華南師范大學(xué)校園智能交通管理系統(tǒng)的構(gòu)建

鄭啟明， 陳孔亮， 蒙慶全

(1.華南師范大學(xué)保衛(wèi)處，廣州 510631；2.華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，廣州 510631；3.華南師范大學(xué)教育技術(shù)中心，廣州 510631)

隨著汽車的普及，高校師生自有車輛逐年增多，高校與社會(huì)的交流日漸頻繁，車輛出入高校的平均日流量不斷增加.校園又沒有同步地進(jìn)行改擴(kuò)建或新建以獲得更大的交通空間來保證其通行及停放，有限的校園空間成為機(jī)動(dòng)車通行的瓶頸.高校校園的交通管理越來越引起人們的廣泛關(guān)注，以華南師范大學(xué)石牌校區(qū)為例，校區(qū)僅0.8 km2，人口多達(dá)12.4萬，在冊(cè)車輛有3 600多輛，每天進(jìn)出校園平均10 000輛車次.校園道路及停車資源緊張問題日趨嚴(yán)重，由此帶來許多不安全因素，人車糾紛時(shí)有發(fā)生.由于人力資源不足與缺乏有效的管理手段車輛停放、車輛的無序進(jìn)出已是困擾我校校園道路交通管理的老大難問題.因此采用校園智能安全管理系統(tǒng)是解決上述問題的必然之選.

1 系統(tǒng)總體規(guī)劃與設(shè)計(jì)

學(xué)校迫切需要借助現(xiàn)代智能化的技術(shù)手段，以降低管理的人力成本、時(shí)間成本，提高管理的實(shí)時(shí)性、臨場(chǎng)性和有效性.建立一套高效的校園智能交通綜合指揮調(diào)度系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)華南師范大學(xué)校園道路交通秩序有效的管理目標(biāo).

1.1 系統(tǒng)建設(shè)目標(biāo)

華南師范大學(xué)校園智能交通管理系統(tǒng)的總體建設(shè)目標(biāo)，是滿足校區(qū)日常交通指揮、交通疏導(dǎo)和事故處理等工作的需要，實(shí)現(xiàn)對(duì)校區(qū)范圍內(nèi)的各類交通事件的預(yù)防、監(jiān)測(cè)監(jiān)控、信息報(bào)告、綜合研判、指揮調(diào)度、預(yù)測(cè)預(yù)警、交通事故應(yīng)急指揮等主要功能，逐步實(shí)現(xiàn)“平戰(zhàn)結(jié)合”、能與上級(jí)主管單位交通指揮平臺(tái)互連互通的智能交通綜合管理平臺(tái).做到校園道路、車流、人流動(dòng)態(tài)“看得見、看得著、查得到、控制得住”.實(shí)現(xiàn)各監(jiān)控點(diǎn)及時(shí)準(zhǔn)確地得到各種交通信息、調(diào)整監(jiān)控區(qū)域，形成有針對(duì)性的交通監(jiān)控體系.利用基本覆蓋華師校區(qū)的主要路口、復(fù)雜路段、復(fù)雜部位、復(fù)雜場(chǎng)所、事故高發(fā)地段監(jiān)控鏡頭和網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各監(jiān)控點(diǎn)對(duì)校區(qū)交通情況的實(shí)時(shí)掌握.通過監(jiān)控系統(tǒng)的錄像回放功能、日志查詢、電話錄音為調(diào)查取證提供最直接的圖像信息.能夠有效調(diào)度交通突發(fā)事故處置的資源和力量，使各交通監(jiān)控設(shè)施協(xié)調(diào)一致，相互配合，協(xié)同作戰(zhàn)，在事故發(fā)生后設(shè)置層層電子關(guān)卡，控制交通事故的擴(kuò)散和影響的蔓延，按系統(tǒng)預(yù)設(shè)的處理流程即時(shí)聯(lián)絡(luò)各相關(guān)部門和人員依法處理事件.

1.2 智能車輛管理系統(tǒng)功能

(1)車輛管理.其主要功能有：車輛信息采集、分類；車輛權(quán)限管理(包括車輛禁、放行)；車輛報(bào)警；對(duì)進(jìn)出校園的車輛實(shí)現(xiàn)快速識(shí)別，提高車輛通行效率；車輛收費(fèi)；車輛服務(wù)；車輛應(yīng)急處理.

(2)道路監(jiān)視.對(duì)校園全部出入口、主要交通要道和停車場(chǎng)實(shí)行24小時(shí)監(jiān)控，隨時(shí)掌握道路狀況，保證道路暢通.

(3)預(yù)留接口，以便今后與其他系統(tǒng)集成.

1.3 設(shè)計(jì)原則

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案中遵循穩(wěn)定性、實(shí)用性、先進(jìn)性、可靠性、開放性、規(guī)范性、擴(kuò)展性、易操作性、安全性、易維護(hù)性和高度兼容性等原則.

