兆维智能化交通监控系统解决方案（一）

分类：解决方案日期：2009-02-09 00:00:00

　　××地处我国××省××部地区，是一座省级重要城市，经济建设和基础建设正在蓬勃发展。与此同时，机动车的拥有量也在急速增长，道路交通管理滞后于城市交通需求，随都市现代化建设步伐的加快，全国的城市都在致力于该现状的改善。

　　为了提高交通管理的科技含量，改善社会治安和交通管理秩序，贯彻“依靠科技进步，振兴交通管理”，向科技要警力、向科技要效益的思想，根据初步规划和需求，公安局交警支队和我方共同考虑本技术方案。

　　工程的实施范围以城市主要交通干线和城市出入口为主，将进行××个交叉口的交通工程改造；×××个点的闭路电视监控；××个电子信息显示牌的安装；×××公里的光、电缆架设；同时建立1个交通指挥控制中心，1个公安监控中心，还会包括必要的分中心。

　　该市道路密集，主要道路较窄，会经常出现交通拥堵现象，需解决行车秩序问题，解决机动车驾驶员及行人违章，解决非法占道违章，解决现有管理手段和装备的落后状况，使警力从岗台上解放出来，解决对一些违章事件的处罚所提供必要的证据，通过对道路实施全方位的监控，有效地组织交通流，有效地遏制利用交通工具犯罪和震慑街道上的犯罪，使公安交通管理部门的警力配置和管理效果依靠科技的手段得到加强和提高。同时，配合法律道德、交通法规宣传教育工作，基本上可以有针对性的解决以上问题，同时进一步提高该市的交通管理水平和社会治安效果。

　　第一章综述

　　1.1 现状
　　地理、人口及经济（调研）
　　交通情况现状（调研）
　　该市现有道路×××公里，其中国道××公里，主干道南北××公里，东西××公里，共有路口××个，其中有控制信号灯路口××个，无控制信号路口××个；共有车辆××万辆，其中农用车××万辆，摩托车××万辆，自行车××万辆，路网通行能力为××公里/小时。

　　1.2 设计依据
　　公安部公交管[1997]231号文件
　　总体方案设计任务书（略）
　　××城市交通指挥管理系统总体规划（略）

　　1.3 设计原则
　　系统设计应符合公安部公交管[1997]231号文件提出的“中心建设应遵循的基本原则的六项要求”，且应符合国家的有关标准和规范。
　　系统应具有实用性、可靠性、先进性、开放性、可维护性。
　　系统应具有良好的升级、扩展能力，应具有一定的容量，为保持系统的先进性留下充分的发展余地。
　　系统设备选型要在符合系统设计要求的前提下，综合考虑其性能价格比、性能指标和外观的一致性、产品的合格性及设备的环境适应性等因素。
　　子系统技术应充分合成，做到信息的采集、传输、处理的有机结合，充分发挥系统的整体功能。
　　系统的信息发布系统和交通诱导系统应保持畅通、发达。
　　系统设计要针对具体实际情况，体现自身形象。

　　1.4 系统建设目标
　　顺应国际交通管理“智能化”的发展趋势，综合运用计算机、信号控制、通信、自动控制、视频监控等高新技术，全面发挥其整体效益，按照系统工程原理，将交通工程规划、交通信号控制系统、交通流检测系统、交通闭路电视监视系统、违章处理系统、光纤传输通信系统、智能交通信息管理系统、可变情报系统、交通管理计算机网络系统等有机地结合成为一个整体，建立城市交通控制指挥中心，使城市交通控制中心具有现代化的交通信息采集、处理、指挥、调度能力，实现真正意义上的科学智能化交通管理，提高现有道路的通行能力，缓解交通堵塞，改善交通秩序，增强对各种突发事件的快速应变能力，全面提高城市整体交通管理水平，与国际化都市接轨。

