李春雷　蔣仲青

[摘 要]校園智慧交通系統(tǒng)是未來高校交通系統(tǒng)的發(fā)展方向，本文重點(diǎn)論述校園智慧交通系統(tǒng)的構(gòu)成，基于“互聯(lián)網(wǎng)+”思維，從不同維度分析了基礎(chǔ)交通管理部分的出入口智能管控系統(tǒng)、道路智能管控系統(tǒng)、車場規(guī)劃系統(tǒng)、停車誘導(dǎo)系統(tǒng)、移動監(jiān)控管理系統(tǒng)和綜合研判管理系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)校園交通建設(shè)目標(biāo)。

[關(guān)鍵詞]高校交通；互聯(lián)網(wǎng)+；智慧交通系統(tǒng)

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2018.24.084

[中圖分類號]G642.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A [文章編號]1673-0194（2018）24-0-04

2015年，李克強(qiáng)總理在《政府工作報(bào)告》中提出制訂“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計(jì)劃，其中包括推動移動互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等與現(xiàn)代城市管理相結(jié)合，打造智慧城市。而當(dāng)“互聯(lián)網(wǎng)+”思維與校園的校內(nèi)交通管理相碰撞，校園的交通系統(tǒng)必然也會獲得一個(gè)全新的形態(tài)，即校園智慧交通系統(tǒng)。

1 校園智慧交通系統(tǒng)的技術(shù)原理

無論是出入口的車輛抓拍還是校園道路的車輛管控，卡口抓拍系統(tǒng)一直是校園智能交通系統(tǒng)中最主要的數(shù)據(jù)來源，在這里對卡口抓拍系統(tǒng)進(jìn)行簡單介紹。

1.1 卡口傳感器抓拍原理

圖像傳感器是圖像采焦處理部分的核心，是攝像機(jī)的眼睛，是圖像最終效果的決定性因素之一。從整個(gè)業(yè)界來看，IP攝像機(jī)采用的圖像傳感器不是CCD就是CMOS。但在智能交通領(lǐng)域，交通攝像機(jī)采用的更多是CCD傳感器。

1.2 CCD原理

CCD（Charge Coupled Device）指電荷耦合元件，是電荷轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵方法。其在進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換過程中需經(jīng)過下面幾個(gè)步驟。①電荷轉(zhuǎn)換。光通過光電二極管取得電荷。②電荷儲存。信號通過電勢阱來儲存電荷。③電荷轉(zhuǎn)移。利用高電壓脈沖將電荷沿著X-Y方向的CCD電荷耦合溝道順序移動。④電荷檢測。將轉(zhuǎn)移過來的電荷轉(zhuǎn)換成電容器兩端的電壓變化，最后通過放大器輸出。

1.3 地感應(yīng)線圈檢測車輛原理

通過全面、深入的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)感應(yīng)線圈和視頻檢測是當(dāng)前應(yīng)用比較多的方式，根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，綜合考量校園環(huán)境、建設(shè)成本、維護(hù)管理等因素，在車流量相對較大的主干道，主要采用線圈檢測，對于支小路口使用視頻檢測。

線圈檢測系統(tǒng)包括電感線圈、車輛檢測器兩大主要部分，電感線圈通常設(shè)置在同一車道。若干匝金屬導(dǎo)線繞制成空心線圈，然后將其埋設(shè)在路面下，并連接車輛檢測器，具體如圖1所示。

