２０１３年第１０期 （总第１３２期） 信息通信 ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ ２Ｏｌ３ （Ｓｕｍ．Ｎｏ １３２） 高速公路集中监控系统的设计与实现研究 ‘ 冯钊 。 （１．重庆交通大学，重庆４０００７４；２．湖北黄黄高速公路管理处，湖北武汉４３００７４） 摘要：以某省某高速公路集中监控系统的设计与应用为研究对象，系统地研究了高速公路集中监控系统的设计与实现方 法，并示范了集中监控系统的优化效果。 关键词：高速公路；集中监控；系统设计；视频监控 中图分类号：ＴＰ８７２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３一ｌ１３１（２０１３）１０．００５６．０２ 将介绍系统的总体设计。 与一般公路相比，高速公路具有路况好、设计标准高、 交通流量大、行车速度快等特点，但是高速公路由于车流 量大、车速快，相对国省道，更易发生较为严重的交通事故， 同时，由于高速公路特有的封闭性及长里程，使得高速公路 的监管及应急处理，不仅要向科技要警力，更要向硬件建设 要安全。因此在高速公路上部署全程的监控系统就必不可 少了。 ２．１系统的网络结构 系统的网络结构如图１所示。 收睹站 凰 收贽站 此外，由于高速公路的距离远，收费站点长，通过视频监 控系统，并依据当地网络环境，将分站点的信息传输到总控中 心，实现集中视频监控就是至关重要的 。 收班站 Ｊ 扇 ｌ某高速公路集中监控系统现状及问题 １．１监控系统概况 某高速公路的监控系统是该高速公路的重要组成部分， 自１９９８年ｌ０月开始建设，到２０００年元月２０日全面完工，在 图１系统的网络结构 该监控系统主要包括三层管理系统：监控中心、监控分中 心和收费站。其中各监控点作为最终的服务器向监控中心提 ２００３年进行了数字化改造，以嵌入式数字化硬盘录像机、网络 视频矩阵代替了原有磁带录像机，在全国率先实现音、视频同 步监控、传输及保存。近９年时间一直稳定运行，充分发挥了 经济效益。 控制中心的协调、控制。分中心把从控制中心得到的相应信 凰凰凰 采集和照相。 供服务。除监控中心外，收费站、隧道所等系统中其他各项节 点，均以该中心为核心向控制中心提供信息，同时还必须接受 息，如视频和音频信号，通过控制中心来控制前端设备的数据 １＿２存在的问题 根据该高速公路建设和管理的实际状况，目前的视频监 控系统存在以下两项特点： （１）方案不统一。例如，监控中心视频矩阵网络和收费站 的视频矩阵没有联网；监控中心的视频矩阵和收费站的视频 ２．２系统的功能结构 从系统的组成看，可以将监控系统分为五个部分：网络 传输系统、收费站监控系统、监控中心部分系统、系统的硬件 及存储、系统管理控制功能，而各个部分需要不同的实现方 法。 矩阵进行联网控制、反应；监控中心数字视频控制设备和收费 站的视频矩阵利用数字视频控制方案进行联网；前端的设备 包括摄像机和显示器的配置情况。 （２）设备不一致。前期采用的视频设备厂家、型号、技术 指标都存在技术标准不统一等问题。在视频联网建设过程中， 最突出的难点问题是在建设初期全省高速公路视频联网并未 有统一的规划，己建成的高速公路采用的视频监控方案和设 备均存在一定的差异。 ２．３系统主要升级优化 项目实施后，主要实现了系统功能和系统安全两个方面 的优化。 ２－３．１系统功能的升级优化 （１）采用数字式非压缩设备提高视频信号质量。 （２）采用综合传输设备，可以实现单纤传输多种信号。 （３）优化传输系统结构，有利于降低使用维护难度。 （４）更换大路数模块化音、视频矩阵，实现全线音、视频信 号统一管理。 （５）增加光传输设备全线的网络管理功能。 ２－３．２系统安全的升级优化 随着该高速近年来车流量的日益增大，高速各主线收 费站图像监控系统均已进行扩容，图像资源较以前更为丰 富，且该高速监控中心屏幕墙也己进行改造，由于目前各站 上传视频通道的，从而导致各收费站丰富的监控图像 资源不能实现与监控中心更广泛、更深层次的共享，在一定 程度上影响了监控中心对高速全线各收费站的监控管理力 （１）采用嵌入式的视频监控平台，系统内配置了防火墙，增 强了监控平台自身的安全性。 度。因此，监控中心需要对全线集中监控系统进行一次全 面的改造。 （２）在承载网络上，采用传输层的机制，增加了传输网络的 安全性。 （３）建立了高效、分层次的身份验证机制，优化了登录验 ２集中监控系统设计 本次高速公路集中监控升级改造项目过程主要分为两个 部分：监控中心网络结构重新设计以及系统功能的优化，以下 ５６ 证机制，设置了访问监控系统的身份认证。 （４）完善了系统的权限管理，对于不同身份的人员，采用不 同的权限，使用人员只能管理和使用相应权限的监控点的 设备，调取相关文件，不能随意查看各监控点的设备和文件， ２０１３年第１０期 信息通信 ２Ｏ１３ （总第１３２期） ＩＮＦＯＩ ＡＴ１０Ｎ＆ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ （Ｓｕｍ．