ITS解决方案

深圳键桥通讯技术有限公司
ITS解决方案
一、系统总体目标、功能与架构 ----------------------------------------------------------------------------- 2
二、交通指挥中心集成平台 ----------------------------------------------------------------------------------- 6
三、交通信息综合传输平台 ----------------------------------------------------------------------------------- 8
四、交通数据采集子系统 ------------------------------------------------------------------------------------- 11
五、交通诱导子系统-------------------------------------------------------------------------------------------- 13
六、交通信号控制子系统 ------------------------------------------------------------------------------------- 16
七、道路图像监控子系统 ------------------------------------------------------------------------------------- 18
八、中心大屏幕显示控制子系统 ---------------------------------------------------------------------------- 21
九、GIS/GPS子系统-------------------------------------------------------------------------------------------- 23
9．1地理信息系统GIS ---------------------------------------------------------------------------------- 23 9．2全球卫星定位系统GPS --------------------------------------------------------------------------- 26 十、交通违法监测子系统 ------------------------------------------------------------------------------------- 29
10．1视频闯红灯违法监测系统 ---------------------------------------------------------------------- 31 10．2超速视频抓拍违法监测系统 ------------------------------------------------------------------- 33 10．3违法监测中心处理分系统 ---------------------------------------------------------------------- 35 十一、卡口监控子系统 ---------------------------------------------------------------------------------------- 37
一、ITS总体目标、功能与架构
总体目标：
1）建立快速的自动突发事件检测系统。

及时接收、处理交通事件报警，科学调度警力和紧急救援、路障清理力量，快速处置交通异常事件；
2）调节交通流。

尽量避免道路处于过饱和状态，均衡路网交通流分配，提高道路的行车速度，减少停车次数和延误时间，缓解交通堵塞状况；
3）疏导交通，及时恢复拥挤道路的正常秩序；
4）科学调度警力、紧急救援和路障清理力量。

对交通事故快速响应，调节道路交通，空出道路及时处理交通事故，减少交通事故造成的损失；
5）实现警卫、抢险、救护、消防等特殊紧急任务所需的快速通道；
6）自动采集、分析、处理和发布道路的交通管理信息，合理地分配信息资源；7）有效监测交通参与者的交通行为，并记录和存储历史交通数据信息，为纠正交通违法、交通规划和组织管理提供可靠依据；
8）对交通信息集中到指挥中心进行信息整合，为科学决策，快速处理交通突发事件及日常交通管理工作，提供及时、准确、可靠、较完整的信息和手段。

系统主要功能：
指挥中心集成系统平台实现了交通信息的交换与融合，集成了ITS系统的各个子系统，实现了在统一的GIS界面上功能集中控制、统一调度和信息共享。

实现了各子系统之间的联动，各子系统处理业务时能自动获取其它子系统的信息，并与其它信息系统实现信息交互。

集成系统具备强大的交通信息收集、处理、融合、发布、执行能力，改变了传统交通指挥中心管理系统的单一性，使信号控制系统、交通电视监视系统、交通诱导系统、交通违法监测系统、信息传输系统、信息发布系统、交通设施管理系统等各个孤立的子系统有机地连接在一起，按照不同的权限共享资源信息，实时对城市交通进行监视、指挥，实现自动控制、紧急控制。