2 核心內(nèi)容

校園智慧交通項(xiàng)目的一般總體設(shè)計(jì)思想為“點(diǎn)、線、面”三大模塊。①點(diǎn)。點(diǎn)指校園的出入口系統(tǒng)，通過這個(gè)“點(diǎn)”可以完整獲取進(jìn)出校園的所有車輛信息，并且作為車輛進(jìn)出校園的唯一方式，對整個(gè)校園的車輛數(shù)量進(jìn)行宏觀調(diào)控。②線。線指校園的主干道路。所有的車輛在校園內(nèi)行駛時(shí)都依托于此，通過于主干道路以及路口的卡口抓拍系統(tǒng)并結(jié)合后端的交通管理服務(wù)器，以線的形式將所有的主干道路全部管理起來。③面。將整個(gè)校園作為一整張面，對整個(gè)校區(qū)內(nèi)的所有車輛、所有道路進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，對車輛的行駛軌跡進(jìn)行檢測，將所有的信息匯總后進(jìn)行統(tǒng)一管理，以面的形式覆蓋到整個(gè)校區(qū)。

以“點(diǎn)、線、面”相結(jié)合的方式確保智能交通系統(tǒng)全面覆蓋，將“點(diǎn)”連成“線”，將“線”織成“面”，使智能交通管理網(wǎng)絡(luò)更加科學(xué)嚴(yán)密。

2.1 基礎(chǔ)交通管理部分

基礎(chǔ)交通管理部分是智慧交通系統(tǒng)的基本組成部分，承擔(dān)優(yōu)化交通管理的日常主要功能需求。

2.1.1 出入口智能管控系統(tǒng)

在校區(qū)的相關(guān)出入口共建設(shè)抓拍系統(tǒng)，深層次優(yōu)化車輛特征提取技術(shù)，大大提高了各種環(huán)境下各種車輛的視頻檢測準(zhǔn)確率，能夠高質(zhì)量提取進(jìn)出車輛的信息。出入口管控系統(tǒng)綜合應(yīng)用門崗客戶端、車牌識別技術(shù)、LED顯示屏和自動道閘系統(tǒng)等，能有效控制車輛出入，也能支持靈活的校園停車收費(fèi)方式，包括自助繳費(fèi)機(jī)繳費(fèi)、手機(jī)終端繳費(fèi)等。在具體實(shí)施的過程中，可以確保車輛無卡出入，并能進(jìn)行自動確認(rèn)，實(shí)現(xiàn)快速通行，不會影響交通。同時(shí)，還能根據(jù)實(shí)際情況靈活設(shè)置出入策略，例如，在節(jié)假日等特殊時(shí)期對車輛全部放行，在車流量大的時(shí)期采用人工放行或收費(fèi)放行等，從而能夠有效提升車輛出入效率。另外，利用智能管控系統(tǒng)，還能實(shí)現(xiàn)自動繳費(fèi)、預(yù)付費(fèi)、手機(jī)客戶端繳費(fèi)等多元服務(wù)。

此外，黑白名單用戶制也大大優(yōu)化了校園的車輛管理。該系統(tǒng)可以將校內(nèi)教職工車輛自動默認(rèn)為白名單，對其進(jìn)出校園停車場自動放行，但如果教職工車輛出現(xiàn)超速、違章停車等不規(guī)范情況時(shí)，將會將其自動納入黑名單，除改變自動放行外，還會提醒工作人員進(jìn)行相應(yīng)的警告處理等。如果出現(xiàn)違法報(bào)警事件，利用中心管理平臺，值班人員可布控違法車輛，系統(tǒng)在違法車輛出入校園時(shí)，自動禁止放行，從而有效配合安保等相關(guān)部門進(jìn)行稽查。通過車輛出入口智能管理系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)校區(qū)的車輛流量，提高了校園車輛管理的效率與質(zhì)量。

2.1.2 道路智能管控系統(tǒng)