Ｎ０ ｌ Ｚ） 空调通讯在起重机上的应用 ， 姚惠君，朱杰 （上海振华重工集团股份有限公司，上海２００１２５） 摘要：主要描述通过Ｓ７ ＳＴＬ编程语言及相关硬件的结合应用，将岸桥传统点对点空制系统改进为总线式实时控制 系统的相关方法。 关键词：通讯；空调；编程 中图分类号：ＴＭ８６２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７３．１ｌ３１（２０１３）１０—００５７．０２ 岸桥的空调系统从过去的仅作为辅助系统为操作人员提 本质区别，通过遥控器或者线控器进行人工控制。这样的控 供舒适的驾驶环境逐步转变为动力系统稳定工作的基础保障， 制方式具有很大的缺陷，在长时间的作业过程中，一旦空调出 其重要性与日俱增。为了让岸桥空调系统在日常作业时能够 现故障无法运行，控制系统和操作人员无法及时获悉并作出 长时间地高效运行，一个理想的空调自动控制方案是必不可 相应调整，往往要等到电气房温度升高，温控报警之后才作出 少的。 相应故障处理。 １岸桥空调组成结构 １．２．２岸桥ＰＬＣ控制系统控制 １．１岸桥空调系统的组成 （１）传统ＰＬＣ控制。长久以来，传统的ＰＬＣ空制系 （１）电气房。岸桥电气房放置有多个动力驱动柜和电气控 统一般采用信号输入输出模块加空调接触器控制系统来完成 空调的控制。较以往的面板控制有着明显的优势，空调系统 制柜，柜内有着大量的电子元器件，是整个岸桥起重机的核心 可以通过信号输入输出模块向主ＰＬＣ发出故障信号，一旦有 控制区域。在日常作业过程中，动力驱动柜和电气控制柜会 空调出现故障，系统可以在第一时间发现。 产生大量热量提高周围的环境温度，而柜内的电子元器件对 （２）总线通讯冗余控制。现代岸桥空调系统采用总线控 于环境温度非常敏感，长时间的高温环境会造成控制系统无 制方式，将空调的控制单元与岸桥控制系统相连接，ＰＬＣ 法正常工作，故障频发、停机使岸桥无法作业。对于时间就是 除了能够获得故障信号外，对于空调的一切运转信息都可以 金钱的集装箱航运业，造成的经济损失是无比巨大的。因此， 实时获取，如空调的设定温度，风口风速，运行时间等信息。结 电气房的空制系统，是整个岸桥空调系统的重点控制区 合ＰＬＣ强大的逻辑编程系统，ＰＬＣ可以根据不同的环境温度 域。 控制空调的启停数量和设定温度，并对每个空调的运转情况 （２）司机室。岸桥司机室是操作人员驾驶起重机的主要场 实时监控。 所，舒适的环境温度对于长时间作业的岸桥操作人员是减轻劳 １．３远程监控 动疲劳，提供操作效率，降低操作失误率的必要保证。 １．３．１空调运行状态监测 （３）理货室。理货室是地面理货人员的日常工作区域，一 岸桥ＰＬＣ控制器可以将每个空调的运行数据实时地通过 个良好的工作环境同样也是必不可少的。 ＲＣＭＳ桥吊远程监控系统传回地面监控室，对于空调的运行 １．２岸桥空调系统的控制方式 时间和相关运行数据自动保存。为定时维护保养提供依据。 岸桥空调系统的控制方式随着电气控制方式的不断进步， １．３．２空调故障监测 由最初单纯的面板控制器控制逐步转变为由桥吊电控系 总线式空制系统可以将每个空调的故障信息及时地 统自动控制和远程ＲＣＭＳ系统实时数据采集的现代化控制 发送给监控系统，一旦空调发生故障，结合ＰＬＣ的逻辑编程系 方式。 统，岸桥空制系统可以自动开启备用空调，保证起重机继 １．２．１面板控制器控制 续正常工作，同时第一时间向维修人员提供故障代码以及相 如同家用空调一样，传统的空制与家用空调并没有 关故障解决方案。 ・—＋一一－－－＋一“－４－－”— 一一“—＋一—＋”－－４－￣＋”＋“＋一＋“＋“＋一＋一＋ ・・＋一＋＊＋一＋一— ＋一”—・・卜一＋一＋ 确保系统的安全性。 行车时间均减少，交通事故也大量降低。因此，该高速公路视 （５）在网络通信时，系统提供端到端（用户、系统平台、设 频监控系统的实施，有利于高速公路进一步提升管理水平和 备）．的ＳＳＬ验证和数据签名加密，加强了视频流传输的安全 服务能力。 ．性。 （６）加入了视频数据存放的安全控制。存储在系统中的视 参考文献： 频文件，只有具备相应权限的用户才能访问和查看，且存储视 ［１］宋科，邵培基．高速公路采用ＩＴＳ的必要性［Ｊ］．中国工程科 频文件的服务器，还可以进行冗余备份，进一步加强了数据存 学，２００２，４（１２）：７７—７９ 储的安全性。 ［２】张亚平，裴玉龙．道路通行能力研究现状及发展综述［Ｊ］．交 ３系统运行效果分析 通运输工程学报，２００，２２（２）：９４．９７ ［３］ 庄启成，高速公路监控系统建设分析［Ｊ］．中国高新技术企 为了验证系统的效果，对升级后的系统安排了试运行，系 业。２００９（２１）：１ １．１２ 统功能完全符合管理处高速监控中心当初的要求；施工工艺 符合有关规范和设计要求；且从试运行的一个月来看，由于监 作者简介：冯钊（１９８０－），男，湖北大冶人，从事交通运输管理部 控系统的实施，道路收费能力提高２至３倍，停车排队车辆及 门从事信息管理及信息系统分析、设计、实施管理工作。 ５７