根据整体系统集成化和子系统间协调运行的目标，指挥中心系统功能如下：（1）及时控制各种交通流，智能点控、线控、面控协调运转。

保证道路交通负荷处于最佳平衡状态。

（2）及时发现、快速处理突发性交通事件，迅速疏导由此引发的交通堵塞，恢复正常交通秩序；
（3）对交通状况实施检测、监视、有效地组织交通流，为警卫、抢险、救护、消防等特殊紧急任务提供快速通路；
（4）自动采集、分析、处理、发布交通管理信息，合理的分配信息资源，为公众、建设、规划等部门提供即时、正确的交通信息；
（5）有效检测道路上的交通行为，为纠正交通违法提供可靠依据；
（6）指挥中心可以接受多种渠道、多种方式传到指挥中心的信息；
（7）可以根据交通状况调出有关数据库信息及预案情况供决策参考；
（8）迅速、准确、可靠地下达各种指挥命令；
（9）像监视功能，可以调看传到指挥中心的现场实时监控电视图像；
（10）在大屏幕上，实现“信号控制系统”、“视频监控系统”、“统计分析系统”、“指挥决策系统”、“移动目标定位系统（GPS）”、“违法监测系统”等应用系统信息的显示及快速切换；
（11）交通系统运行状况分析。

根据统计分析系统及其它子系统提供的信息，能迅速对当前的交通系统运行态势进行准确的判断；
（12）交通系统运行状况预测。

根据有关交通系统运行状况的当前及历史数据，综合运用联机分析处理、数据挖掘、人工智能、人工神经网络等先进理论和技术，对近期或较长期的交通系统运行状况进行科学的预测；
（13）交通事故、交通紧急事件的响应和处理。

为各类交通紧急事件制定切实可行的预案，在事件发生时根据实际情况选择并采用最优方案并付诸实施，以最快的速度将事件带来的损失减到最小；
（14）科学的优化调度和协调控制。

根据交通系统运行状况分析和预测的结果，利用决策支持技术，运筹学，优化调度技术、协调控制技术等先进的理论和技术，得出科学合理的交通指挥控制指令，如对交通信号控制系统的战略、战术控制指令，区域协调控制指令，主要道路双改单、限速方案等等。

系统包括以下内容：
交通指挥中心综合集成平台交通信息综合传输平台
交通数据采集子系统
交通诱导子系统
交通信号控制子系统
道路图像监控子系统
大屏幕显示子系统
GIS/GPS子系统
交通违法监测子系统
卡口监控子系统
总体结构图如下：
二、交通指挥中心集成平台
指挥中心集成系统平台实现了交通信息的交换与融合，集成了ITS系统的各个子系统，实现了在统一的GIS界面上功能集中控制、统一调度和信息共享。

实现了各子系统之间的联动，各子系统处理业务时能自动获取其它子系统的信息，并与其它信息系统实现信息交互。

集成系统具备强大的交通信息收集、处理、融合、发布、执行能力，改变了传统交通指挥中心管理系统的单一性，使信号控制系统、交通电视监视系统、交通诱导系统、交通违法监测系统、信息传输系统、信息发布系统、交通设施管理系统等各个孤立的子系统有机地连接在一起，按照不同的权限共享资源信息，实时对城市交通进行监视、指挥，实现自动控制、紧急控制。

指挥中心系统应用层架构如下图：
指挥中心集成系统软件对各子系统的集成主要基于中间接口来实现的，中间接口是中心集成系统与各子系统的连接枢纽，负责消息的分派、传递和过滤，以及处理结果的返回；各个子系统向中间接口订阅感兴趣的消息类型；中间接口根据需要发出消息，然后将该消息分派到系统中所有对此消息感兴趣的子系统；子系统接收到消息后，根据自身状态对消息进行响应，并通过中间接口返回处理结果。

指挥中心集成系统软件架构如下图：
三、交通信息综合传输平台
近几年来，国内外各种针对城域网的新技术层出不穷，其中一种技术发展迅速，这就是弹性分组环技术（RPR，Resilient Packet Ring），它为我们带来一种全新的理念。

就像SDH一出现就迅速取代PDH一样，在不久的将来，以弹性分组环RPR（制订中的IEEE 802.17）技术为代表的新型网络解决方案也许会迅速地取代现在以SDH为基础的数据传输网络。

