山東高速公路交通誘導系統的設計及實現

摘要：高速公路交通監控備受關注。減少交通堵塞、事故等成為高速公路建設的目標之一。確立了軟件系統構架和主要功能，設計并實現了山東高速公路交通監控誘導系統。

關鍵詞：高速公路；交通；誘導

中圖分類號：U491.2文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)29-0490-03

Design and Realization of Expressway Traffic-Guidance System

XU Cheng-qiang， LI Zuo-wei， NI Ran

(Department of Information Engineering， Shandong Jiaotong University， Ji'nan 250023， China)

Abstract: The expressway transportation monitoring receives more attention. To reduces the traffic jam， the accident and so on is becomeing one goals of the highway constructs. This paper has established the software system structure and the major function after which the Shandong expressway traffic-guidance monitoring system was designed and realized.

Key words: expressway; traffic; guidance

1 概述

近幾年，我國高速公路發展迅速。高速公路的速度和便利已經走進了平常百姓的生活，改變了人們的時空觀念，改善了人們的生活方式。隨著現代化高速公路的建設，對高速公路的管理提出了更高的要求，從而需要與之相適應的交通監控誘導系統，因此高速公路的監控應用是廣受關注的一個焦點。在高速公路建設取得喜人進展的同時，控制和減少高速公路的的堵塞、事故和交通混亂[1]，建設高效、安全、自動的交通誘導系統是高速公路建設要達到的主要目標之一[2]。通過交通誘導信息的發布，可以迅速緩解交通堵塞，提高道路的利用率，方便管理。本文依托山東高速公路交通監控系統，開發面向的最終用戶為山東省高速公路集團信息管理總中心、分中心工作人員，通過通信、網絡和電子地圖技術設計并實現。

2 軟件系統架構

系統分為通訊服務器程序與監控程序兩部分。監控程序分為總中心與分中心兩種，分別運行在分中心監控計算機和總中心監控計算機上。濟南總中心機房設置一臺總中心數據庫服務器，各分中心機房分別設置一臺分中心數據庫服務器。系統架構如圖1。

通訊服務器程序運行在分中心通訊服務器上，通過MOXA Nport Administrator設備虛擬串口與外場情報板設備進行串口通訊；通過網絡與總中心監控程序、分中心監控通訊，接收監控程序發送的控制命令；通過輪詢機制將實時數據分別寫入分中心數據庫與總中心數據庫。

總中心和分中心監控程序可以對分中心設備進行添加、維護和管理，分別設置并連接至對應分中心通訊服務器和數據庫服務器。監控程序取分中心數據庫數據，通過電子地圖、列表等方式顯示外場設備當前基本信息，通過選擇個別設備可以調出具體顯示界面，并可以進行控制命令的可視化編輯、處理和下傳至分中心通訊服務器。

2.1 通訊服務器

通訊服務器軟件為外場設備與上層監控軟件及后臺數據庫的中間軟件。負責接收上層監控軟件下發的控制命令并發送給外場設備。同時將外場設備的數據通過輪詢機制取出并保存入數據庫。結構圖如圖2所示。

1) 通訊服務主要功能

①外場設備基本數據輪詢

②上層監控軟件命令偵聽

③發送控制命令至外場設備

④記錄外場設備數據及故障數據至數據庫

⑤顯示當前外場設備基本信息及通訊狀態

⑥顯示通訊服務并記錄

⑦顯示串口通訊過程

2) 基本流程

①外場設備設置。通過串口設置設置串口設備，將系統串口與設備綁定。

②啟動服務。包括：啟動串口輪詢服務、啟動上層命令偵聽服務、啟動輪詢數據解析處理服務、啟動串口通訊故障監視服務、啟動數據庫斷開自動重連服務。

③輪詢設備。使已經設置的串口設備間隔固定時間進行并發的數據輪詢，輪詢內容為：當前設備故障、設備亮度及調光方式、當前設備顯示內容、當前設備播放列表、當前設備固定區域顏色及內容。

④命令偵聽。偵聽內容為：偵聽上層監控軟件下發的控制命令、解析命令、將命令暫存入設備命令隊列。

⑤命令發送。各外場設備在輪詢周期內輪詢完畢轉入偵聽命令的執行階段。

⑥更新數據庫。該階段在每次輪詢周期內輪詢完畢及輪詢新數據階段完成后進行，具體功能為：更新外場設備相應項目的數據、將輪詢結果寫入數據庫或者更新數據庫數據、向數據庫中加入該設備的歷史數據信息和歷史故障信息。

通訊服務程序運行界面如圖3所示。

2.2 監控軟件功能

監控軟件主要負責實時監控、編輯和下傳外場設備的數據。

1) 主要功能

包括人工控制、列表、電子地圖、查詢、報表、系統管理等。

①人工控制

選中設備后，可以顯示出當前外場設備的內容或亮度，當設備出現連接故障等顯示內容為空白，可以根據需要進行編輯調整后進行下傳。

F板設備的編輯，在顯示文字內容欄中編輯將要下傳至外場情報板的內容，根據需要調整和更改高級設置；通過預覽逐一查看將要下傳的效果，達到所見即所得的效果。

基帶的編輯，文字的下拉列表中選擇需要的站名，或者手動更改相應內容，同時可以根據需要設置文字的顏色。基帶的編輯也采用所見即所得的方式。

②列表

列表中顯示的內容即當前時刻設備顯示的內容，每4秒鐘自動刷新數據庫，也可手動刷新。通過故障設備狀態查看選中設備的當前狀態。

③電子地圖

電子地圖可根據地理位置查看外場設備的實時數據，電子地圖在有數據改動時可自行進行刷新，具有放大、縮小、移動等地圖基本操作，刷新，直接查看，詳細查看等[3]。界面如圖5所示。

2) 基本流程

監控（人工、列表、地圖）外場設備信息；

編輯信息指令；

下傳指令；

寫數據庫日志。

3 關鍵技術

1) 通訊模塊

協調監控機、外場設備的數據通信；

外場設備的輪詢技術；

異常數據幀的偵聽和處理。

2) 監控

外場設備傳送信息的解析和反解析；

監控機和通訊機之間的傳輸協議，包括協議擬定、實現、解析；

電子地圖MapX的實時數據獲取；

異常幀數據的及時處理。

3) 數據庫技術

Linux系統下的Oracle 10g數據庫技術。

4 結束語

山東高速公路交通監控誘導系統是一個高標準的高速公路監控系統，它的建成以及所采用的各類設施、各種技術為高速公路的安全使用發揮了十分重要的作用。該系統依托山東高速公路交通監控系統實現，目前，該項目已經驗收，目前運行良好。

參考文獻：

[1] 張亞平，裴玉龍.道路通信能力研究現狀及發展綜述[J].交通運輸工程學報，2002，2(2):94-97.

[2] 趙廣社，韓崇昭，王立琦.分布式網絡監控系統的設計[J].計算機自動測量與控制，2001，9(4):28-92.

[3] 傅春常，馬瑜.基于MapX的高速公路監控系統的設計[J].微機發展，2003，13(10):110-113.