高速公路準全天候通行管控系統(tǒng)-V1.2.0

54/63機密，禁止泄露高速公路準全天候通行管控系統(tǒng)（V1.2.0）2024年2月文檔修訂記錄版本編號狀態(tài)簡要說明日期變更人批準日期批準人V1.0.0A創(chuàng)建文檔2022-1-20V1.2.0A/M修訂新增前端設備設計2022-2-14注：變化狀態(tài)：A—增加，M—修改，D—刪除

目錄1. 概述 51.1 系統(tǒng)概述 51.2 系統(tǒng)建設目標 71.3 系統(tǒng)總體架構 91.4 系統(tǒng)架構描述 101.5 功能總體設計 112. 前端設備設計 112.1 概述 112.2 微波雷達 122.2.1 解決客戶問題描述 122.2.2 功能描述 132.2.3 性能指標描述 142.2.4 采集點位置選擇 152.2.5 集成技術路線 152.3 單立柱可變限速標志 152.3.1 解決客戶問題描述 152.3.2 功能描述 152.3.3 性能指標描述 152.3.4 采集點位置選擇 172.3.5 集成技術路線 202.4 全要素氣象站 202.4.1 解決客戶問題描述 202.4.2 功能描述 212.4.3 性能指標描述 212.4.4 采集點位置選擇 212.4.5 集成技術路線 232.5 能見度監(jiān)測儀 232.5.1 解決客戶問題描述 232.5.2 功能描述 232.5.3 性能指標參數 232.5.4 采集點位置選擇 242.5.5 集成技術路線 242.6 路面結冰傳感器 242.6.1 解決客戶問題描述 242.6.2 功能描述 242.6.3 性能指標參數 242.6.4 采集點位置選擇 252.6.5 集成技術路線 262.7 智能誘導防撞指示 262.7.1 解決客戶問題描述 262.7.2 功能描述 262.7.3 性能指標描述 302.7.4 安裝部署點位選擇 332.7.5 集成技術路線 352.8 車載路面狀況監(jiān)測系統(tǒng) 352.8.1 解決客戶問題描述 352.8.2 功能描述 362.8.3 性能指標參數 362.8.4 采集點位置選擇 372.8.5 集成技術路線 373. 與三方平臺對接 373.1 與道路交通智慧氣象服務系統(tǒng)對接 373.1.1 概述 373.1.2 采集數據范圍 373.1.3 采集方式 383.2 與公路網運行管理與服務系統(tǒng)對接 383.2.1 概述 383.2.2 采集數據范圍 383.2.3 采集方式 383.3 與道路交通安全信息采集與發(fā)布系統(tǒng)對接 383.3.1 概述 383.3.2 采集數據范圍 393.3.3 采集方式 394. 平臺功能需求分析及界面設計 394.1 面向管理的PC端功能設計 394.1.1 功能概述 394.1.2 登錄功能 404.1.3 總覽功能 414.1.4 綜合監(jiān)測預警功能 424.1.5 路網預案功能 474.1.6 智慧管控功能 494.1.7 公眾服務 524.1.8 路況反演功能 534.1.9 報表功能 544.2 面向公眾的功能設計 544.2.1 概述 544.2.2 與外部信息進行聯通發(fā)布 545. 系統(tǒng)安全設計 545.1 數據傳輸安全性設計 545.2 應用系統(tǒng)安全性設計 555.3 數據存儲安全性設計 556. 其他設計 566.1 網絡校時設計 566.2 網絡時間服務的實現方法 567. 平臺配套服務器組網方案 567.1 硬件建設概述 567.1.1 概述 567.1.2 系統(tǒng)構成 577.1.3 網絡拓撲 577.1.4 服務器選型 578. 設備清單 598.1 概述 598.2 主要軟硬件選型原則 598.2.1 經濟性和實用性 598.2.2 先進性和可靠性 598.2.3 兼容性和開放性 598.2.4 可擴展性和易操作維護性 598.3 工程量清單 608.3.1 硬件設施 608.3.2 軟件研發(fā) 618.3.3 配套服務器 619. 投資預算與工期安排 619.1 投資預算 619.2 編制依據 619.3 項目投資整體預算 639.4 平臺開發(fā)集成預算 639.5 工期安排與建議 63

