1、 数字化公路解决方案 引言 公路和道路系统是人类交通运输领域的一个主要部分。随着电脑化、信息化、自动控制对公路道路设施、交通实时状况和交通流的控制管理的深入，越来越多的高科技已经从各方面进入了公路道路系统。 20 世纪 80 年代，公路系统开始应用高科技对公路道路的交通进行实时监测和监控、视频监测、动态交通控制，相应的通信网络技术得到大量应用；随着计算机技术进一步提升， 20 世纪 90 年代开始全面信息化越来越普及。随着应运而生的是交通高科技的发展。 数字化公路伴随智能交通系统、信息化技术、地理信息技术、高速小型化电脑和宽 带高速网络技术的发展而产生，具体说，在高速通信网络和高速电脑数字化技
2、术支持下，公路智能交通系统与公路交通地理信息化系统（ GIS）、 全球定位系统（ GPS）、遥感技术（ RS）而形成的“ 3S”系统相互结合，形成现代数字化公路系统。数字化公路将在全面数字化 技术基础上利用“ 3S”系统技术、电脑技术和高速通信技术来管理和控制公路交通，从而提高公路道路的交通通行能力，舒缓交通拥堵，提高交通安全系数和处理紧急事故等能力，是未来公路交通发展的必然方向。全面推广数字化公路系统必然会大大推动公路交通和运输工程技术的进步和发展，为 国民经济的发展和整体射虎进步带来巨大的效益。 1、 目的和意义 伴随着全国公路交通的大发展，公路信息化检索以地理信息技术和信息数据库建设为依
3、托，大规模地在全国空前发展起来。其中，借助电脑技术和高速通信技术，把公路相关数据数字化、信息化、逐步实现了公路的规划、建设、养护、管理、收费征收等诸多工作环节的信息化管理，逐步实现了全国公路较为全面的信息化建设。 随着电脑和通信技术进一步的高速发展，以及全球定位系统技术（ GPS）、遥感技术（ RS）、地理信息系统技术（ GIS）及其集成的“ 3S” 技术在农业资源、森林、水利、地理环 境、道路和城市建设、人口发展等几十个领域的应用，作为国家基础设施之一的公路交通，也会空前地应用“ 3S”技术，借助网络技术和信息化技术，以及智能交通技术，把公路和道路交通相关的数据信息化、数字化、实现从规划、勘
4、察、设计、施工、运营、管理和控制等环节上对公路工程、公路交通和公路运营进行全方位的数字化控制和管理，形成现代化的数字公路系统，必将大大推动公路工程技术、公路运营管理和公路交通控制等全方位的进步和发展。 面对公路网络全面现代化管理和高速公路 -干线公路网络网升级改造的战略性任务，借鉴国际先进国家的有关成果和 行之有效的先进控制和管理技术，系统规划和建立适合我国公路特征的现代化数字化公路的建设目标，不但对目前全面推进快速公路网建设，提高道路通行能力与安全品质有极大的实践推广意义，而且对实现新世纪现代化公路建设和全国公路建设管理也能起到一定的示范指导作用。 2、 目标 3、 系统框架设计 数字交通以
5、交通信息化为主要核心，包括两大组成部分： 针对交通运输信息的地理空间性和动态性的特点，按地球坐标和时间坐标数字化有关的交通流量、交通运输方面的海量信息、多元 -多分辨率 -多维、静态与动态相结合的数据，按 GPS 定位系统进行组织与建设而 形成交通空间信息化基础。 它是以数字化地球和其技术为依托，以全球 Iternet 网络和其通信方式为通信平台，以 GPS/GIS、信息库和专家知识数据库为技术平台，由电脑集成 -融合 -控制和管理为一体的交通空间信息管理控制技术系统。 整体框架结构从静态信息和动态信息两个方面进行分类，以智能交通六大系统及其子系统为基础，具体数字化公路整体框架体系结构如下：
6、（ 1） 公路静态信息系统 公路基础信息数据库 公路交通设施运营与维护管理 公路行政办公自动化 （ 2） 公路动态信息系统 公路交通信息控制中心与信息智能管理 公路交通出行信息服务与 发布系统 公路路线导航 （ 3） 公路收费管理系统 公路电子收费管理 公路交通收费管理 货车计重收费管理 综合交通收费管理 （ 4） 公路交通控制和管理系统 公路交通控制与管理 不同模式交通交叉口控制 公路交通需求控制与管理 公路交通环境状况监测与控制 （ 5） 公路交通安全保障与管理系统 公路交通事故监测与管理 公路交通安全保障与管理 公路紧急事件与人身安全 特大灾难响应管理与控制 其框架结构图如下： 数 字