键桥选择采用的RPR技术的特点：
弹性分组环技术都采用环状拓扑，双环结构。

外环顺时针和内环逆时针同时双向传输数据，有的RPR技术支持各环分别传输各自的数据和控制信息，有的厂家则支持各环传输另外一个反向环的控制信息。

（1）快速的二层交换
在RPR环形结构中，每个节点均有上行和下行两个邻居，网络结构相当简单。

分组环上的所有节点被配以唯一的逻辑MAC地址，可标识254个节点，所有节点都可以基于逻辑MAC地址进行快速的二层交换。

一个RPR环即构成一个虚拟的分布式第二层交换机，极大地简化了原来由SDH、以太网交换机、IP路由器或ATM 组成的复杂网络。

（2）环同步RPT同步机制类似于PDH的同步机制,环上有且仅有一个节点被设置为CO节点，CO节点上可设两个外时钟源，一个为主时钟，一个为次时钟，其他节点设置为CPE节点，CPE跟随CO提供的时钟。

RPT以最高优先级分组的方式发布晶振时钟信号由于RPT环是双向反向环，时钟同步分组信令沿光纤方向传送，同时具备了冗余备份的功能，从而保障环在任何情况下都保持同步。

另外，RPT设备内部有晶振3级时钟，即使外部时钟丢失，RPT设备仍可保持网络同步。

（3）分组环的空间复用技术
RPR技术都支持空间复用技术(SRP)，即Spatial Reuse Protocol，它是一个独立于介质的MAC层协议，SRP在数据包环上提供了寻址、读取数据包、带宽控制和控制信息传播的基本功能。

在分组环路上，数据包被目的节点从环上读走。

这样，分组环使得有多个节点成多段同时传输数据，而不会互相影响，充分利用了整个环路的带宽。

例如环上依次有4个节点A、B、C、D，业务经过A节点到达B节点下环，新业务允许从B节点插入并经C传送到D节点，从而有效的利用了环上A到D的带宽。

空间重用可以保证对各种等级业务的QoS，RPR可根据用户需求分配带宽，而不是像SDH那样分配固定时隙，而且可以对不同等级业务的采取不同的保护方式。

SRP光纤环使用因子为2，光纤使用率相对SDH提高一倍。

从而最大限度地利用光纤的传输带宽。

（4）多等级、可靠的QoS服务
各种RPR技术都定义了几种服务类别，比较普遍的定义包括快速前传（EF，Expedited Forwarding）, 保障前传（Assured Forwarding和BE，Best Effort），其中控制信令是默认的最高优先级，并无需定义其级别。

不少厂家在实际运行环境中都可以根据客户需求或者不同业务的需求定义新的业务级别。

（5）环自愈保护当RPR环中光纤传输中出现严重故障或者发生光纤中断后，光纤中断处两端节点会发出2层的控制信令,沿光纤方向通知各个节点。

业务流源节点接收到这个信息后，立即向另一个方向的光纤上发送业务。

在环保护切换时，会按业务流的不同服务等级，根据同终点业务一起倒换原则，依次向反向光纤倒换业务。

RPR和SDH一样，能保证业务的倒换时间小于50ms。

几种信号传输的方式：
1、监控信号的传输
摄像机的视频信号经编码器编码成IP信号，在信息节点通过RPR传输网提供的10/100M以太网口传输，在中心通过解码器还原成模拟图像上大屏，或直
接在电脑上实现对图像的调看、切换和摄像机的控制。

控制信号通过相同的以太网端口逆向传输。

RPR环会采用流量控制技术和区分服务等级的方式保证广播视频的实时传送；RPR提供50ms的保护功能，保证了视频传输的可靠性。

2、交通数据的传输
E200
交通数据主要包括信号控制系统的控制信号和交通检测信号（主要是由线圈检测器、微波检测器和视频检测器采集到的交通数据），基本为低速数据，无法直接在RPR环中通过以太网口传输，可利用RPR设备提供的2M接口进行传输。

低速数据通过KB6900多业务接入交叉复接设备通过RPR传输网上传到指挥中心，在网络中为该数据流可指定为最高服务等级的AF1类型业务,保证检测数据的可靠实时传输。