概述系統(tǒng)概述解決惡劣天氣下的高速公路準全天候通行管控，為公安部門、交通運輸部門、高速公路運營管理單位、監(jiān)管單位等提供通行管控服務，為行駛高速公路的司乘提供道路行駛安全信息服務。為切實提升全國道路惡劣天氣交通應急管理能力和水平，進一步擴大江蘇徐州惡劣天氣交通預警處置試點經驗的應用范圍，以點帶面，在全國形成“一個標準、一套預案、一種措施”的惡劣天氣交通警情處置規(guī)范化、標準化、智慧化流程，實施惡劣天氣高影響路段優(yōu)化提升工程，為最大限度降低惡劣天氣對道路交通安全的影響制定此次系統(tǒng)建設方案。本系統(tǒng)采用氣象信息監(jiān)測、交通信息監(jiān)測、數據融合計算等技術和管理辦法，對惡劣天氣條件下道路安全運行進行科學、嚴謹、高效的管控。通過高速公路準全天候通行管控系統(tǒng)連接氣象部門系統(tǒng)獲取天氣預報；通過路側采集設備獲取道路天氣狀況、路面人、車、物等目標的位置、速度、屬性等信息并進行融合計算，獲取科學的限速值及推薦管控方案；通過與導航平臺、手機APP等互聯網移動端對外發(fā)布管控措施。打造以路側感知、融合計算、輔助決策、立體管控的一體化平臺。唐山氣候屬于溫暖帶半濕潤季風型大陸性氣候。背山臨海，地形復雜，地方氣候多樣。具有冬干、夏濕、降水集中、季風顯著、四季分明的特點。冬季，西伯利亞附近廣大地區(qū)經常為較強的冷空氣團控制，致使該地區(qū)盛吹西北風；夏季，受海洋暖濕氣團影響，盛吹偏南風；春秋兩季是冬季風和夏季風過渡季節(jié)，風向多變。本地區(qū)隨季風變化規(guī)律明顯。該地區(qū)多年平均氣溫在10℃~11.3℃之間，一月份最冷，平均氣溫達到-6.4℃。春季平均氣溫為11℃，春季是全年風速最大的季節(jié)，季風平均風速為3-5米/秒。一般3月上旬平均氣溫即可穩(wěn)定在0℃以上。夏季高溫、高濕、降水量大且降水次數多，多暴雨、冰雹、雷雨大風等災害性天氣。夏季空氣濕度較大，平均氣溫29.4℃，悶熱潮濕。夏季降水量在490—560毫米之間，平均為505毫米，占全年降水總量的74.3%，7—8月份的降水量又占到全季降水量的80%。秋季，平均氣溫11.7℃，多晴好天氣，氣溫變化大，降溫快，風速小，空氣涼爽。晝夜溫差較大，初霜凍是秋季主要氣象災害，秋季降水明顯減少。冬季，氣溫平均為零下4—6℃，寒冷、干燥、降水稀少、盛吹西到西北風。由于路線途徑陡河大橋，全長960米，在橋上容易形成團霧，增加行車安全隱患。從唐山北站匝道口上道向沈陽方向行進到榛子鎮(zhèn)，全長22km，途徑唐山外環(huán)互通、遷西互通兩大互通交匯點。車輛受惡劣天氣影響，加上車流量巨大，容易造成車輛事故，從而影響道路正常通行。因此在惡劣天氣高影響路段，進行減速、控距是該路段治理車輛通行，保持暢通的重要手段。高速交警分別在152/161/170樁號處分別設有3處限速抓拍，在法律依據層面已無法再增設限速抓拍點位。因此需要通過增設可變限速標志，微波雷達裝置，交通誘導裝置等，對該路段通行進行整體性提升。本文作為系統(tǒng)白皮書進行描述，以為客戶提供的服務為主線進行介紹，同時可以作為研發(fā)中心的針對本系統(tǒng)的開發(fā)需求說明書。本次設計的系統(tǒng)名稱為：高速公路準全天候通行管控系統(tǒng)本次設計的版本為：V1.0R1.0示范道路XXX高速，測試區(qū)間：京哈150公里至172公里，重點是160公里至165公里。系統(tǒng)建設目標由于XXX高速K150—172處，橫跨兩條互通即唐山外環(huán)互通與遷西支線互通。該路段常年車流量大，尤其是暑期或節(jié)假日，北京往沈陽方向的車流量激增。加之兩互通之間跨過陡河大橋，全長960m。到秋冬季節(jié)常常發(fā)生團霧，屬于惡劣天氣高影響路段。