徐寧

摘 要：隨著我國(guó)高速公路建設(shè)的加快與汽車市場(chǎng)的發(fā)展，在高速公路上運(yùn)行的車輛越來越多，因此保障其安全行駛是極為重要的。本文建立了高速公路的應(yīng)急預(yù)案管理仿真平臺(tái)，利用較小的模型來對(duì)于高速公路的實(shí)際情況進(jìn)行模擬，實(shí)時(shí)地展開監(jiān)控，從而可以有效地識(shí)別事故，對(duì)于緊急情況做好行動(dòng)預(yù)案，更大程度地保障高速公路的正常運(yùn)行以及人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文淺析高速公路應(yīng)急預(yù)案管理仿真平臺(tái)的構(gòu)建與應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：交通仿真；高速公路；應(yīng)急預(yù)案管理

引言

高速公路是公路交通運(yùn)輸系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，其運(yùn)營(yíng)狀況是衡量一個(gè)國(guó)家公路交通運(yùn)輸發(fā)展水平的重要標(biāo)志。高速公路具有快速、便捷、安全、舒適等優(yōu)點(diǎn)，但與其他等級(jí)公路相比，其事故的嚴(yán)重性更大。因此，將交通仿真技術(shù)應(yīng)用到高速公路應(yīng)急預(yù)案管理領(lǐng)域中，有利于提高高速公路管理決策的智能化、科學(xué)性水平。由于交通仿真軟件建模過程復(fù)雜，參數(shù)標(biāo)定較為嚴(yán)格，在一定程度上限制了專業(yè)仿真軟件在應(yīng)用部門的推廣。目前，交通仿真平臺(tái)技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)若干城市展開應(yīng)用，但并未在高速公路領(lǐng)域廣泛推廣。提供功能優(yōu)化的操作界面和簡(jiǎn)單明了的自動(dòng)化設(shè)計(jì)流程，使得各級(jí)用戶能方便快捷地通過仿真進(jìn)行交通事故和預(yù)案的建模和評(píng)估，是智能化交通仿真平臺(tái)發(fā)展的必然趨勢(shì)。

1高速公路應(yīng)急預(yù)案管理仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)

1.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)

由于在整個(gè)系統(tǒng)中應(yīng)急仿真監(jiān)控屬于特別重要的組成，這一系統(tǒng)擁有著特別強(qiáng)的防范能力，視頻監(jiān)控系統(tǒng)所具備的及時(shí)、直觀、豐富信息內(nèi)容、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)而在比較多場(chǎng)合廣泛得到應(yīng)用。尤其是在最近幾年時(shí)間以來迅猛發(fā)展的計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像處理技術(shù)的背景下，那么視頻監(jiān)控還會(huì)朝著智能分析、高清晰領(lǐng)域發(fā)展。仿真系統(tǒng)主要可以有以下幾項(xiàng)功能，這樣的組織架構(gòu)可以使得安全保護(hù)功能更加全面。

1.1.1視像監(jiān)控

采用攝像機(jī)對(duì)各個(gè)結(jié)構(gòu)重要設(shè)施進(jìn)行監(jiān)控，將其信號(hào)源源不斷地傳輸?shù)街骺卦O(shè)備，將其進(jìn)行存儲(chǔ)。對(duì)于圖像系統(tǒng)的控制，主要實(shí)現(xiàn)圖像的切換控制和操作控制，中央控制設(shè)備可以對(duì)攝像頭前端進(jìn)行直接控制并進(jìn)行解碼與存儲(chǔ)。

1.1.2影像驗(yàn)證

出現(xiàn)故障信號(hào)后要對(duì)故障的區(qū)域進(jìn)行監(jiān)控與核實(shí)，同時(shí)進(jìn)行下一步的處理。通過聯(lián)動(dòng)的邏輯控制，可以在緊急事故出現(xiàn)時(shí)候，經(jīng)過其他通道進(jìn)行操作并及時(shí)進(jìn)行響應(yīng)故障。

1.1.3圖像識(shí)別系統(tǒng)

監(jiān)控中心可以有效的對(duì)于處于故障的位置進(jìn)行定位，使得保安人員能夠迅速有效的對(duì)其進(jìn)行處理，盡快確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)。

