到事故现场进 行救援，包括119、120、养护巡查等资源。做到了救援信息及时发布，快速响 应。8）路段隧道管理站应急预案的调用，系统植入多种应急预案，应急预案与 监控系统联动，根据应急流程通过动态数据库的方式植入应急联络单，实现了应 急事件的流程化联络单的电子化。做到了救援信息及时通知、响应9）现场处置组负责安排公司救援处置人员与外部救援单位一些开展救援处 置工作。、交通控制和诱导、收费站车辆进出控制$交通分流、疏导调度¥人员救护和疏散¥灾害处置、清障和恢复事故处置前应辩明事故情况，包括事故原因、人员受伤受困情况，事故危害 和救援条件，

42、在确保安全的条件下进行事故处置。10）应急事件启动后，响应程序的终止应由事件对应的最高响应机构决定是 否终止该应急响应程序。应急响应终止标准：包括现场事件处置和清障完毕、交 通初步恢复畅通。宣布应急结束后，应急指挥救援人员和装备撤离现场，交通机 电人员恢复正常阶段。应急事件的事后分析、评估；应急事件信息发布；对历史 应急事件的查询；对应急事件的处置过程的记录、查询；能够记录应急事件的详 细步骤，事后能够进行事件的分析、评估十三、联动处理模块需求1、系统联动整体需求多个子系统之间做到联动响应、数据共享，系统设计中提供与其它系统的数 据交换、集成联动，有利于打破系统之间分离无交互、消除“信息孤岛”

43、，将各 个管理子系统组成集屮综合化的“集屮管理平台”，提高信息资源共享，使系统 发挥更大的整体作用。系统设计能提供对各个子系统事件及报警的联动处理，包括：与图像事件检 测子系统的事件报警联动、与视频监控子系统的报警切换联动、与dvr ®盘录像 机报警录像联动、与火灾监控子系统的报警联动、与电力监控子系统的信息联动、 与收费系统报警联动、与紧急电话和广播子系统的信息联动。系统收到子系统的各种报警后，能够与监控中心电视墙设备进行联动控制， 自动切换监视器、dlp大屏、led字幕机显示、dvr录像等，形成一套流程化的 报警及事件联动机制。2、电力监控系统数据集成联动在各路段监控管理站电力监

44、控已经建立，自成系统，实现如下功能：> 系统采集了变点所高压供电回路的电压、电流、功率、频率、有 功功率、无功功率、功率因素等电力参数。> 系统采集了变点所重点低压供电回路的电压、电流、功率、频 率、有功功率、无功功率、功率因素等电力参数。> 系统可采集变点所发电机电压、电流、频率、功率、功率因素、 发电机转速、水温、油压等参数。系统可采集变电站ups电压、电流、频率、功率因素、功率等电力参数、剩余供电吋间、剩余电量等参数。变电站重点高压继电保护测得的电压、电流、频率、功率因素、功率等电力参数。系统采集了变电站电力系统重点高低压开关冋路、发电机、继屯保护、ups等设备的工作状

45、态。 系统采集了电力系统高压失电、电压越限、发电机未能正常启动、 高低压冋路拒动、变压器高温报警、ups电量用尽、ups电池组故障等报 警xxx高速综合监控系统能够与电力监控系统进行集成、数据交互，主要功能 需求如下：对各路段电力变电所的市电停电状况进行监视对各路段电力变电所的设备故障、发电机、eps、ups的工作状态 进行监视对各路段电力变电所的重点报警信号重点电力供电变电所位置数据、供电位置关系数据、供电方向数 据实时监视整个路网各路段监控管理站各类电力系统报警如市电停 电、发电机故障、发电机不能正常启动、ups故障、变压器高温报 警等 实时监视整个路网各路段发屯机、eps、ups的工作状

46、态信息。以汇总图形式显示的各高速公路路段的重点电力供电变电所位置 数据搞、供电位置关系数据、供电方向数据等，图形方式直观显 示变电站重点供配电电压、电流等。3、与视频事件检测系统的数据集成联动事件检测系统白成系统，能够通过视频分析检测出高速公路诸如违规停 车、逆向行驶、交通事件、行人等事件信息，xxx高速路段综合监控系统能 够与事件检测系统进行集成、联动，对事件检测的报警进行联动、对事件检 测图像、报警记录进行查询，如下图所示：砸面对应!*机砒报事件枝1m系蜒卷»®停车、行人.目目系统的处住（录像、记录等）以tcp网络方式控系统发送吉書:'向dvrtf逢系统发 送中