3、其他数据的传输
E200
其他交通管理信号主要包括违法检测数据、交通诱导数据、车辆管理数据以及办公自动化数据等，可根据传输业务的不同重要程度采用不同的传输等级。

如车辆管理数据对实时性要求较高，可被指定为AF1类型业务在RPR环中传输；交通诱导信号对实时性要求不强，可被指定为AF2类型业务在RPR环中传输；违法检测数据和办公自动化数据等业务基本为突发性的数据，可被指定为EF类型业务在RPR环中传输。

四、交通数据采集子系统
交通信息可以分为动态和静态两种类型：静态信息是指在交通管理过程中相对固定的一些信息，主要包括道路网络、车辆保有量与构成、人口和社会经济活动分布、交通信号、交通标志、警区划分、警力分布、交通检测与监视点分布和交通法规等。

信息采集子系统要求实现实时监视道路的交通状况，如事故发生状况、交通违法抓拍等，为交通管理的判定提供可靠依据，并能够根据要求实时、快速地向指挥中心传送信息数据。

信息采集子系统信息源见下图所示：
信息采集子系统信息源
其中，在数据库的信息采集方面，要求在交通指挥中心可以从子系统采集以下信息：
❒道路交通流量数据：从交通流量子系统采集，包括线圈检测及视频检测，数据类型有流量、车速等，反映了路网交通拥挤与堵塞情况；
❒交通信号：从交通信号控制系统采集，包括交通信号执行信息和交通分布信息；
❒图像信息：从交通电视监控子系统采集，显示路口或路段交通状况的实时视频图像
❒GIS相关信息：来自地理信息子系统统，提供路网结构、交通管理设施、警力配备情况、事故处理、紧急救援、路障清理、消防等相关部门分布等信息；❒车辆定位信息：来自GPS子系统，提供担任交通指挥任务的车辆位置和和执行任务的具体情况；
❒交通业务信息：来自交通管理信息子系统，提供车辆、驾驶员、事故、违法等业务信息；
❒交通诱导信息：来自交通诱导子系统，包括可变情报板、交通广播等各种媒介提供的诱导公众出行的信息；
❒违法检测信息：来自电子警察子系统，通过车辆违法检测记录和取证系统提
供违法车辆、嫌疑车辆和逃跑车辆的信息；
历史数据：来自交通信息数据库管理系统，在数据库中保存交通信息的历史数据。

五、交通诱导子系统
交通诱导系统是智能交通系统的重要子系统之一，基于交通综合信息平台及各子平台向市民提供出行路线引导服务，同时也向交通综合信息平台及有关部门提供实时道路交通数据，通过动态交通信息的获取及处理，引导驾驶员合理规避交通拥堵，以最佳路线到达目的地，从而达到充分利用城市路网能力，提高通行效率的目的。

在GIS平台上集成VMS系统，建立与GIS平台的连接，主要用于直接人工或者手工发布交通拥度、突发事件、交通安全等信息。

根据可变情报板的实际安装
位置在GIS 地图上添加可变情报板设备图标，经过相关设置，点击图标即可弹出前端设备状态与控制菜单，对设备实现监测与控制。

诱导子系统结构图如下：
交通诱导
交通诱导交通指挥中心网络打印机
工作站
交换机接入设备
RPR
服务器
交通指挥中心
显示板工控机
可变情报板
诱导系统主要功能： 1、诱导设备状态及管理
用户通过管理界面对系统中的诱导设备进行添加、删除等操作，并能对VMS 设备的基础属性进行查看、修改和保存。