1.1.4危急情況監(jiān)控

工作人員可以采用按動(dòng)按鈕或者輸入相關(guān)的故障信息來進(jìn)行危急情況的通知，同時(shí)，如果在內(nèi)部的監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)異常情況，將可能會(huì)觸發(fā)自動(dòng)故障的裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的圖像信息記錄與上報(bào)。此外，可以實(shí)現(xiàn)中央控制設(shè)備與員工之間的通信，在出現(xiàn)問題時(shí)，能夠更好的實(shí)現(xiàn)控制與遠(yuǎn)程管理功能。雙向的無線通信可以使得工作人員能夠動(dòng)態(tài)的進(jìn)行通信，同時(shí)對(duì)于突發(fā)情況可以采取有效的應(yīng)對(duì)措施。有線廣播可以進(jìn)行高效的切換，在緊急的時(shí)候可以切換到緊急狀態(tài)，播放相關(guān)的消息。在出現(xiàn)緊急的問題之后，應(yīng)該及時(shí)的向外界進(jìn)行消息的傳送。綜合管理系統(tǒng)可以進(jìn)行設(shè)備的管理以及登記方面的自動(dòng)調(diào)度，就可以有效的對(duì)一些公共設(shè)施進(jìn)行管理，查看它們的使用情況。

2系統(tǒng)邏輯流程設(shè)計(jì)

2.1檢測(cè)數(shù)據(jù)輸入

平臺(tái)的信息來源，檢測(cè)裝置的布點(diǎn)、數(shù)據(jù)構(gòu)成直接影響到仿真模型的建立方式和質(zhì)量。輸入的數(shù)據(jù)主要為動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，如收費(fèi)站卡口數(shù)據(jù)、路段微波數(shù)據(jù)等。

2.2數(shù)據(jù)處理

完成數(shù)據(jù)的預(yù)處理、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等工作。外場(chǎng)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理模塊分析，需要經(jīng)過算法的擬合和分析，才能同仿真平臺(tái)的接口對(duì)接。

2.3預(yù)案模型生成

平臺(tái)的核心是預(yù)案模型生成器，通過二次開發(fā)建立預(yù)案模型生成器，使得仿真預(yù)案的能快速生成和調(diào)整。

2.4預(yù)案模型的保存

用戶可自行定義所需預(yù)案，按一定的規(guī)則將其保存在仿真預(yù)案數(shù)據(jù)庫(kù)中；已完成的預(yù)案將以一定的數(shù)據(jù)格式存入仿真預(yù)案數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備用戶調(diào)用。

2.5預(yù)案管理及Web服務(wù)調(diào)用

預(yù)案管理子系統(tǒng)可通過Web對(duì)預(yù)案庫(kù)中相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)用，進(jìn)行仿真結(jié)果的展示和預(yù)案內(nèi)容的編輯。在預(yù)案管理子系統(tǒng)中，用戶可以對(duì)預(yù)案進(jìn)行篩選，瀏覽預(yù)案詳細(xì)情況和評(píng)價(jià)結(jié)果；可以根據(jù)需要生成新預(yù)案；可以查詢到歷史預(yù)案信息，并修改、優(yōu)化歷史方案等。

3接口設(shè)計(jì)

交通仿真Web Service服務(wù)接口為平臺(tái)提供了訪問交通仿真模塊調(diào)用方式，該接口透明的代理了交通仿真模塊的現(xiàn)有功能，為基于交通仿真現(xiàn)有功能集成到自身業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了技術(shù)基礎(chǔ)。平臺(tái)接口請(qǐng)求信息包括一下幾點(diǎn)。

3.1事故信息

主要包括事故發(fā)生的地點(diǎn)、事故類型、事故占用的車道、事故持續(xù)時(shí)間、事故段交通運(yùn)行情況等信息。

3.2天氣信息

系統(tǒng)預(yù)設(shè)若干類型的天氣，以一系列參數(shù)來描述其性質(zhì)，包括車輛速度、最大加減速度、車道變化、跟車模型的參數(shù)調(diào)整等。同時(shí)允許用戶自定義天氣類型。

3.3流量信息

根據(jù)采集到的歷史流量數(shù)據(jù)，將區(qū)域流量分成若干流量集的形式。每個(gè)流量集由若干數(shù)據(jù)組成，比如檢測(cè)器流量，OD情況、運(yùn)行車速。