道路智能管控系統(tǒng)主要為機(jī)動車輛在校園道路上的行駛情況提供監(jiān)控和服務(wù)，該系統(tǒng)擁有校園內(nèi)行車軌跡、網(wǎng)格追蹤、區(qū)域布控、違停抓拍、超速抓拍、跟車研判等多種功能。同時(shí)，車輛前端識別卡口可對機(jī)動車、非機(jī)動車、人進(jìn)行系統(tǒng)辨識，可實(shí)現(xiàn)黑白名單管理、網(wǎng)格追蹤、行車軌跡、區(qū)域布控、人車信息分類捕獲、以圖搜圖、違停抓拍、單兵執(zhí)法和警情可視化指揮等管控功能。該系統(tǒng)支持大范圍、多視角、不間斷的自動違停抓拍。前端設(shè)備是檢測傳感器，其應(yīng)用高清晰感光芯片，可以實(shí)時(shí)處理動態(tài)交通視頻圖像，并不受天氣、溫度、環(huán)境等外在條件變化的影響，能夠24小時(shí)進(jìn)行車輛檢測、路況監(jiān)控等，確保校園道路車輛通行順暢、安全。如果抓拍到違章事件，系統(tǒng)會將違章抓拍資料及時(shí)上傳終端及顯示屏，并給駕駛?cè)税l(fā)送違章短信。系統(tǒng)會自動記錄違章車輛和駕駛員信息，根據(jù)情況將其記錄到黑名單。

2.1.3 車場規(guī)劃與停車誘導(dǎo)系統(tǒng)

在校內(nèi)封閉及半封閉停車區(qū)域設(shè)置停車引導(dǎo)系統(tǒng)，為加強(qiáng)及管理效果，還在道路旁設(shè)置車輛軌跡查詢攝像機(jī)，同時(shí)還在校園主干路設(shè)置了卡口管理系統(tǒng)等，通過這些措施可以追蹤校園內(nèi)車輛的行駛路線，確保車輛管理高效、準(zhǔn)確。在車場規(guī)劃與停車誘導(dǎo)系統(tǒng)的智能調(diào)配下，車位可以實(shí)現(xiàn)自動分配，引導(dǎo)車輛停放在空余車位，從而使車輛都能規(guī)范、有序停放，避免發(fā)生車輛亂停亂放等現(xiàn)象。

該系統(tǒng)包含四個(gè)構(gòu)成項(xiàng)目，即停車場視頻出入口系統(tǒng)、車輛查詢和自助繳費(fèi)系統(tǒng)、全視頻車位監(jiān)控、識別和顯示引導(dǎo)系統(tǒng)和管理服務(wù)器和存儲系統(tǒng)。其具體架構(gòu)主要如圖2所示。

當(dāng)車輛到達(dá)停車場出入口，系統(tǒng)就會進(jìn)行自動車牌識別，識別成功的車輛會自動放行，并語音確認(rèn)識別信息。停車場區(qū)域屏?xí)@示場內(nèi)剩余車位數(shù)，并以箭頭引導(dǎo)車輛按照就近原則到合適區(qū)域進(jìn)行停放。駕駛?cè)丝筛鶕?jù)指示導(dǎo)引，快速找到空余車位停車。當(dāng)停車完成后，系統(tǒng)會對空余車位信息進(jìn)行自動更新，車輛圖片信息也同步通過視頻智能終端傳遞到管理中心。當(dāng)用戶取車時(shí)，只要在取車查詢終端輸入車牌號、停車時(shí)間等信息，所查詢車輛的停放位置，就會在停車場平面電子地圖上顯示，系統(tǒng)還會繪制最優(yōu)的步行路線供用戶參考，引導(dǎo)用戶快速到達(dá)車輛停放位置。

2.2 功能拓展部分

功能拓展部分是對基礎(chǔ)交通管理部分的重要補(bǔ)充，集中體現(xiàn)了智慧交通系統(tǒng)服務(wù)于校園綜合安防的強(qiáng)大功能。

2.2.1 移動監(jiān)控管理系統(tǒng)

智能化是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和控制技術(shù)對系統(tǒng)中的各個(gè)對象進(jìn)行智能監(jiān)控和智能控制，海大智慧交通系統(tǒng)的移動監(jiān)控管理系統(tǒng)裝配移動警務(wù)車、配置智能布控?cái)z像機(jī)，使得校園車輛管理真正實(shí)現(xiàn)了智能化、自動化，利用后端軟件可對過程記錄、無線傳輸、軌跡定位等進(jìn)行高效、高質(zhì)的操作與管理。