為了解決交通安全暢通，最大程度緩解路段壓力，有效保證行車安全，此系統(tǒng)應具備如下功能：對惡劣天氣狀況下對道路通行影響的監(jiān)測預警全路段加密氣象站、能見度檢測儀、結冰傳感器，配合移動氣象監(jiān)測設備，綜合數據研判惡劣天氣對道路通行的影響。形成“實時監(jiān)測、提前預警、主動報警”的監(jiān)測模式，減少人為判斷，用實實在在的氣象數據進行輔助決策。對通行車輛進行減速、控距等交通誘導管控全路段由于車流密度大，車流量多，事故多發(fā)，因此需要對道路車輛通行進行減速、控距，以減少道路安全事故。全路段通過單立柱可變限速標志，實現對本路段的可變限速管控。通過實時采集的車流量、車距、車速的檢測值，對該路段的限速實施下發(fā)。有效降低車速、拉大車距，從而減少交通事故。對道路通行狀況及道路安全事件進行實時監(jiān)測全路段鋪設微波雷達，通過雷達實現全天候車輛車速、車距實時監(jiān)測、交通事件檢測，為路段行車安全提供報警機制?？陕搫雍蠓杰囕v可變限速標志牌，提醒后方車輛注意前方事故，從而減少二次事故。對道路通行情況與天氣情況結合GIS地圖進行反演本系統(tǒng)綜合車輛行車數據、惡劣天氣數據、路面濕滑數據、能見度數據、移動車輛GPS數據，可實現基于道路GIS平臺的全數據反演。為更加高效、更加準確的管控車輛提供有效的數據支撐依據。長期的數據積累后，可逐漸修正可變限速值，自動優(yōu)化交通誘導方案。數據融合計算相互印證實現可用的通行報告及報表數據本系統(tǒng)將融合所有路側設備，與氣象局平臺、公路網運行管理平臺、交通安全信息發(fā)布平臺等進行接口對接。實現數據融合計算與相互印證。最終呈現通行報告數據與報表數據，通過自動上報的方式，彌補流量分析的滯后性，滿足實時輸出報表數據的要求。系統(tǒng)總體架構系統(tǒng)總體架構分為前端設備、后臺信息處理應用軟件、信息發(fā)布、氣象信息采集等幾個大方面。前端設備主要是通過路側采集、交通誘導設備進行道路通行環(huán)境的采集。主要包括視頻監(jiān)測、加密全要素氣象站、加密能見度監(jiān)測儀、增設測速雷達設備、增設車檢器/交調站、警務手持終端、增設行車安全智能誘導及防撞預警系統(tǒng)、增設單立柱限速指示標志、增設匯入警示可變標志、增設高音量柱。后臺信息處理系統(tǒng)（應用軟件）主要解決前端設備的協議對接與數據統(tǒng)一采集，接收氣象平臺的天氣預報與道路實際天氣狀況綜合研判，提供輔助決策結果、最優(yōu)管控方案推薦、限速值推薦等綜合管控功能。信息發(fā)布通過與地圖導航對接接口、微信公眾號對接接口、微博對接接口、短信平臺對接接口、手機端APP對接接口進行對接，對外發(fā)布信息。氣象信息采集通過與氣象部門權威天氣預警信息對接，實時采集氣象信息。對藍色及以上惡劣天氣預警信息進行及時、多次報告。可利用聲、光報警裝置與平臺多媒體畫面發(fā)出預警信息，提醒指揮調度人員關注。系統(tǒng)架構描述系統(tǒng)整體架構分為6層架構，簡易框圖如下：針對研發(fā)的技術要求如下：所有的模塊必須解耦，采用獨立模塊開發(fā)；接口文檔及數據文檔齊全；遵循產品化的思路進行設計和開發(fā)；功能總體設計根據業(yè)務需求，本次版本的功能初步設計為：前端設備設計概述通過新增前端設備，實現XXX高速唐山北150~172KM處路段，惡劣天氣環(huán)境下安全通行要求。通過前端采集設備實現惡劣天氣綜合研判與預警，根據前端設備的采集值判斷實時車速、車頭距、車間距，實現全天候條件下的車流參數采集。為惡劣天氣條件下管控車輛通行提供氣象預警、情報發(fā)布、車輛限速等功能。新增前端設備包括：微波雷達、單立柱可變限速標志、全要素氣象站、能見度檢測儀、智能誘導防撞指示燈等。新增前端設備按照高速公路站口、匝道、線型有序分布，在重點區(qū)域進行加密，監(jiān)測范圍覆蓋雙向6車道。微波雷達解決客戶問題描述隨著新基建、智能交通的不斷落實，智慧高速的建設逐漸被各地提上日程，遠距離毫米波流量雷達成為全程交通流量監(jiān)測的必備設備。