7、公 路 系 统 框 架系 统 管 理 子 系 统公 路 静 态 信 息 系 统应 用 子 系 统公 路 动 态 信 息 系 统 公 路 收 费 管 理 系 统公 路 交 通 控 制 管 理 系统公 路 安 全 保 障 管 理 系统公 路 运 输 车 辆 管 理 系统公 路 交 通 信息 发 布 系 统公 路 交 通 控制 中 心设 施 信 息 管理 系 统办 公 自 动 化信 息 系 统G I S 共 有 信 息系 统公 路 综 合 信息 管 理 系 统路 政 信 息 管理 系 统路 网 调 度 指挥 信 息 系 统养 护 信 息 管理 系 统公 路 交 通 导航 系 统工 程 项 目 管理
8、系 统公 路 收 费 信息 管 理 系 统数 据 库 群收 费 信 息 数据 库地 理 信 息 数据 库交 通 历 史 信息 数 据 库监 控 数 据 信息 数 据 库政 务 信 息 数据 库多 媒 体 信 息数 据 库设 施 信 息 数据 库路 网 动 态 信息 数 据 库基 础 信 息 数据 库地 理 信 息 数据 库3.1、 系统管理 子系统 3.1.1公路静态信息系统 系统功能如下表 ： 系统名 称 系统功能 系统设计及工作流程说明 公路沿线基础信息 基础数据库维护 （ 1） 基础信息数据库的建立和现有信息的录管理 入 （ 2） 基础信息监测 （ 3） 基础设施的维护（线路名、地点、维
9、护类型） 基础信息查询 （ 4） 基础信息数据库查询条件关键字的链接 （ 5） 查询条件的组合及查询 公路沿线设施信息管理 设施数据库维护 （ 6） 设施数据库的建立和现有设施信息的录入 （ 7） 设施数据库的更新、备份、维护管理 更新维护管理 （ 8） 设施信息监测 （ 9） 设施维护（线路名、地点、维护类型） （ 10） 需要维护的工程级别（大修、中修、小修、保养） （ 11） 维护工程的上报、确立、施工、验收完成 （ 12） 维护完成后基础数据库里的相关数据更新个存档 （ 13） 设施日常维护方案 设施信息查询 （ 14） 设施数据库查询条件关键字的链接 （ 15） 查询条件的组合及查询
10、 3.1.2公路动态信息系统 系统功能如下： 系统名称 系统功能 系统设计及工作流说明 公路交通动态信息控制中心与信息智能化 公路交通信息中心系统与智能化管理 以各个交通信息子中心和综合交通信息交互中心为依托，建立对动态信息实时采集、分类、更新、处理、控制、决策、发布等一系列优化和智能化的管理。负责 全省公路网交通调度、指挥和管理 公路交通信息数据库与智能化管理 交通信息 中心的核心部件，它由信息原始档案、智能化数据库、数据动态更新、分类处理、决策等智能化功能组成 公路交通信息中心的信息发布系在中心所具备的各种发布手段功能 统 高速信息网络与管理 高速信息通信网络是各交通信息中心之间，或中心与
11、接收站和信息发布站之间的通信网络基础设施，大区域的交通信息化服务必须首先建设好高速信息通信网络 地面设施与地面设施之间的信息交互与传输 地面设施与地面设施之间的信息交互与传输是地面设施之间的各个信息采集站点根据需要，以网络通信的方式相互调用对方的信息，从而完成设施之间的信息交 互与传输 动态交通信息的控制采集与发布 不断的采集道路上的交通信息，进行信息筛选并把有用的信息通过 发布装置传送到信息数据中心进行分类管理 动态交通数据量与智能化管理 根据实时的交通状况建立相应的交通信息数据库，将交通动态信息进行实时的更新、维护、为动态交通的控制提供准时的基础信息 3.1.3公路收费管理系统 系统功能如