1.4 設(shè)計(jì)依據(jù)

本系統(tǒng)依據(jù)《中華人民共和國道路交通安全法》、《廣東省道路交通安全條例》、《華南師范大學(xué)交通秩序管理規(guī)定》、其他相關(guān)國標(biāo)及部標(biāo)等相關(guān)規(guī)定.

2 系統(tǒng)的構(gòu)建

整個(gè)智能交通管理系統(tǒng)應(yīng)用在校園寬帶網(wǎng)絡(luò)之上，系統(tǒng)主要由交通管理中心、車輛進(jìn)出口管理終端、無線對(duì)講系統(tǒng)和道路視頻監(jiān)控系統(tǒng)組成.

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖見圖1. 車輛進(jìn)出口終端采集車輛進(jìn)出數(shù)據(jù)；視頻監(jiān)控終端采集視頻信息；無線通信系統(tǒng)保證指揮調(diào)度順暢；車輛數(shù)據(jù)及視頻信息通過校園網(wǎng)傳送到交通管理中心，交通管理中心負(fù)責(zé)處理信息(包含利用GIS實(shí)現(xiàn)地理定位)、在大屏幕顯示信息、存儲(chǔ)信息及事件處置.

圖1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.2 車輛出入管理系統(tǒng)

車輛出入管理系統(tǒng)集感應(yīng)式IC卡(校園卡)技術(shù)[1]、遠(yuǎn)距離智能識(shí)別技術(shù)、車牌識(shí)別[2-3]、視頻監(jiān)控、圖像識(shí)別處理及自動(dòng)控制技術(shù)于一體，實(shí)現(xiàn)車輛出入的全自動(dòng)化管理，即對(duì)車輛出入控制、核查、顯示及校對(duì)車型、車牌等進(jìn)行科學(xué)而可靠的管理.系統(tǒng)采用了國際上領(lǐng)先的遠(yuǎn)距離無線識(shí)別技術(shù)和雙卡認(rèn)證技術(shù)，其實(shí)用性、先進(jìn)性、安全可靠性、性價(jià)比較高.車輛出入管理系統(tǒng)布局圖見圖2.

圖2 車輛出入管理系統(tǒng)布局圖

車輛出入管理系統(tǒng)功能：

(1)基本功能.具有遠(yuǎn)距離智能車卡、月租卡、臨時(shí)卡、管理卡和特權(quán)卡等各種管理權(quán)限和工作模式，可根據(jù)要求設(shè)置成不收費(fèi)或分時(shí)段計(jì)時(shí)收費(fèi)方式，不停車收費(fèi)(ETC)[4-5].

(2)遠(yuǎn)距離智能識(shí)別功能.校內(nèi)車輛或月保車輛若配備遠(yuǎn)距離識(shí)別智能車卡(放在前擋風(fēng)玻璃處)，該車進(jìn)、出校區(qū)無須停車刷卡，離出入口4米左右，系統(tǒng)會(huì)遠(yuǎn)距離識(shí)別，自動(dòng)抬閘放行.

(3)自動(dòng)出卡功能.對(duì)于臨時(shí)進(jìn)入小區(qū)卡的發(fā)放，采用自動(dòng)出卡機(jī)自動(dòng)出卡(人工發(fā)放亦可).

(4)中文顯示功能.采用高亮度LED顯示屏，全中文顯示操作提示、時(shí)間、卡有效期、收費(fèi)金額以及問候、祝福的相關(guān)信息.

(5)語音提示功能.正常操作可提示“請(qǐng)取卡”、“歡迎入場(chǎng)”、“一路順風(fēng)”等相關(guān)信息，誤操作或非法操作則給出相應(yīng)提示.

(6)對(duì)講功能.在管理中心安裝對(duì)講主機(jī)，各出入口安裝對(duì)講分機(jī)，保證各出入口和管理中心的聯(lián)絡(luò).

(7)車牌自動(dòng)識(shí)別功能.本系統(tǒng)可同時(shí)啟用車牌自動(dòng)識(shí)別功能，即車輛出入時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)識(shí)別車牌號(hào)碼，并連帶核對(duì)入場(chǎng)時(shí)IC卡號(hào)，以增強(qiáng)車輛身份管理.

(8)圖像識(shí)別功能.在車輛出入時(shí)，自動(dòng)攝取車輛外型、顏色、車牌號(hào)碼等圖像信息，可對(duì)比識(shí)別并存儲(chǔ)供查閱.

(9)雙卡認(rèn)證功能.車輛出場(chǎng)時(shí)，對(duì)車輛和駕車人雙重認(rèn)證，避免車輛被非法盜走.

(10)防砸車功能.采用專用技術(shù)配合車輛檢測(cè)器實(shí)現(xiàn)防砸人、車功能.

2.3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要部署在出入口、停車場(chǎng)、主干道及危險(xiǎn)點(diǎn)上.整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)見圖3.

圖3 視頻監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

(1)視頻監(jiān)控系統(tǒng)遵循NGN網(wǎng)絡(luò)架構(gòu).