主要解決在全天候通行環(huán)境下，可實時監(jiān)控車輛通行信息。不受天氣、光線、溫度等環(huán)境影響，對行駛高速的車輛車速及車距進行實時監(jiān)控、預警。功能描述實時監(jiān)測雷達路況感知不受各類惡劣環(huán)境和光線等不利因素的干擾，可全天候全時段不間斷無障礙對交通參數及運行狀態(tài)進行監(jiān)測，采集交通參數（交通量、車速、占有率、實時速度、行駛方向、經緯度、ID號、尺寸、車型等）及交通運行狀態(tài)（暢通、基本暢通、輕度擁堵、中度擁堵和嚴重擁堵），并能夠在GIS地圖上顯示道路實時交通運行狀況。事件檢測雷達傳感器通過掃描檢測可發(fā)現交通事件并進行報警提示，主要事件類型有車輛停駛、交通事故、車輛擁堵、車輛排隊、車輛逆行、車輛慢行、行人、禁止通行等。雷達檢測到異常事件時能夠驅動與雷達配套的道路遙控攝像機對異常車輛、行人或事故現場持續(xù)自動跟蹤、定位和查看，并通過短信、視頻、圖形、情報板信息發(fā)布、手機APP等多種形式告知司乘人員，讓其采取正確措施進行避讓。時空回溯對實時監(jiān)測數據進行記錄，完成與高速公路線型、點位一致的數據整理，實現數據的模擬利用，在頁面中顯示車輛實時位置、時間，生成終端軌跡回放記錄。地圖信息自動選擇合適的地圖級別、畫面定位于以終端起始點為準的屏幕中間點。以動畫方式體現終端移動軌跡動畫。移動軌跡可以用不同顏色標注不同速度，提供配速。融合預警系統(tǒng)融合氣象信息，結合時間序列相關數據、車輛空間地理位置和分布特征等信息對車輛限速、管控措施提供輔助決策依據。依據車流密度、車輛平均車速、天氣情況計算安全可變限速值，或者提供壓車帶道、分流管控、分段放行等方案建議。提前對道路可能出現的事件進行預警。性能指標描述單雷達探頭指標如下：最遠探測距離700m，最少可對512個目標進行探測。支持8車道，來向及去向檢測同時支持。支持正向、側向安裝。工作頻段：76GHz~77GHz調制波形：FMCW掃頻帶寬：100MHz數據周期：150ms水平視角:-14°~+14°@窄波束/-22°~+22°@寬波束俯仰視角：-4.5°~+4.5°@窄波束/-10°~+10°@寬波束測角精度：±0.3°@窄波束/±1°@寬波束測距范圍：600m@機動車/300m@行人測距精度：±0.5m測速范圍：-250km/h~+250km/h測距精度:±0.4m/s通訊接口：RJ45工作電壓：18V~30VDC工作電流：≤500mA@24V功耗：≤13W工作溫度：-40℃~+80℃采集點位置選擇雷達覆蓋范圍為600m，按照精度要求，采用立桿式安裝方式。每一桿上安裝兩個雷達探頭，覆蓋1000m范圍。按照22km計算，需要22個立桿，每立桿上安裝2個雷達探頭，對雙向6車道進行全覆蓋。集成技術路線通過雷達設備的開放協議SDK，對雷達設備進行集成。相鄰雷達間能夠實現對同一目標車輛信息的雙向相互傳遞，傳遞信息包括車輛動態(tài)信息、特征信息以及在整個雷達感知系統(tǒng)中的唯一ID編號身份信息。實現路段經緯度與公路里程樁號數據建立一一對應關系?？蓪λ袣v史報警信息進行快速檢索和查找?？苫仡櫴鹿受囕v的運動軌跡，對所發(fā)生的事件原因進行深入分析。單立柱可變限速標志解決客戶問題描述在高速主線設置單立柱可變限速標志，為司乘人員提前預警。從入口匝道和樞紐互通進入本路段主線后1公里處、主線可變信息標志門架（限速抓拍）前1公里處以及這兩處中間位置設置該設備，配置為雙基色限速標志+普通交安抓拍圖標，提示司乘人員注意限速。在樞紐互通出口漸變線開始的位置設置雙基色單立柱信息標志。功能描述可變限速標志用于高速公路可以隨時提醒駕駛人員駕車速度，可根據路面實際情況通過監(jiān)控中心來控制顯示限速值。從而有效的對交通進行誘導，促進行車安全，提高路網的交通運輸能力。性能指標描述模組點間距：20mm；LED配置：雙基色模組配比為2R1G；顯示尺寸1600mm*1600mmLED材質：紅色LED采用超高亮度鋁、銦、鎵、磷四元素管；純綠色LED 采用超高亮度氮化鉀管發(fā)光亮度：8000cd/㎡；★功率因數：功率因數0.9；通信接口：1個RS-232、1個RS-485、1個TCP/IP?！