　　1.5 系统内容与规模
　　1.5.1 系统控制和监视的范围见附图，主要涉及地点如下：
　　1.5.1.1 交通信号控制点和电子警察点××个，主要是市区的繁忙路口，包括：
（1）×××××× （2）×××××× （3）×××××× （4）×××××× （数量与投资及实际需求有关）
　　1.5.1.2 电视监视点：
　　除了上述××个控制点包括在监控范围之内，以下×××个点因特殊需要安装监控设备：
（1）加油站（2）火车站（3）仓库（4）广场（5）大桥（6）市委（7）市政府（8）商厦（9）宾馆（10）市场（11）医院（12）集贸
（13）银行（14）长途汽车客运站（15）立交桥（16）东出口（17）南出口（18）西出口（19）北出口　　（数量与投资及实际需求有关）
　　1.5.1.3 计算机网络节点分布（可选择）
（1）交通指挥中心（2）公安指挥中心（3）车管所（4）各交警大队（5）银行
　　1.5.1.4 电视监控控制中心（主控室）
（1）支队指挥中心（2）公安局指挥中心
　　1.5.1.5 电视监控分控中心
（1）消防指挥中心（2）急救中心　　
　　1.5.1.6 交通信息发布（××个点）：略
　　1.5.2 ××市公安交通智能指挥中心系统是以“ 公安交通智能指挥中心多媒体监控系统（配备公安交通管理智能平台）”为基础，在交通信息地图（GIS）的主菜单下，进行操作，界面清晰、友好，通过前端路口信号机，视频图象采集设备，GPS信息系统，光缆通信系统等设备实现诸如路口交通流视频检测，信号灯控制，交通状况实时监控，交通诱导，车驾管及交通违章事故管理等功能，充分发挥现代高科技优势，逐步实现交通管理现代化。
　　系统由信息采集系统、信息分析处理系统和信息发布系统三部分共九个分系统，包括以下几部分组成：
　　1.5.2.1 交通工程规划与设计UTPD
　　对交通信号控制的××个路口所涉及的路口、路段进行交通流量调查，实施整体道路规划和交通流组织，将现有的路口进行渠化改造和信号控制改造，实现 “机非分离、人车分离”，封闭一些路段开口，增加必要的标志、标线、标牌。
　　1.5.2.2 交通信号监控系统UTC
　　对××个路口实施交通信号控制改造，安装必要的流量检测器、多相位信号控制机和多相位灯具，增加人行道、非机动车道的信号灯控制。利用多相位信号控制，对路口实施动态控制方案，建立具有单点自适应及指挥中心远程控制能力的信号控制系统，提高路口通行能力。
　　1.5.2.3 闭路电视监控系统CCTV
　　在××个灯控路口，××个交通路口，××个重点治安点安装电视监控设备，实现全市范围的24小时实时监控；安装计算机视频检测系统，并在市公安局指挥中心设立第二监控中心。
　　1.5.2.4 违章处理系统
　　在××个灯控路口安装电子警察系统。实现灯控路口“无警”管理‘闯红灯’及各类违章。
　　1.5.2.5 交通事故接处警系统（纳入三台合一接处警系统）
　　接处警办公计算机化
　　1.5.2.6 光纤通信系统
　　建立以光缆为主的的通信干线，传输系统的视频影象、数据信息和控制命令，并充分考虑系统的扩容。
　　1.5.2.7 交通信息发布系统
　　在××个繁华路口设立LED大屏幕显示牌，将各种交通信息和其他公众信息通过大屏幕显示牌提供给出行者，以便于其合理安排出行路线，节约时间，方便群众。
　　1.5.2.8 交通管理计算机网络系统
　　组建交通管理计算机网络系统，建立骨干网（支队），连接车管所和各大队，并开发相应的软件系统。
　　1.5.2.9 交通指挥中心主控室建设
　　建立功能完善的交通监视、控制、指挥中心。视频图象、信号状态、交通流信息通过光缆传输到指挥中心，使指挥中心可以对现场、路口的交通情况进行实时监视，并可以对前端摄象机、云台、镜头、交通信号机进行人工控制，提高对突发事件现场应变的指挥能力。
　　1.5.2.10 公安监控中心主控室建设
　　建立治安监视、指挥调度中心。视频图象通过光缆传输到治安指挥中心，使指挥中心可以对现场、路口的治安、交通情况进行实时监视，并可以对前端摄象机、云台、镜头进行人工控制，提高对突发事件现场应变的指挥能力。
　　1.5.2.11 智能交通管理平台ITGIS
　　开发要具体基于××市电子地图显示控制的多媒体交通管理综合平台，集成交通信号监控、电视监控、信息发布、计算机网络的各个子系统功能，能够在电子地图上实时显示道路设施、标线，信号灯状态、视频图像、车流量、路段拥堵状态等信息，并可以对交通信号、监视器材、可变信息标志等进行控制，设立指挥预案，真正实现“监控合一”。
　　
　　1.5.3 通过建设具有智能控制功能的现代化交通指挥控制中心，可以实现如下的系统功能：
　　1.5.3.1 科学地调度管辖区域内的警力、紧急救援和路障清理力量，快速处理紧急事件和交通事故。
　　1.5.3.2 对管辖区域内的交通状况实施检测、监视，有效组织交通流。为有效监测管辖区内的交通行为，为纠正交通违章提供可靠依据。
　　1.5.3.3 自动采集、分析、处理、发布管辖区内的主要交通管理信息，合理分配信息资源。
　　1.5.3.4 与市局指挥中心、消防指挥中心、急救中心、市府等相关机构保持渠道通畅，使信息快速交换、高度共享。