47、心衆at命令发出捋書声音慶追皆昨aaits祇加到攥書列髓（包帥8并板，交遇指示灯）岀脑业务电话g记录 附u执法6v上级汇报）wawws主机发出 阳占視金令砒捋逐面到主筈視脳氏员釵出处理的报处殁鵠待占茲为傲出*&应的弟誓处聂緊令电话.r»（发出誓吉戒者救援信息）4、与火灾监控系统进行报警联动系统考虑到路段隧道监控特点，能够与隧道火灾系统进行报警联动，如下图所示:5、灾害预警联动流程灾害预警流程属于应急事件的处置流程，见i 二描述，系统提供灾害预警的 快速发现、快速传递流程，系统置入了应急事件处置流程和预案，根据对灾害的 详细情况、等级进行定制化流程的处置。系统提供在灾害信息的各

48、级传输以及在 灾害发生、确认、处置阶段的各种监控数据提供和各类资源的查看显示，为灾害 的处置提供全程监控支持。十四、科研成果实施应用需求根据xxx省a-2012067高速公路全程信息化综合管理平台应用研究，需要 以xxx高速为依托把科研条目实施落地，要求系统能够提供数据接入和展示接 口，能够把科研的成果进行有效应用。1、管理模式的研究该科研内容为研究系统的管理模式和流程，该研究成果能够应用在： 制定管理规范，规范监控口常运营管理流程制定各部门和管理机构、协调单位在高速公路应急事件调度、指挥、处 置流程，该科研成果能够以“动态流程”电子化，置入监控系统中，当 发生应急事件时能按流程进行救援、交通

49、透导和分流、信息发布等。制定齐部门的管理制度、管理职能规范监控系统的操作流程，系统能够利用该科研成果对监控系统的不符 合规范的操作行业监督、考核研究其在全面监控、稳定交通流、纠正违章、指挥及救援等各方面的实 时性、及时性和有效性。2、交通流检测及分析该研究条目的内容为：根据路段布设的车辆检测设备检测到的流量信息， 分析交通流状态随时间和空间而变化、分布的规律，验证各交通流确定模型和随 机模型对交通流模拟、分析的准确性，选择并确定应用模型。根据道路布设的车 辆检测设备的密度和全路段交通流分析、判断的粒度要求（运营管理要求的最小 区段），确定宏观流体模型和微观跟踪模型的具体参数，通过对交通密度、速

50、度、 道路空间占有率和时间占有率等参数的阀值设置，实现最小管理区段内的交通流 状况的判断，采用颜色、声音等多种方式通知值班人员注意和及时处理。研究在 不同气象条件、路面状况下对交通流的影响，确定相应模型。对正常交通流的司 乘人员进行连续的的指示、引导信息发布进行研究。该研究成果可以应用在以下几个方面：对研究成果中交通流的拥堵状态进行图形化显示、联动报警、联动处置, 达到重大应急事件的情况下根据应急流程对重大交通阻塞情况进行交 通诱导、交通分流等。 对研究成果屮交通流进行预警、交通流达到指定范围进行不同颜色的动 态提不3、车辆识别、跟踪和违章判断该项研究内容为：通过布设在路段上的车牌识别设备，实

51、现对车辆的通过 时间和牌照识别，根据路段车牌识别设备的布设密度，实现对车辆的连续跟踪。 通过同一辆车在同方向上两个通过时间，再根据两个断面之间的距离，来计算该 车通过此路段的平均速度，实现区间测速。利用车辆识别实现通行车辆的黑名单 报警、区间测速实现超、低速违章判断。同时可利用车俩的车道信息，判断出车 辆是否违章占用超车道。对于违章车辆通过信息发布设备进行提醒和纠正。研究 车辆识别、跟踪和违章判断的准确性和信息发布的及时性以及提醒和纠正方式的 及时性和有效性。该项科研的系统应用主要在几个方面：对车辆的规章信息进行系统报警，以声音提示、界面显示的形式展示对视频进行跟踪批量调用，对报警位置连接视频