2、诱导信息发布
用户通过集成指挥系统的手动发布方式指定诱导屏发送指定格式的诱导信息。

发布信息的种类包括：交通管制信息、重大突发事件信息、一般突发事件信息、施工占道信息、交通拥堵信息、安全提示信息等。

交通信息获得的途径包括：110、交通广播电台、图像监控系统、警保卫任务、现场民警上报、市民的报警等。

发布信息的优先级的规则是：交通管制信息大于重大突发事件信息大于一般突发事件信息大于施工占道信息优于交通拥堵信息优于安全提示信息。

3、诱导信息的预制
用户可以对每一个诱导屏的某些特定信息预先编制好，存放在信息数据库中。

发布这些信息时，不需要重新编制，只需要选择其中的某些信息发布即可。

4、诱导信息的查询
用户可查询统计某个可变情报板在指定时间内发送的所有信息。

输入的查询条件为：开始时间、结束时间、发布地点。

查询结果的信息以列表形式表示，内容包括：诱导屏编号、诱导屏类型、帧总数、显示方式、显示速度、图片、发布人、发布时间、发布地点、安装地点等。

诱导信息系统界面如下图：
六、交通信号控制子系统
集成信号控制系统，建立与GIS 的连接，在地图中显示各平交路口和进出口的分布，具有编辑信号控制设备的属性，并且中心集成系统中提供对信号控制系统控制界面的调用以实现查看信号状态和实行信号控制的功能。

系统结构图如下：
5台
RPR
信号控制系统
服务器
网络管理
路口控制器路口控制器路口控制器
系统工作流程：
交通流量检测器采集交通流量信息并传送到交通信号控制机RMY ，RMY 可根据预先设定的配时方案进行信号灯的控制；也可通过交通流量检测器送来的路口流量信息进行信号控制；同时，信号控制机还可以将路口的状态（包括流量信息、信号灯状态等）上传到中心信号控制管理系统，中心信号控制管理系统可根据几个相邻路口的情况进行协调控制。

交通信息控制界面图如下：
七、道路图像监控子系统
在GIS平台上集成图像监控系统，建立与GIS平台的连接，主要用于发现拥堵、交通事故、治安、突发事件等警情或对警情进行确认。

根据图像监控系统前端设备实际安装位置在GIS地图上添加前端设备图标，经过相关设置，点击图标
即可弹出前端设备状态与控制菜单，对设备实现监测与控制，并且能够在显示器上开窗显示该视频图像。

采用IP 数据交换原理，任意联网计算机均可监视和有权限的控制。

通过上网路由器可使Internet 的任何有权限用户浏览和监视。

结合交通事件视频自动检测技术、违法抓拍系统及交通诱导系统等，在指挥中心将各种信息融合实现系统联动。

利用超速监测系统发现违法车辆，由中心调度模块实时下发下游监控点启动跟踪监控并录像，在指挥中心大屏自动切换告警图像，提示交通管理人员处理交通事件，为及时处理环路交通事故提供了快速有效的依据。

还可利用附近的违法抓拍摄像机进行抓拍录像。

监控系统结构如下：
前
端摄像机
…
前端摄像机
…
大屏
局域网任意监视
光端机
磁盘阵列
视频监控系统管理界面如下：
视频监控系统功能特点：
•视频切换，前端设备控制
•实时监控城市道路交通状况
•实时时钟显示及字符叠加
•多级联网，支持各种拓扑结构
•支持复杂的用户权限管理
•视频轮巡、支持宏指令，实现自动监控•高质量的实时视频
•网络视频实时直播
•数字录像、录像点播回放
•报警联动
•WEB浏览及电子地图
八、中心大屏幕显示控制子系统
大屏幕显示控制子系统结构图：
大屏幕显示控制子系统主要功能特点：
1、在同一操作界面下实现视频信号、RGB信号、网络计算机信号的切换、显示、控制功能
2、可以将多路视频信号输入中的任意路数以视频窗口的形式在大屏幕显示墙上显示出来。

