技术< TECHNO LO G Y
DOI : 10.ki.itsc.2021.01.008
贾丛
(河北省高速公路集团有限公司石安分公司，河北石家庄051430)
摘要：监控系统分段管理，导致节假日和突发应急事件中的交通流缺少必要管理手段，完全依靠监控员应急处理能力进行调度和指挥，致使 监控员工作量繁重,，随着电子技术提升和监控中心信息化逐步建设，监控中心职能及管理需求不断扩展，监控需要显示的范围及领域越来越广，不再只是显示若干图像，而是变为“图像+文字+视频+图表”等多位一体的综合显示系统，本文结合石安高速公路实际情况，开发了监控中心指挥调度平台系统，将改扩建段、石安新元段、石黄连接线、邯长段四段监控数据、收费数据有机整合，在现有软硬件基础上开发一套全新的、符合实际需求的平台管理软件 关键词：高速公路；改扩建；监控中心指挥调度平台；监控系统
石安高速公路由改扩建段（G4)、新元段（S9902)、石黄 连接线段（G1811)、邯长高速公路（G22)组
成。目前，石安高 速公路监控系统平台管理软件采用河北省通用型监控平台管理软 件，非改扩建段全程监控未接入路中心系统，路中心软件只能提 供管理改扩建段监控外场设备的信息采集、发布诱导信息、统计 交通流量等基本功能，石安高速公路的新元段、石黄连接线、邯 长段均未接入路中心系统。因此本文结合上述实际情况，构建监 控中心指挥调度平台系统，将改扩建段和非改扩建段所有的设备 进行统筹管理、全局控制，实现路中心管理职能的高效、有序运 行。一方面满足了自身业务需求，另一方面满足了与省高速集团 或其他省中心监控业务对接需求，实现数据、语音和图像上传。
一、功能构架
石安高速公路全程监控视频流改扩建共522路摄像机视频，新元137路摄像机视频，石黄45路摄像机视频，共704路视频。其 中标清360P共25路，高清720P共522路，超高清1080P共157路。视频按需取流，以大屏8行15列120路视频•主一备2路计算，共 需要240路。剩余给监控中心指挥调度平台用或提供给移动端调 用，使用300路流媒体服务器进行支撑。按照1台流媒体服务器支 持100路视频计算，需要3台流媒体服务器。监控中心指挥调度平 台软件支持直连相机调取视频方式，全线已接入视频平台包含宇 视、蛙视、大华、瑞华赢等不同厂家设备，瑞华赢平台无录像存 储服务器，瑞华赢原综管平台与蛙视平台进行了对接。指挥调度 平台需要调取录像文件进行查看，因此需要通过录像平台SDK对 接不同厂家录像存储服务器。由监控中心指挥调度平台集成各平 台功能后，可统一查看道路监控视频录像文件。
由于大屏投屏设计要求为8行15列共120路视频，用拼控服务 器负责规划各路实时视频流轮播、切换等场景，并提供屏控服务 器平台SDK供指挥调度平台集成投屏功能，实现视频投屏功能，也可通过拼控服务器提供的客户端进行操控投屏功能，下发投屏 指令。指挥凋度平台中用到的实时视频流通过直连摄像机方式，进行实时视频播放。由指挥调度平台通过摄像机的IP、账密进行 登录。通过R TSPt办议接收视频流信息，如需要进行云台控制需要 通过相机的0NVIF协议进行云台控制。
监控中心指挥调度平台充分利用大屏幕显示平台，以地理 信息图像为基础，将与高速公路有关的，如外场设备、收费站、服务区、取消主线站后的门架标识站等沿线机电设施进行综合联 动显示，实现一个显示平面上就能准确地掌控、及时调度全网资 源、监控、收费数据的互联互通，可视化显示断面交通量、通行 费收缴情况、路网报警、天气预报、突发事件及应急处理等。充 分发挥集中监控核心枢纽职能，打造数据采集、信息发布、站点 预警、作业监督、通信保障、路警联动的监控中心指挥调度平 台，确保信息收集、指挥调度、跟踪发布一条线，提高综合曰常 运营以及突发应急事件处S能力，满足监控中心日常运营监控、节假曰运营监控以及突发应急事件处S需要，实现监控中心所辖 高速公路地图信息、摄像机、可变信息标志、车辆检测器、E TC 门架标识系统等外场设备信息及突发应急事件在“*张图”上显 示，便于监控中心及时掌握有关事件动态，快速调配相关资源，为日常运营监控以及突发应急事件处置、决策指挥提供支持。
石安高速公路监控中心指挥调度平台包括八个模块。
可视化运营模块可分为管理曰常运营监控模式、指挥调度 模式、节假円监控模式，包括高速公路收费数据、流量与路况数 据、事件数据等进行实时展现，实现对管辖路段收费、服务、事