　　第二章交通工程技术方案

　　交通工程是整个系统的基础工程,是关系到整个系统能否充分发挥其效能的重要前提。因此必需采取强有力的措施进行交通工程规划和设计，减少道路“瓶颈”，提高通行能力；优化道路结构，改善交通秩序；增加交通标志，美化环境，完善投资环境。

　　具体方案如下：

　　1. 组织力量进行交通流调查（O/D调查），进行交通流发展预测，利用先进的交通管理模型进行数据分析和处理，进而得到每一个路口的交通控制改进方案。
　　2. 对现有交通流状态和控制方案，以及规划的设计方案进行计算机仿真，直观显示交通流组织规划和设计效果。
　　3. 对所有路口进行渠化，增设隔离护栏，实行“机、非、人”空间分离；更换先进的、具有自适应控制功能和双向通信功能的交通信号机，加装非机动车道、人行道信号灯，实施“机、非、人”时间分离。
　　4. 增加各个十字路口主路方向进口车道数，减少出口方向车道数，并适当缩短路口通过距离，减少排队长度和通过时间。
　　5. 封闭部分不必要的出入口，提高通行速度。
　　6. 对全市进行标志、标线、指示牌改造，利用高反光性能的玻璃微珠材料，铺设车道线、中央黄色隔离线、导向箭头、人行横道线等标线，增加必要的安全警示标志，提高行车（尤其是晚间）安全；在十字路口等重要分支路口，架设指引标志牌，建设可变信息显示板，为出行者提供方便，规范道路交通，引导市民遵守交通法规的意识。

　　第三章交通信号控制技术方案

　　××市公安交通指挥系统工程的道路交通信号控制方案是极为重要的组成部分，是交通工程规划效果得以实现的有力保障，直接关系到整个系统效能重要环节。

　　交通控制系统是以路网整体通行能力和有序的交通秩序为最高控制目标，在未饱和交通条件下，降低车辆行驶延误，减少红灯停车次数，缩短车辆在路网内的行驶时间，提高路网的整体通行能力。对于饱和交通条件，则尽量减少车辆在路口的停车时间，控制路网交通状况朝较好的方向发展，实现良性循环。

　　3.1 交通信号控制现状
　　道路范围：略
　　道路全长：略
　　主要交叉口：略
　　以上部分交叉口已经安装了信号控制设备,采用定时定周期的控制方案。部分交叉口目前尚无信号控制设备，交通秩序不容易控制。