在智能布控?cái)z像機(jī)內(nèi)部（圖3），設(shè)置有一個(gè)GPS和北斗定位，利用其功能作用，可對車輛行駛過程中的各項(xiàng)信息進(jìn)行跟蹤和記錄，并將這些信息及時(shí)上傳到后端管理平臺。利用智能布控?cái)z像機(jī)和車輛的實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息，就能從UNP通道傳遞到地圖服務(wù)器，然后存儲在服務(wù)器的本地?cái)?shù)據(jù)庫，客戶端也能得到實(shí)時(shí)推送，從而就能實(shí)時(shí)掌控車輛的軌跡變化情況，并能進(jìn)行回放查詢。

此外，智能布控?cái)z像機(jī)還設(shè)置有WIFI熱點(diǎn)（圖4），只要用戶連接網(wǎng)絡(luò)，就能對本地瀏覽進(jìn)行有效控制，例如，用戶通過APP或IPAD等移動終端，就可對本地圖像隨時(shí)隨地進(jìn)行瀏覽和控制。

移動監(jiān)控管理系統(tǒng)還能支持前端緩存和斷點(diǎn)續(xù)傳，如果SD卡存儲已滿，就會自動進(jìn)行錄像循環(huán)覆蓋。如果網(wǎng)絡(luò)突然發(fā)生中斷，前端攝像機(jī)會自動將錄像存儲到SD卡，待恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)連接后，再進(jìn)行上傳。高清監(jiān)控視頻存儲時(shí)長可達(dá)5天左右。

2.2.2 綜合研判管理系統(tǒng)

整合數(shù)據(jù)、構(gòu)建大數(shù)據(jù)平臺，是海大智慧交通項(xiàng)目的“大腦”與“心臟”。通過相互關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)管理平臺與存儲系統(tǒng)的共同使用，該系統(tǒng)能夠極大地精簡校園各項(xiàng)智能管理系統(tǒng)，并使之達(dá)到無縫融合的程度。各管理端口的信息數(shù)據(jù)可以匯總上傳到管理中心，不僅可以為交通管理提供多方面的數(shù)據(jù)資料，還可以為校園治安防衛(wèi)、指揮與執(zhí)法提供可靠的情報(bào)支撐。

3 相關(guān)案例

中國海洋大學(xué)率先響應(yīng)國家號召，第一個(gè)將“互聯(lián)網(wǎng)+”的思維應(yīng)用在校園智能交通管理中?！傲⒆愫４蠛诵男枨螅鉀Q實(shí)際問題，系統(tǒng)建設(shè)，強(qiáng)調(diào)實(shí)戰(zhàn)，提升綜合智能化程度”，海大基于此目標(biāo)制定校園智慧交通管理，取得了良好的效果。智慧交通管理系統(tǒng)為中國海洋大學(xué)交通管理帶來了較大改觀，有效提升了學(xué)校的技防水平，實(shí)現(xiàn)了校園安全防范手段的歷史性跨越。