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件状态的掌握，帮助领导全面掌控高速公路运营动态、发展趋 势、运营风险。具体呈现为：车辆检测器数据（上下行车道占有 率、平均速度、交通量等）、气象数据（包括温度、湿度、能见 度、降雨量、黑冰状况、风向、风速）、收费站开闭状态、故障 设备列表、故障设备饼状图、事件列表、服务
区数据（车辆数 据、空闲车位数量、滞留车辆数据）、收费稽查数据（绿通车减 免税额、免费车减免税额、特清类型的收费额）
汽车半轴套管监控管理模块负责管理G 1S 综合监控、情报板管理系统、视
频监视管理系统、交通lj i 件检测系统、道路广播系统、雾区管理 系统、气象管理系统、交通量调查管理系统、设备运行监测系 统、服务区场区管理系统、预案与指挥调度系统
收费管理模块涵盖收费站收费数据管理系统、ETC 门架数据 管理系统、黑名单管理系统、黑名单通行数据管理系统、收费异 常数据管理系统、稽查数据管理系统…
运营管理模块涵盖设备维修管理系统、无纸化办公系统、监 控人员管理系统、机电人员管理系统,，
对外信息发布模块负责对外视频发布、发布、短 信发布等。
LED 屏对接显示模块负责LED 监控屏的控制，
统计分析模块负责交调站数据、气象数据、设备数据、事件 数据、制式报表、历史数据的统一查询。
系统管理模块负责用户管理、角管理、权限管理、系统曰 志、参数配S 管理、桩号参数管理、门限参数管理、应急单位信 息管理、通知公告。
系统功能构架如图1所示。
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图I 石安高速公路监控中心指挥调度平台功能构架图
二、软件构架
整个系统由石安指挥调度中心、各路段指挥调度分中心、路 段外场设备和专业信息系统构成。监控中心指挥调度平台采集所 有外场设备数据，并对所有设备进行控制，同时完成与其他信息 系统对接。中心对各设备数据和各子系统数据进行处理后，以图 形化方式显示数据，并根据预案触发条件启动相应的控制方案，
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石安高速公路监控中心指挥调度平台系统软件设计构架图
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图3石安高速公路监控中心指挥调度平台系统软件分层结构图
控制各设备的动作和指令下达。核心硬件系统由监控中心计算机 集、拼接墙、路段所布设的外场设备（车辆检测器、情报板、气象检测器等）组成。核心软件系统由设备数据采集引擎、消息 总线、数据交换与共享平台、视频交换与共享平台等组成。
整个系统架构建立在监控中心网络基础之上。中心与设备、信息系统与设备之间的通信均采用TCP/IP协议完成。为避免网络 流量过大，减少网络数据碰撺机率，按设备物理位置连接方式，将网络划分为若干个子网，子网间通讯对用户和操作者透明化。平台WEB应用服务软件采用Linux操作系统，防止病毒感染破坏.：本平台部署于石安内网环境中，内网环境应提供相关防病毒硬件 环境，由于内网防病毒条件具备，因此设计中不再体现网络安 全设备。针对数据采集、数据交互等平台，采用Windows操作系 统，方便其调试和应用维护。
系统软件设计构架如图2所示。
系统软件采用分层结构+服务化设计，主要分为设备层、接 入层、服务层、展现层四个层级，系统在
结构上按照这四部分进行层次划分，如图3所示。
1、设备层
在新路中心设S了2台高配置的服务器、2台前®服务器、1台IPSAN及三台工作站。服务器、1PSAN及工作站通过网线连接 至24 口交换机进行组网设备层是本系统平台的基本数据保障 层，为平台提供基础数据信息。设备层包括视频监控摄像机、情 报板、交通信号灯、交通信息检测设备、气象环境监测设备等，这些设备所采集到的数据信息通过相应专用数据传输通道，传 输到各对应的接入服务。平台系统软件部署在2台高性能服务器 上，进行虚拟化。一台实体机对应七台虚拟主机，分别满足设备 数据接入、视频服务接入、文件存储服务、数据库服务、Web/ app服务、数据队列服务、日志服务的要求；另外提供一个外接 共享存储，主要作用是系统文件存储，包括存储上传的图片、文 件等信息。
2、接入层
接入层主要业务是将设备层传输的数据信息进行接收处理，
2021年第01期（总第252期）丨中国交通信息化—101 C H I N A I T S J O U R N A L V o l.252N o01 2021