锪炼日{節(jié)：手動/自動256級；★溫度：-55°C～+55°C；超低溫使用環(huán)境：可變情報板具備在超低溫環(huán)境的使用能力，在-55℃條件下，工作正常。濕度：5%～98%；顯示內容：全屏編輯、漢字、英文字符、阿拉伯數字、特殊符號、圖形等；設備的平均無故障時間：10000小時；失控率：1‰（離散型）；傳輸方式：異步、半雙工、以太網，內容不壓縮；傳輸速率：2.4kbps～115.2kbps可調或10/100/1000M自適應以太網；可視距離：靜態(tài)視認距離250m；動態(tài)視認距離210m（車速120km/h）；LED采用恒電流驅動，具有過流保護功能；箱體結構：機箱全密封，防曬、防水、防塵；箱體材料：鍍鋅鋼板；箱體顏色：510號藍灰色或黑色；★防護等級：IP65；維護方式：背后維護；可變信息標志須設置自檢功能，檢測顯示單元的工作狀態(tài)、亮度、通信接口的通信性能以及其它工作單元的狀態(tài)，包括實現箱體過壓、欠壓監(jiān)測、煙霧報警、高溫報警、高濕報警、箱體開關門報警等功能。支持矢量字庫，可根據需求對任意點陣字體進行動態(tài)縮放。具備單顆LED管和驅動模塊工作狀態(tài)的檢測與定位功能。具備LED顯示屏光衰的矯正功能。模塊采用雙面灌膠，周身全防水?！锝涣鞴模喝咙c亮，亮度8000cd/㎡時的峰值功率為：75W/m2。視認角：30°，LED半強角13.5°。通信接口：1個RS-232、1個RS-485、1個TCP/IP。亮度調節(jié)：手動/自動256級。立柱式安裝。采集點位置選擇單立柱可變限速標志以高速交警抓拍限速為依據，向行車方向前方1km處架設可變限速標志。原則上按照每10公里一處限速違法抓拍為依據，有效提高行車安全性，減少交通事故。沈陽方向起點K150唐山北站上道向沈陽方向，匝道入口處道路右側布置一套單立柱可變限速標志。位置在K150+590處附近。即滿足沈陽方向行車上道即可看到限速標志及限速值。在XXX高速過唐山外環(huán)互通K160+700處附近，增設一處單立柱可變限速標志。與抓拍點配合，提醒唐山外環(huán)互通上道車輛注意限速值要求。在榛子鎮(zhèn)入口匝道前，169+710處附近，增設一套可變限速標志。與限速抓拍點結合，進行限速值提醒。北京方向起點K172XXX高速北京方向，在榛子鎮(zhèn)上道口與主路匯合點附近K172+600處，增設單立柱可變限速標志。用以提醒過往司乘注意限速值變化?？捎行岣叩缆钒踩?，減少交通事故。在XXX高速唐山外環(huán)線互通K162+500處附近增設一套單立柱可變限速標志，配合限速違法抓拍進行可變限速值提醒。唐山北站上道，向北京方向K149+240處附近，設置一套單立柱可變限速標志。結合限速抓拍裝置，進行可變限速值提醒。全線雙向共新增單立柱可變限速標志6套，沈陽方向分別為：K150+590處附近，K160+700處附近，K170+710處附近。北京方向分別為：K172+600處附近，K160+500處附近，K149+240處附近。集成技術路線由上層系統(tǒng)對接所有單立柱可變限速標志。集成設備SDK，通過局域網實現對設備的控制。在主界面中按照設備點位，模擬設備實時狀態(tài)，每隔30s采集一次當前限速值，并顯示在界面上。當需要下發(fā)限速指令和改變限速值要求時，通過平臺可實現單控或設備群控，一鍵下發(fā)所有設備限速值指令。設備在接收到上層平臺的指令后，對限速值進行更新。全要素氣象站解決客戶問題描述本系統(tǒng)采用定期采集互聯網天氣信息為高速公路管理人員提供天氣預警信息，但是對于線型高速公路來講，區(qū)域跨度大，尤其是經過河流、淺灘、山口等特殊位置時，會出現小氣候環(huán)境。對高速公路每10km應設置一個全要素氣象站，定期采集氣象數值。結合區(qū)域性天氣預報，為高速公路通行提供更為準確的天氣狀況預警。