包括单屏显示、任意大小显示、共屏显示、跨屏显示、整屏漫游等，并且可以实现图象的分组切换、巡检、预案显示等功能
3、可以将局域网上的多路网络计算机信号以窗口的形式在大屏幕上显示出来，其同时显示的数目、刷新速度视网络带宽、网络拥塞程度不等
4、对于网络上的工作站信号（UNIX操作系统），也可以通过X Windows方式显示，在这种方式下，可以充分利用大屏幕显示系统高分辨率的特性，采用1024×768分辨率的DLP投影单元，采用1×2组合，则系统可以利用的分辨率高达2048×768，远高于单个工作站显示器的分辨率
5、视频信号、网络计算机信号、X Windows信号可以同时在大屏幕上显示出来，窗口的位置、大小可以任意，各窗口之间可以覆盖、重叠并且互相不受影响
可以实现任意信号在任意单屏、多屏、整屏上的显示，也可以任意大小、任意位置显示，如单屏显示数路信号、双屏显示三幅以及多幅信号等等，
6、可以实现多路视频信号的巡检、定时切换、分组切换等功能
7、可以设置显示预案，通过一次鼠标操作便可以将特定的一组信号，包括视频信号、RGB信号、网络计算机信号，以预先设计好的方式显示出来，大大节约了时间，减少了操作失误。

8、在简单的中文界面中有一视频预览窗口。

视频预览窗口可以于上大屏幕前预览需在大屏幕上显示的视频图象，做到对上大屏幕视频信号状况了如指掌，减少误操作，特别是异地远程操作时。

9、可以对信号显示模式进行选择，如1×1，1×2,全屏，任意大小，c-video 等模式。

10、可以对视频图象、RGB信号、网络计算机等信息源进行编辑：添加、减少、命名等。

11、可以进行视频窗口设置，设置包括亮度、对比度、饱和度及色度。

12、可以对可控视频摄像机进行PTZ控制。

九、GIS/GPS子系统
9.1地理信息系统GIS
主要操作界面如下：
菜单栏
GIS工具栏
状态栏城市地图
鹰眼图
图层控制栏
主要功能如下：
1、灵活的地图操控功能
系统具有良好的用户界面，提供了人性化的操作灵活方便的地图浏览功能。

放大、缩小；
平移显示；
标识；
查看全图；
鹰眼；
居中显示；
图形信息协同效果疏密校正。

2、图层分层显示和控制
地图分层显示ITS设备等交通设施、重要场所、设施管线、道路（交通流量）、路况信息、事故多发地点、违法多发地点、党政机关、企事业单位等社会服务部
门等应用图层。

显示各种静态信息、动态信息；
显示栅格图像；
实现对任意图层的控制显示（可显示、可选择、可编辑等），并可按视野范围显示不同的图层。

对地图数据按照类型进行分层管理和维护，通过把相关的数据组织在同一层可方便用户根据需要进行设定要显示/隐藏、标注与否等，从而更清楚的得到用户所需要的数据。

3、地理信息查询
系统提供对图形信息和属性信息的多种双向查询方式。

可查询的信息主要有：
位置信息查询；
交通设施查询；
警力分布查询；
道路信息查询。

查询方式包括：
点击查询：用户用鼠标点击地图目标进行查询；
条件查询：用户输入查询条件，查询符合条件的目标，选中的目标在地图上居中显示并以不同的颜色标记，可查看目标信息；
空间区域查询：用户可查询任意空间范围内的目标，并列表显示，方式包括矩形区域查询、圆形区域查询、任意形状区域查询。

通过图形化地图把交通信息与地理信息系统相结合，给用户以直观、形象的操作方式。

系统能够显示当前全路网的交通设施分布、系统设备的工作状态、检测系统的工作状态等，所有的交通设施都被标定在电子地图上，系统能够直观形象的显示设备工作状态，并对交通设施进行维护。

4、地理信息维护
有权限的用户可以在地图上对静态及动态信息进行维护。

对ITS交通设施、警力等地理信息进行维护。

5、编辑和修改功能。