3.4預(yù)案信息

在事故、天氣、流量信息確定的情況下，可通過預(yù)設(shè)程序排除不適用的預(yù)案，并把適用預(yù)案展示給用戶。預(yù)案庫(kù)需要不斷的維護(hù)和補(bǔ)充，如果預(yù)案庫(kù)中不存在相應(yīng)的預(yù)案，則無法反饋用戶需求。在缺少方案的情況下，用戶可以根據(jù)自行需要增置預(yù)案庫(kù)。

4平臺(tái)關(guān)鍵技術(shù)

4.1數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)

A/D轉(zhuǎn)換器具有很多類型，一般采用逐次逼近型的A/D轉(zhuǎn)換器。在信號(hào)轉(zhuǎn)換的時(shí)候，多路模擬信號(hào)已經(jīng)同時(shí)開始采集狀態(tài)，但是如果在電平變化之后，信號(hào)還沒有完成整個(gè)轉(zhuǎn)換過程，那么采集的信號(hào)就可能會(huì)出現(xiàn)邊偏差，為了使得采集信號(hào)是準(zhǔn)確的，不出現(xiàn)這種以時(shí)間上面的偏差，就需要采用一個(gè)保持電路來使得采樣信號(hào)能夠保持一段時(shí)間，這樣就可以使得最后所采到的信號(hào)數(shù)據(jù)還是之前的，這樣信號(hào)就不容易出現(xiàn)嚴(yán)重的偏差，所以為了使得整個(gè)系統(tǒng)的測(cè)量是準(zhǔn)確的，那么電路的采樣時(shí)間應(yīng)該較短，保持時(shí)間應(yīng)該是選用比較長(zhǎng)的。

4.2 RFID技術(shù)

仿真平臺(tái)端口擴(kuò)充了大量的通信環(huán)節(jié)與功能，這樣有利于實(shí)現(xiàn)信號(hào)的高速傳輸，RFID叫做無線射頻識(shí)別技術(shù)，可以在非接觸的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的讀取。RFID技術(shù)是一種比較新的通訊方案，主要是通過脈沖來進(jìn)行檢測(cè)帶寬，這樣就可以在很多地方解決無線技術(shù)的傳播困難問題，因?yàn)樗梢杂幂^好的抗干擾能力來進(jìn)行信號(hào)的傳輸，同時(shí)在信號(hào)的傳輸過程中損耗比較小，在短距離過程中可以有效的對(duì)于信號(hào)進(jìn)行傳輸，最終完成識(shí)別，因此這個(gè)技術(shù)在短距離的仿真平臺(tái)信號(hào)傳輸當(dāng)中有著極為重要的意義，同時(shí)其損耗比較小，就可以使得檢測(cè)設(shè)備是極為準(zhǔn)確的，不易受其他信號(hào)的干擾。

5平臺(tái)功能

利用該系統(tǒng)可在電子地圖上對(duì)所管轄各高速公路路段的各種信息進(jìn)行多種操作，如路段的設(shè)備設(shè)施查看、路況信息查看、交通氣象信息查看、高速公路多種數(shù)據(jù)信息的快捷查看等，直觀準(zhǔn)確地展示各種各樣的數(shù)據(jù)。養(yǎng)護(hù)、路政人員對(duì)突發(fā)事件可通過手機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)上報(bào)，也可通過3G將事件信息、視頻、圖片、文字等傳回系統(tǒng)，進(jìn)行處理與統(tǒng)一事件處理。從事件發(fā)生出發(fā)，通過遠(yuǎn)程技術(shù)發(fā)布指令，結(jié)合工作流程，對(duì)現(xiàn)有的人力資源和物資資源進(jìn)行綜合調(diào)度，到最終的解決事件。這一系列工作所牽涉到因素，都可通過綜合信息管理平臺(tái)進(jìn)行展現(xiàn)、處理和記錄。

結(jié)語

在高速公路的仿真監(jiān)控中，各種錯(cuò)誤數(shù)據(jù)需要認(rèn)真的比對(duì)和分析，從而對(duì)其進(jìn)行評(píng)估，因此作為工程師應(yīng)當(dāng)具有一定的建模能力，使得測(cè)量效率提升，能夠?qū)⑾鄳?yīng)工具在精確測(cè)量中應(yīng)用，同時(shí)這樣有利于實(shí)現(xiàn)高速公路的科學(xué)規(guī)劃與城市的合理布局。高速公路仿真模擬對(duì)于其布局來說具有極為重要的意義，因此需要對(duì)其技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。

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