52、进行批量浏览达到追踪 违规车辆的目的4、交通流管制该项科研的内容为：高速公路路段如果出现特殊的交通阻碍状况时，根据 高速公路分流点如站口的地理特点进行一定的交通分流或管制。对天气和关键点 的通行能力的变化，发生交通阻碍的概率进行研究，设计交通分流的控制模型, 以待分流的堵塞车辆通过分流点时间最短为冃标根据分流点分流能力通过分流 点布设的信息发布设备，进行预告、限速、指示、违章等信息发布，并就分流模 型、信息发布的实际分流效果进行验证，根据分流模型就在分流点的信息设备和 交通指示设备布设位置和功能进行研究。在分流效果不理想的情况下，还需要研 究适当的匝道控制以保证主线交通的稳定。该项科研的系统应

53、用主要在几个方面：将科研成果以交通管制处置流程的形式作为应急预案流稈的部分置入 系统中，能够在应急事件发生时，根据应急事件的等级和详细情况进行 交通的分流和管理情况。5、预案的生成和执行该项科研的内容为：全程引导和信息化对数据采集和分析由计算机智能实 现，分析产生的结果将形成路段上的控制方案，自动生成与分析结果相对应的控 制预案，实现对路段信息发布的自动化和快速化，由“人找信息”转变为“信息 找人”，对各种交通状况下应用的不同预案生成模型进行研究，并就预案执行 的条件、专家的主观判断参与到预案生成和执行的过程进行研究，随着预案生成 和执行效果的数据积累，完善预案生成的自适应、自学习功能。该项科

54、研的系统应用主要在几个方面：将科研成果以各种应急事件处置流程的形式整合置入在系统中，以应急 指挥和信息传递流程的方式体现，在应急发生时能够调出指定的应急预 案齐级部门按流程进行应急处置。6、系统架构和协议开放性该项科研的内容为：考虑到随着交通量的增加和路网的扩展完善，以及技 术手段的进步，系统的规模也将会逐渐扩大，因此，在系统架构上按“一次设计、 分步实施”的原则，实现架构设计的一步到位，尽量做到一次设计的完善，分批、 分期实施，在系统架构上要做好预留工作。同时，在与其它系统进行整合和共享 时，就国内外常规、流行的互联标准进行研究，以达到多系统间互联互通时协议 的开放性、通用性和稳定性。就系统

55、架构的可扩展性、协议开放性方面进行研究, 保证建设资金的有效利用和长期效益。从物理连接和集中监控的角度，对在高速 公路上实施的齐子系统的相互衔接关系和接口和功能衔接要求进行分析，集中实 现对路段的全面监控，包括桥隧健康监测、隧道机电、工程检测试验数据、能源 电力监测、道路养护、道路建设等综合信息整合，对信息资源统一整合，统一格 式方便满足不同管理部门的需求，实现信息共享。该项科研的系统应用主要在需要科研中制定各个子系统的通讯规范和标 准、接口协议，系统按照科研的成果进行各个系统之间的数据联动、交互等。十五、基于b/s的数据分析统计系统模块需求设计提供功能强大的b/s数数据分析管理系统，实现对实

56、时监控数据和历史 监控数据的查询、分析、统计、各种图形化报表对比，提供日常监控运营管理的 统计、分析数据，让管理者随时随地掌握实时运行数据和历史运行数据能把实吋设备数据和操作员操作的所有信息，包括：设备检测值数据、操作 记录数据、事件记录数据、预案执行记录数据、设备通讯记录数据等等数据写入 数据库中，由数据分析模块对数据进行统一查询管理分析。系统完整历史数据及日志查询、统计、分析历史路况查询、统计、分析、报表支持对监控数据进行查询、检索、统计多达上百个报表、符合交通部规范，有各种丰富图形显示方式把实时设备数据和操作员操作的所有信息形成记录，并满足查询、统计、 分析、报表、打印等长远考虑与上级总屮心的联网，预预留数据接口、方便扩展和数据提供十六、交