功能描述全要素氣象站根據用戶的需求定制監(jiān)測要素，可監(jiān)測風速、風向、溫度、濕度、氣壓、光照度等環(huán)境氣象數據。性能指標描述支持時間設置支持網絡控制協議支持上報經緯度信息風速傳感器：0~45m/s分辨率0.1m/s誤差±0.3m/s風向傳感器：0~360°分辨率1°誤差±3°空氣溫度傳感器：-50~+100℃分辨率0.1℃誤差±0.5℃空氣濕度傳感器：0~100%RH分辨率0.1%RH誤差±5%RH雨量傳感器：0~4mm/min分辨率0.2mm誤差±4%氣壓傳感器：10~1100hPa分辨率0.1hpa誤差±0.3hPa采集點位置選擇全要素氣象站以路側立桿形式安裝，每10km一套，按照試點路段長度22km計算，可取路段中間2點平均分布。即7~9公里左右一套。全要素氣象站全部選擇唐山北上道沈陽方向路側，便于施工與維護。第一個氣象采集點選取入高速口K151+500處，此處較為空曠，無橋涵、服務區(qū)等遮擋物。且為該路線弧線北端。第二個氣象采集點位于沈陽方向陡河大橋起始點位置，向西側偏移300米左右。點位選取K160+450附近。第三個氣象站采集點位于榛子鎮(zhèn)下道口區(qū)域，XXX高速沈陽方向K170+200處附近。由于該地區(qū)有管河穿過，氣溫變化大，因此選取此區(qū)域。全要素氣象站共選取3個，均選取沈陽方向路南側放置。樁號分別為K151+300處附近，K160+450處附近，K170+200處附近。集成技術路線通過開放SDK接入平臺，傳感器值采集時間設為5min。能見度監(jiān)測儀解決客戶問題描述功能描述能見度傳感器是由光發(fā)射器、光接收器及微處理控制器等主要部件組成。發(fā)射器發(fā)射紅外脈沖光，接收器同時檢測大氣中氣溶膠粒子前向散射的脈沖光強度，所有測量信息由微處理控制器搜集并通過專門的數學模型算法轉化為氣象能見距離。性能指標參數支持網絡協議傳輸；對大氣能見度進行實時、在線、連續(xù)監(jiān)測；測量范圍：5m~80km測量精度：≤2km，誤差±2%；2km~10km，誤差±5%；＞10km，誤差±10%儀器一致性：≤±4%數據更新間隔：15秒、60秒（默認）電源：直流12VDC功率：小于1W工作環(huán)境溫度：-40℃~+60℃工作相對濕度：0~100%RH散射角覆蓋：39°~51°前散射峰值波長：870nm帶寬：100nm采集點位置選擇根據能見度傳感器的測量范圍，精度范圍之內的布局以8km為宜。22km長度宜分布3套能見度傳感器。為了便于安裝與維護，能見度監(jiān)測儀與氣象站使用同一立桿，分別為K151+300處附近，K160+450處附近，K170+200處附近。集成技術路線通過平臺與能見度傳感器開放SDK集成，每10min采集一次能見度檢測器數值。路面結冰傳感器解決客戶問題描述通過路面結冰傳感器，遠距離測量路面狀況，測量積水、冰面、濕滑程度。為監(jiān)控人員提供較為準確的路面狀況依據。功能描述路面溫度測量范圍：-40℃~80℃，分辨率0.1℃，準確度±0.5℃性能指標參數測量距離：2m～15m檢測直徑：25.4cm角度：30～90度電源輸入：220VAC、12VDC功耗：4W工作溫度：-50℃～+80℃工作溫度：0～99%精度：0.01mm鏡頭污染檢測：光學鏡頭的污染等級測量及內部自動污染補償路面：混凝土、瀝青路面通訊：RS485平均無故障：1.5x50000小時安全：無安全問題–紅外遙感測量技術路面狀態(tài)輸出：水：0.00～10mm冰：0.00～10mm雪：0.00～10mm濕滑程度：0.00～1采集點位置選擇路面結冰傳感器選擇與氣象站、能見度監(jiān)測儀可選取同一位置。由于道路為雙向，只監(jiān)測一側路面結冰情況容易造成誤差。因此需要與對向車道路面結合判斷，因此可在南側立桿基礎上，增設一套路北側立桿，用來監(jiān)測北京方向路面情況。又因路面重點監(jiān)測橋梁上方路面情況，因此選取北京方向陡河入口處附近。選取K162+500處附近，增設一套路面結冰傳感器。集成技術路線通過設備開放SDK與平臺集成。