所有数据接入交通综合数据交换平台。接入层将处理后的数据以 标准TCP/IP协议封装后，通过高速公
路数据传输网络传输给系统 平台相应服务模块。
3、服务层
服务层是本系统平台的核心层，系统各项功能均由服务层的 各业务单元模块来实现。服务层包括通信调度单元、告警通知单 元、事件处理单元、日志处理单元、视频处理单元、数据采集单 元、数据处理单元、中心服务单元、移动视频处理单元、运维管 理单元、系统管理单元、信息处理单元、G IS地图单元、通信协议 管理单元等。本系统平台在服务层预留了第三方系统接口可与交 警支队、路政大队相关业务系统或其它职能机构系统进行对接。
4、展现层
展现层是用户界面层，系统各项功能业务在本层与用户进行 交互。展现层交互功能业务包括视频监控管理、数据统计分析、交通流量监测、情报板管理、可视化管理、应急事件管理、电子 地图浏览、运维管理、预案管理、移动终端浏览、交通透导、运 营管理、事件告警管理、权限控制、业务通讯等。
三、主要功能
(一） 日常运营监控
曰常运营主要包括高速公路收费数据、流量与路况数据、事件 数据等进行实时展现，实现对管辖路段收费、服务、事件状态的掌 握，帮助领导全面掌控高速公路运营动态、发展趋势、运营风险。
(二）突发事件指挥调度
系统通过汇聚融合事件处置过程中所需要的资源信息和数据 信息，实现对事件的指挥协调，提高事件处置效率。监控界面可 以帮助观察事件处置过程，和附近收费站、应急资源的状态。领 导人员、指挥调度人员、监控人员通过输入关键字，本系统平台 左侧页面显示上报的事件，当前正在处理事件详情及进度。右侧 页面显示当前事件附近收费站情况、附近应急资源情况、附近摄 像机视频，及指挥调度运行与响应过程。中间地图显示收费站开 放关闭情况，施工点位置、交通事件点位的闪烁显示。
(三）节假日监控
节假日监控模式重点围绕春节、国庆、五一劳动节、清明、中秋等传统节日的收费政策和交通量特点开展，在保证日常运行监 控管理基础上，满足节假日免费、交通集中和异常事件多发的交 通状态管理需求。以春节为例，该页面展示包括：春节期间实时车 流量，出口车流量小时曲线图，入口车流量小时曲线图；春节期间 每天免费车辆，免费车辆饼形图，收费车辆饼形图；春节期间入口 车流量去年和今年对比；春节期间出口车流量去年和今年对比；春节期间出口车流量每天的排行；春节期间入口车流量每天的排行；路段流量、免费车流量、占比及各个收费站的通行情况。
(四）日常语音排队
此功能由后台服务软件提供，安装在电话排队主机电脑.使用收费业务均衡管理设备实现与现有程控电话主机的对接及数 据处理，并根据排队规则，实现对待处理岗亭呼叫的排队计算、中心坐席电话呼叫、监控中心坐席电话摘机状态告知，并在中心 接听后向视频监控管理主机发送视频切换指令，同时与收费系统 实现数据同步，告知收费系统当前中心坐席待处理的具体车道。当结束本次通话，此功能向视频监控主机发送话务结束指令，同时通知收费系统，建立本次通话的完整交易记录，推送给收费系 统，在收费系统内实现对收费交易数据、监控员登记数据、语音 通话数据、视频调取数据的整合。
主要软件界面如图4所示。
图4石安高速公路监控中心指挥调度平台系统软件界面示意图
四、结束语
本次开发建设监控中心指挥调度平台，将石安高速改扩建 段（G4 )、非改扩建段新元段（S9902 )、非改扩建石黄连接线 段（G1811)、邯长高速公路（G22 )资源进行整合及业务有机整 合，以实现统筹管理、全局控制、提高服务质量及事件处置水 平，提升道路安全保障能力。充分发挥集中监控的核心
枢纽职 能，打造数据采集、信息发布、站点预警、作业监督、通信保 障、路警联动六位一体的监控中心指挥调度平台，确保信息收 集、指挥调度、跟踪发布一条线，提高综合曰常运营以及突发应 急事件处置能力。监控中心指挥调度平台是一套应用软件系统，将整合石安高速公路的信息化综合监控资源，进行路网内交通状 态、道路环境情况、机电设备运行状态实时监管；能对报警事件 进行统一协调、统一管理，并具备对全路段交通情况宏观监视、交通事件应急处置、协调、交通透导的能力；能够及时掌握路网 内交通流量和收费情况，做到收费业务的精准管理；加强路网资 源的协调管理、及时诱导疏散拥挤阻塞地段交通、加快事故处理 速度，减少交通延误和因交通事故造成的经济损失和人员伤亡，从整体上提高对道路交通的管控力度及服务水平。
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