　　3.2 现行路网特点
　　目前道路拥堵问题日趋严重，存在的主要是交通秩序问题，机动车辆违章行驶，抢道、占道现象较多。许多路口需要安装交通信号控制设施。现有的交通信号控制机缺乏连网通讯和自适应控制功能，无法实现信号“监控”的功能，无法适应交通流变化的特点。
　　现行交通信号控制系统的主要缺陷：
　　1) 交通信号控制采用定时定周期或多时段定周期方式，控制方案来源于历史数据或经验数据，缺乏自适应能力，无法适应多变的交通状况。
　　2)“又聋又瞎”，交通管理者无法获得当前交通流状况，和信号状态。
　　3) 缺乏远程控制能力，交通管理者无法在指挥中心直接实现交通信指挥控制意图，没有联网能力。

　　3.3 系统控制改造
　　现代化交通信号控制系统一般是由交通流采集子系统、决策子系统和执行子系统组成。整个控制系统是由人、计算机、控制器、检测器、信号机在通信网络的支持下共同组成一个有机的整体，以人的智力为主，辅以计算机的记忆、运算、检测、监控手段的一种多环节、多功能和实用动态管理系统。其最大的优点是各个环节能取长补短最终达到优势互补的目的。

　　为了实现对全市交通状况的动态监视，并实现远程信号控制，需要更换或安装智能型多相位交通信号控制机和系统监控软件，鉴于工程的实用性需求，控制方案通过交通流调查得出，采用安装检测线圈及通过视频检测来获取交通流数据：

　　智能型多相位交通信号控制机：××台
　　智能型交通信号控制主机：　 ×台
　　交通流视频检测系统：　　　　××套
　　多相位信号灯灯具：　　　行车道　4x4x（）组(每组3个)
　　　　　　　　　　　　　　人行道 4x2x（）组(每组2个)
　　信号灯杆：　　　　　　　机动车道　4x（）个
　　　　　　　　　　　　　　非机动车道 4x（）个
　　　　　　　　　　　　　　人行横道 4x2x（）个

　　监控信息传输：采用光缆传输，与视频图象、云镜控制信号复用方式。

　　交通流视频检测系统是信号控制系统方案优化的基础，可以检测流量、车型、车速、道路占有率等原始数据。

　　路口由要由智能多相位信号控制机、多相位信号灯组成，路口信号机可存贮多个不同的配时方案，在脱机工作时能由人工任意指定或分时段自动调用；路口信号灯的状态在任意时刻均可由授权值班交警更改或设定，并定期向指挥中心报告各种状态码，从全自动控制到全手动控制分为多个等级，在系统出现不同故障时能自动降级直至全部手控操作。

　　在指挥中心，能对信号控制机的信号周期、相位差、相位绿信比等进行实时调整和控制；对各路口的工作状态和故障情况进行实时监测和记录；

　　3.4 主要设备选型
　　路口
　　路口信号控制机采用智能交通型多相位单点自适应交通信号控制机。该控制机采用微处理器可编程控制技术，集成程度高，稳定可靠。可实现自动降级控制，始终保持对路口实行动态、实时控制。其主要性能指标如下：

　　1.可编程模块化设计，在线编程，可扩展、升级；全数字功能键输入和LED数码显示面板；
　　2.最多可提供48路输出信号；可提供两级通信端口；
　　3.最多可提供32种信号配时动态备选方案；最多可提供16相位信号控制；可提供18路绿信号硬件检测功能；
　　4.可区分三种日期类型，且每日可划分为10个段；
　　5.自动降级处理，自动记录（自动跟踪）故障编码及状态；
　　6.主电源：AC180V-250V 50/60HZ，功率：100VA（信号灯关闭时）
　　7.全天候、防腐蚀、抗震防撞击保护机箱外壳。

　　第四章交通电视监控技术方案

　　交通闭路电视监控系统（CCTV）是公安交通指挥中心不可缺少的“眼睛”，是进行实时交通信息收集、安全防范的主要手段之一。根据公安部关于电视监控系统设计的有关要求，CCTV的设计实现应保证以下几个方面：