3.1 建成良好的交通秩序

項(xiàng)目運(yùn)營后，中國海洋大學(xué)魚山校區(qū)、浮山校區(qū)、嶗山校區(qū)實(shí)行了門禁收費(fèi)管理，入校車輛同比減少約為23%（見圖5），無關(guān)穿行車輛大幅度減少。魚山校區(qū)、嶗山校區(qū)的智慧停車系統(tǒng)能夠自動分配車位，科學(xué)設(shè)計(jì)路線，引導(dǎo)車輛規(guī)范、快速停車，大大提升了停車效率和停車場的資源使用率，魚山校區(qū)、浮山校區(qū)、嶗山校區(qū)的車位利用率分別29.48%、31.7%、24.31%，遠(yuǎn)高于北京北四環(huán)附近的高校（車位利用率17%左右），車位高效運(yùn)轉(zhuǎn)在滿足師生停車需求的同時(shí)，允許社會車輛錯(cuò)時(shí)停放的政策也有效緩解了學(xué)校周邊停車壓力，幾方聯(lián)動的保障措施使得魚山校區(qū)、浮山校區(qū)這樣地處老城區(qū)的校園周邊交通運(yùn)行秩序得到極大改觀。嶗山校區(qū)作為新校區(qū)，道路管控單元的設(shè)施設(shè)備可對主干道路車輛信息、車速進(jìn)行有效監(jiān)控及倒查，為后續(xù)處置提供依據(jù)，運(yùn)轉(zhuǎn)以來已為學(xué)校成功破獲摩托車盜竊案、“小字報(bào)”違法等多起案件提供了堅(jiān)實(shí)的視頻及圖像佐證材料（見圖6）。智慧交通與安防系統(tǒng)的融合打通使用，不僅成為學(xué)校智慧交通的一個(gè)亮點(diǎn)，也成為保障校園安全的執(zhí)法利器，使師生獲得了看得見、摸得著的安全感，真誠、協(xié)同、規(guī)范、正氣的校園安全穩(wěn)定新秩序穩(wěn)步建立。

3.2 構(gòu)建立體的防護(hù)體系

智慧化交通系統(tǒng)與校園已有的多個(gè)安防系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)功能對接、數(shù)據(jù)共享，如原有監(jiān)控系統(tǒng)、消防警報(bào)系統(tǒng)、應(yīng)急指揮平臺、安防管理平臺等，同時(shí)整合了有限的人力和執(zhí)法設(shè)備。隨著該系統(tǒng)的建成，中國海洋大學(xué)已建設(shè)了“一二三四”校園立體防護(hù)體系，既保證了各級安全部門共享一個(gè)指揮中心，建成了校內(nèi)視頻監(jiān)控與信息輿情兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)，落實(shí)了消防安全基礎(chǔ)、校園交通設(shè)施、重點(diǎn)建筑及區(qū)域治安防控三項(xiàng)建設(shè)，實(shí)現(xiàn)了視頻分析、入侵報(bào)警、校門管理、巡更系統(tǒng)四個(gè)方面的智能化。這一立體防護(hù)體系整合了意識、制度、設(shè)施、技術(shù)、人力和群體6個(gè)方面的防范力量，為創(chuàng)建平安校園提供了更堅(jiān)實(shí)的保障。

3.3 掌控豐富的車輛實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)

通過校門出入管控單元和道路管控單元的相互配合，學(xué)?？蓪?shí)時(shí)掌握各校區(qū)車輛各項(xiàng)數(shù)據(jù)，如現(xiàn)有車輛數(shù)、不同校門車輛流量，高峰時(shí)段車輛流量等，可使保衛(wèi)處管理人員及時(shí)對各校門車輛出入進(jìn)行有效分析，為校園交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、優(yōu)化校門信號燈設(shè)置、增加人力應(yīng)對高峰時(shí)段疏導(dǎo)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

4 結(jié) 語

內(nèi)嵌了治安防范功能的校園智慧化交通管理系統(tǒng)是學(xué)校根據(jù)實(shí)際需求、對接先進(jìn)科技而做出創(chuàng)造新探索，該系統(tǒng)響應(yīng)國家號召，率先將“互聯(lián)網(wǎng)+”思維應(yīng)用在高校安全與交通管理當(dāng)中，通過高新技術(shù)設(shè)備構(gòu)建“大數(shù)據(jù)”平臺，整合校內(nèi)新舊資源，提高了管理的科學(xué)化與自動化水平，在優(yōu)化校內(nèi)交通管理的同時(shí)，也為校園綜合安防提供了強(qiáng)大的技術(shù)支持。

注：蔣仲青，通訊作者

主要參考文獻(xiàn)

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