智能誘導防撞指示解決客戶問題描述通過公路行車安全智能誘導系統(tǒng)的建設增強公路沿線交通氣象環(huán)境的精確感知能力，提升特殊路段和特殊天氣條件下的在途車輛安全保障水平，有效降低和預防一次事故、避免二次事故的發(fā)生，提高道路通行效率，保障駕乘人員的生命和財產安全。具體目標如下：1.根據系統(tǒng)實時采集的能見度、雨、雪等行車環(huán)境數據，自動控制路側智能誘導邊緣標，以不同的亮度、顏色、閃爍頻率等組合進行針對性行車引導，實現雨雪霧霾等復雜氣象環(huán)境下的高速公路自適應安全誘導。2.在夜間系統(tǒng)控制智能誘導邊緣標采用適合的亮度和工作同步閃爍頻率，提示道路線形，改善行車舒適性；同時，增加對駕駛員生、心理的有益刺激，預防駕駛疲勞，提高行車安全性；3.為高速公路運營管理部門提供更豐富的實時道路交通與環(huán)境信息，在保證行車安全的前提下，減少道路封閉時間及次數，增強高速公路的全天候通行保障能力。4.公路行車安全智能誘導系統(tǒng)獲取的大量數據以及提供的各種安全管控能力，將進一步豐富和提升運營管理單位現有監(jiān)控平臺的管控效能，促進智慧高速公路發(fā)展。功能描述行車安全智能誘導系統(tǒng)應實現如下主要功能：行車安全智能誘導功能行車安全智能誘導系統(tǒng)根據能見度、天氣現象（雨雪等）、現場交通事件等實時監(jiān)測數據或交通事故與施工作業(yè)管控需求，可啟動道路輪廓強化、行車主動誘導、防追尾警示、事故施工保障等多重工作模式，滿足不同天氣與交通狀況下的交通安全引導與事故預防需求。除個別人工干預情形外，系統(tǒng)完全處于智能化自主運行狀態(tài)，并根據天氣與交通環(huán)境條件，采用適合的工作模式，啟動最優(yōu)的系統(tǒng)工作參數。需要指出的是，系統(tǒng)并非一直處于特定模式的工作狀況，通常白天無道路交通高影響天氣時，系統(tǒng)處于關閉模式，設備處于低功耗待機狀態(tài)。道路輪廓強化功能：道路兩側的智能誘導裝置呈黃燈常亮狀態(tài)。行車主動誘導功能：道路兩側智能誘導裝置黃燈呈同步閃爍狀態(tài)。防止追尾警示功能：無車輛經過時，道路兩側智能誘導裝置呈黃燈常亮狀態(tài)；當有車輛經過時，車輛后方（上游）特定范圍內的黃燈轉換成紅燈，形成一條隨車輛前行的紅色尾跡燈帶，在標準中稱為紅色警示區(qū)間，用于動態(tài)交通環(huán)境下提示后方車輛其前方的交通狀況。事故施工保障功能：根據任一點的交通事故或施工作業(yè)位置，可人工手動開啟特定范圍內的智能誘導裝置，使其處于黃燈或紅燈同步閃爍狀況，為交通事故發(fā)生點和施工作業(yè)區(qū)提供交通安全保障。道路輪廓強化功能：當能見度大于600米，且環(huán)境照度比較低或夜間時，系統(tǒng)自動將黃色誘導燈常亮開啟，道路兩側黃色誘導燈常亮，通過高反差的燈光標示道路輪廓。紅色警示燈一直關閉。圖1道路輪廓強化功能行車主動誘導功能：能見度大于300米，小于600米時，系統(tǒng)進入誘導模式，自動開啟黃色誘導燈并按照特定頻率同步閃爍，從而使用動態(tài)燈光提醒駕駛員小心駕駛，標示道路線形，引導車輛前行，紅色警示燈一直關閉圖2行車主動誘導功能防止追尾警示功能：能見度小于300米時，系統(tǒng)進入防追尾警示模式，無車輛經過時，黃色誘導燈同步閃爍；當有車輛經過時，在車后一段距離的黃色誘導燈轉換成紅色警示燈，車輛駛過一定時間后（由車距控制策略確定），再由紅燈切換為黃燈（紅色警示區(qū)間會隨著車輛向前移動），從而在車輛后形成一段尾跡燈，警示后車避免駛入尾跡區(qū)域，保持合理車距，以防止追尾等嚴重交通事故的發(fā)生。圖3防止追尾警示功能事故施工保障功能：該功能是一種人工觸發(fā)工作模式，當發(fā)生交通事故或進行施工作業(yè)時，監(jiān)控中心的管理人員根據事故或施工事件的具體位置、影響程度及影響范圍等因素，來綜合分析確定事件上游進行的范圍及其匹配的發(fā)光亮度、閃爍頻率等工作參數，并進行人工開啟。