　　1.视频主控制机具有可扩充性，能够根据城市的发展，进行系统容量扩充，采用功能模块式主机
　　2.视频主控制机具有多路的视频输入、报警输入、键盘控制和视频输出、报警联动功能
　　3.多个主、副控键盘、多媒体计算机可同时操作，但只有一个（系统管理员）具有最高级别，享有编程、管理功能
　　4.可以显示监视器信息、系统状态、时间
　　5.控制灵活，方便可靠地实现对前端摄象机、云台的控制，包括光圈、焦距、聚焦、快门的手动/自动调节，云台的上、下、左、右旋转，自动定位（预置）。
　　6.系统技术指标基本要求：
　　a）信噪比：高于42db
　　b）分辨率：中心水平线480TVL
　　c）灰度等级：大于8级
　　d）几何失真：小于2.5%

　　4.1 监视系统构架

　　电视监控系统是由图象监视、视频控制、视频检测三部分组成。以安装在路口、路段、重要监视点的视频信号为主要信息源，附以不同软件对其进行处理，达到监视、检测和监察等不同目的。

　　摄像机拍摄路口、路段状况、交通流的视频图象，通过视频光端机送到指挥中心，再由光端机、视频分配器、切换主机送至电视墙上的指定监视器上显示（或录制）。通过主控（或分控）发出的指令，将指定的图象在对应的主、分监视器上显示，并执行相应的动作。

　　多媒体系统监控主机可以控制视频切换主机，执行操作人员的操作命令。

　　视频检测主机将图象的视频信号数字化后进行处理和计算，可以实时得到各监视点的车流信息：车型分类、车速、车流量、道路占有率等，为交通分析提供直接数据。

　　系统特点：
　　1、实时获取道路交通状况，以及重要场所的直观图象信息，为后续处理提供直接视频信息；
　　2、方便快速调动警力，及时处理现场，为迅速疏导交通创造条件；
　　3、通过视频后台处理系统，如视频检测、违章检测、视频报警，可对交通状况进行监察、分析，保障行车安全、通畅，同时也可以服务于社会综合治安防范，以便对突发性事件做出及时快速反应；
　　4、系统采用操纵杆及多媒体界面，使用灵活、操作简便；
　　5、具有容量扩展功能，既能保证目前所需的输入输出的路数，又能保证系统日后增容的需要；
　　6、采用主控、分控结构，全部视频信息统一由主控直接管理，根据需要分配不同的权限给不同的分控部门；实现资源共享;
　　7、管理分层：保证不同级别的人，具有不同的权限，达到管理分层、控制分权；
　　8、保护功能：具有异常自检、报警和复位等功能；
　　9、可在所需视频画面（PC）开设检测窗口，进行视频检测。得到车辆时速、交通流率、交通流量、道路占有率等各种信息；

　　4.2 系统设备
　　1、球形前端设备×××套
　　a) 高速球形摄象一体机
　　b) 室外悬挂式球形防护罩
　　c) 电源、支架
　　2、光传输设备×××套
　　a) 单路或多路单向视频、反向控制信号、双向数据光端机（收、发）；网络传输及网管功能可选
　　b) 多芯光纤
　　3、中心设备1套
　　a) 视频切换矩阵，最大×××路输入，××路输出，连网配置（支队+公安局）
　　b) 主控三维变速键盘1套，副控三维变速键盘2套
　　c) 控制码分配器1台
　　d) ××英寸彩色监视器××台，分辨率大于500HTVL；××英寸彩色专业监视器××台，分辨率大于500HTVL
　　e) 彩色十六画面分割器×台、长延时录象机（或硬盘录像机）×台、彩色视频打印机1台
　　f) 主机柜、光纤配线架、UPS电源各1套
　　g) 大屏幕投影系统，采用高亮度背投系统，××单元1套
　　h) 计算机若干台
　　i) 操作台、电视墙架