①控制流與業(yè)務(wù)承載流相分離;

②業(yè)務(wù)流不依靠流媒體服務(wù)器轉(zhuǎn)發(fā)，克服系統(tǒng)瓶頸;

③更高的系統(tǒng)穩(wěn)健性：核心服務(wù)器故障，業(yè)務(wù)可正常運(yùn)行;

④模塊化結(jié)構(gòu)，便于系統(tǒng)升級(jí)和新業(yè)務(wù)開展;

⑤可平滑擴(kuò)容，適合大規(guī)模部署.

(2)系統(tǒng)特點(diǎn).

①標(biāo)準(zhǔn)的全I(xiàn)P架構(gòu)[6];

②顯示清晰.一次編碼，全網(wǎng)數(shù)字化，提供端到端的高清晰動(dòng)態(tài)圖像，實(shí)現(xiàn)所見既所得，可以把校園監(jiān)控清晰地進(jìn)行大屏顯示，采用H.264/AVC編碼標(biāo)準(zhǔn)[7];

③使用方便.前端云臺(tái)、攝像頭、報(bào)警器和廣播等高速響應(yīng)，以快速控制現(xiàn)場(chǎng)，方便校園網(wǎng)的監(jiān)控需求;

④存儲(chǔ)可靠.專業(yè)、穩(wěn)定可靠的存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)端到端的集中存儲(chǔ)，集中管理和綜合利用，在校園出現(xiàn)意外情況時(shí)，可以安全可靠調(diào)用所需圖像.

2.4 交通中心管理系統(tǒng)

華南師范大學(xué)石牌校區(qū)交通管理中心作為華南師范大學(xué)保衛(wèi)處的事件處理中心、調(diào)度中心和數(shù)據(jù)中心，是整個(gè)項(xiàng)目建設(shè)的核心.它包括了基礎(chǔ)環(huán)境、信息系統(tǒng)集成、大屏幕電視墻以及系統(tǒng)操作平臺(tái)的建設(shè).

基礎(chǔ)環(huán)境按現(xiàn)在常規(guī)的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè).這里主要描述大屏幕電視墻系統(tǒng)的建設(shè).整個(gè)大屏幕顯示系統(tǒng)的建設(shè)要求整體設(shè)計(jì)美觀、大方、合理，充分顯示現(xiàn)代化的特點(diǎn)并與大廳格調(diào)及工作性質(zhì)相融合.大屏幕顯示系統(tǒng)能顯示從網(wǎng)絡(luò)送來的各種信息，局域網(wǎng)上任意一臺(tái)PC、工作站和服務(wù)器都可以大屏幕作為自己的虛擬，對(duì)監(jiān)控信息、信號(hào)、電子地圖(GIS)、圖像膠片、照片和攝像機(jī)等多種圖像信號(hào)進(jìn)行投影、放大、播放和下載.

大屏幕顯示系統(tǒng)主要由投影顯示部分、信號(hào)處理部分和控制終端組成，可對(duì)視頻信號(hào)、音頻信號(hào)和各種計(jì)算機(jī)圖像信號(hào)進(jìn)行綜合展示，形成一個(gè)查詢準(zhǔn)確、顯示全面、操作便捷、管理高效和美觀實(shí)用的綜合監(jiān)控管理系統(tǒng).

為了節(jié)省投資及運(yùn)行成本，大屏幕系統(tǒng)不采用傳統(tǒng)的DLP投影顯示系統(tǒng)，而是采用通用的6塊55英寸的高清晰液晶監(jiān)視器，以2*3排列方式組成一面布局平衡的大屏幕顯示墻.

2.5 視頻、語音報(bào)警系統(tǒng)

本系統(tǒng)利用校園網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在校園實(shí)現(xiàn)以下功能:

(1)報(bào)警系統(tǒng)集成到校園的整個(gè)安防系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子地圖及其他系統(tǒng)進(jìn)行報(bào)警聯(lián)動(dòng).

(2)實(shí)現(xiàn)多路電話進(jìn)行排隊(duì)顯示主叫號(hào)碼并顯示報(bào)警地點(diǎn).

(3)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)多條件錄音和視頻查詢、播放.

(4)可以同時(shí)接受多起報(bào)警，系統(tǒng)自動(dòng)排隊(duì)接入系統(tǒng)，并進(jìn)行錄音，同時(shí)根據(jù)警力分布情況進(jìn)行出警調(diào)度.

(5)可遠(yuǎn)程進(jìn)行語音報(bào)警錄音和視頻查詢，并且主機(jī)可控制終端的開機(jī)與掛機(jī).

3 結(jié)束語

華南師范大學(xué)校園智能交通管理系統(tǒng)的構(gòu)建，提高了對(duì)突發(fā)交通事件處理的快速反應(yīng)能力，能有效控制進(jìn)出校園的人員和車輛，同時(shí)對(duì)盜竊犯罪分子也起到震懾作用，有利于校園相關(guān)安全工作的監(jiān)督和有效管理，為創(chuàng)建平安校園提供堅(jiān)實(shí)的科技防范保障，很大程度上解決了校園長(zhǎng)期存在的交通安全管理問題.該系統(tǒng)已經(jīng)試運(yùn)行，效果良好.

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