12、下： 系统名称 系统功能 系统设计及工作流说明 公路电子收费系统 公路电子收费组织与行政管理 需要对电子收费组织专门的机构进行行政管理，运用信息化、智能化的管理手段提高电子收费系统 的运行效率 电子收费安全与执法管理 与其他部门合作，保证电子收费系统的安全运行 不停车收费系统与管理 该 服务利用先进的通信、电子和信息技术、 RFID读卡技术，以非现金、 非手工交易的方式达到车辆连续行驶通过收费点 停车收费系统与管理 该服务利用先进的通信、电子和信息技术、 RFID读卡技术，以手工交易的方式达到车辆通过收费点 大区域联网收费管理系统 在大区域通过信息中心与收费管理系统采用智能化与信息化的管理手段
13、进行管理 停车收费系统示意图： 集 线 器费 额 等 信 息 显 示 板票 据 打 印 设 备车 道 2 控 制车 道 3 控 制收费站3收费站2收费站1收 费 控 制 中 心车 道 摄 像 机只 能 读 卡 器无 线 识 别 感应 器字 符 叠 加 器车 道 1 控 制车 道 控 制 器收 费 局 域 网3.1.4公路交通控制与管理系统 系统功能如下： 系统名称 系统功能 系统设计及工作流程说明 公路交通控制管理系统 公路交通控制中心与管理 交通控制中心是城市交通控制的神经枢纽。它需要实现对城市主要道路交通实时采集、建模和优化控制的功能。负责将采集的交通数据及时的分类、处理，提出优化的交通控
14、制方案，并提供给决策者。最后将最终的道路、车辆调度信息发送给各个子中心来完成，达到对道路的智能化，信息化 公路交通流动态监测与分析 实时对交通流的分析与建模 交通流动态数据库与智能管理 交通控制中心的数 据库实时更新，交通流建模实现动态优化控制 匝道信号控制 通过高速公路主道交通流的实时控制，控制匝道交通进入高速公路的数量 公路交叉口信号控制 交叉口信号控制的好坏是城市交通流控制的关键，交叉口信号控制不仅对需要独立交叉口各个方向交通流实现优化分配 3.1.5公路安全保障管理系统 系统功能如下： 系统名称 系统功能 系统设计及工作流程说明 公路交通安全保障与管理系统 交通事故数据库和智能化管理系
15、统 对道路沿线可能发生交通事故的基础信息的集合，一旦发生事故时系统通过调研这些基础信息来给出所发生交通 事故的所有相关信息，便于相关部门掌握事故情况，进行施救。同时也对已经发生的交通事故进行档案管理，给管理管理部门在对道路安全改造时提供一份依据 交通事故报警系统 通过交通监控系统对交通路段的车速和交通流密度进行监控，但监控所得的数据超出设定的正常值时，系统自动进行交通事故报警，同时将事故信息传送到相关部门。也可人为通过打电话或触发式进行交通事故报警 交通事故预防系统 利用各种通信和信号控制技术，向道路养护部门和道路使用者提供实时的道路状况，交通状况，自然灾害及气象信息。 3.1.6公路运输车辆
16、管理 系统 该系统通过网络通信系统、车辆跟踪系统和智能检测系统等高科技实用系统的综合运用对货运车辆进行有效的信息智能化管理。 3.2、 应用子系统 3.2.1公路沿线设施信息管理系统 （ 1）系统结构示意图 I n t e r n e t网 络客 户 访 问 端防 火 墙公 路 设 施 数据 库支 队 服 务 器支 队 设 施数 据 库总 服 务 器（ 2）系统应用说明 该管理系统分别安装在各级部门的服务器，由公路主管部门统一进行管理，各级路政支队管理部门通过自己的服务器对所辖区段内的路段基础信息、公路沿线设施信息等进行信息化管理 各个路政支队设有自己的支队公路设施数据库，由路政支队的管理员根
17、据所辖区域内的变化情况对支队设施数据库进行更新和维护管理 上级主管部门可以随时访问所辖的各个支队设施数据库。并通过所查询到的数据对线路的沿线设施进行统一的规划，指导各级路政支队进行设施维护和管理 各个路政支队之间可以在被允许的情况下相互访问对方的信息 系统设有信息传送和接受平台，方便各个路政支队之间，支队和上级主管部门之间进行信息的传送、通知及文件的上传下达 路政支队之间、支队和上级主管部门之间的信息通过专用的通信网络进行传送 3.2.2办公自动化信息管理系统 （ 1）系统结构示意图 联 网 办 公I n t e r n e r移 动 办 公办 公数 据 库办 公数 据 库办 公数 据 库办 公 系 统 中心 数 据 库服 务 器防 火 墙其 他 部 门办 公 系 统办 公数 据 库其 他 部 门办 公 系 统（ 2）系统功能说明