因此，系統(tǒng)需要具備任意位置、任意數量行車安全智能誘導裝置的單獨控制能力。圖4事故施工保障功能行車安全智能誘導系統(tǒng)基本控制邏輯圖1給出了不同能見度條件下時的系統(tǒng)基本控制策略，在能見度較好的情況且在夜間低環(huán)境照度下，開啟行車主動誘導功能（視情況也可以采取道路輪廓強化模式），當能見度進一步降低到特定閾值后，不論環(huán)境照度條件，系統(tǒng)都將開發(fā)行車主動誘導功能，隨著能見度條件的進一步降低，系統(tǒng)將自動切換至防止追尾警示模式，該模式下，無車輛通過時仍采用行車主動誘導工作模式。需要指出的是：不同環(huán)境條件下，系統(tǒng)工作的具體參數如發(fā)光亮度、閃爍頻率等會有所差異，即便是處于相同工作模式下，為取得良好的誘導、警示、預警作用，系統(tǒng)需要自動的調整工作模式與工作參數；另外，系統(tǒng)啟動不同工作模式及參數的環(huán)境條件閾值可以通過平臺軟件進行調整，本圖給出的僅是一種典型的且可行的配置方案。行車安全智能誘導系統(tǒng)基本控制邏輯圖2給出是除行車安全智能誘導系統(tǒng)基本控制邏輯圖1外其他情況下的控制系統(tǒng)策略，控制策略主要是針對除霧天以外的其他交通高影響天氣以及自動星歷控制情形。圖行車安全智能誘導系統(tǒng)基本控制邏輯圖1圖行車安全智能誘導系統(tǒng)基本控制邏輯圖（1）傳感器接入功能現場控制主機設備（數據預處理器）具備強大的外部傳感器接入、數據采集分析處理與控制功能。視具體傳感器與監(jiān)控設備配置情況，現場控制主機設備可在其設置位置就近接入各類交通氣象傳感器、交流檢測器、視頻監(jiān)控攝像機等。（2）通信功能智能誘導裝置之間采用433Mhz或附近頻段無線通信技術，且具有容錯能力和抗損毀功能，當連續(xù)100米范圍內有智能誘導裝置損毀時，不影響其它智能誘導裝置的控制和使用?，F場控制主機設備與就近接入的傳感器直接可根據需要采用RS485、RJ45、CABBUS等有線通信方式?，F場控制主機設備與行車智能誘導裝置之間采用LORA無線通信技術?，F場控制主機設備與監(jiān)控中心（遠端上位機）之間采用GPRS/4G無線通訊或光纖有線通信。當采用無線通訊時，數據可直接接入云管理平臺，用戶可通過任意上網終端設備或APP進行系統(tǒng)的訪問與控制。性能指標描述（1）本地控制主機本地控制主機布設在智能行車誘導裝置安裝路段，控制及數據采集半徑不超過1km，支持能見度、氣象、交通數據傳感器和攝像機的接入，通過本地主機直接查詢采集的氣象和交通流量數據，查看智能誘導裝置運行情況，可通過工業(yè)以太環(huán)網進行數據上傳和指令讀取。本地控制主機通過網絡獲取就近智能環(huán)境氣象監(jiān)測站所采取的實時數據。檢測報告:具有國家交通安全設施質量監(jiān)督檢驗中心出具的檢測報告（霧天公路行車安全誘導裝置）。執(zhí)行標準:符合GT/T1032-2016相關規(guī)定路段內通信：支持RS485和RJ45以太網端口。路段外通信：支持GPRS/2G/3G/4G無線通信網絡和以太網有線通信網絡。支持中心Web瀏覽器和手機APP的訪問和控制。支持GIS在線管理(地理信息系統(tǒng)定位管理，系統(tǒng)地圖頁面顯示實時定位)、支持云端遠程控制（手機和電腦控制）（2）智能誘導裝置智能誘導裝置由發(fā)光單元、車輛通過檢測模塊、無線通信模塊、誘導與警示模塊和太陽能供電模塊組成。1）車輛通過檢測模塊：檢測光束有效距離：30米。檢測光束發(fā)射方法：調制發(fā)射。檢測光束冗余：雙冗余。檢測光束波段：近紅外。紅外發(fā)射裝置：上下左右可0～25°角度調整。通過檢測響應時間：≤40ms。2）無線通信模塊無線數據鏈單節(jié)點覆蓋半徑：120米。無線通訊載頻頻率：433MHz。組態(tài)冗余：覆蓋區(qū)抗損毀配置。與系統(tǒng)外設備連接方式：網關；系統(tǒng)內連接方式：網橋。時間控制：星歷控制（正常能見度環(huán)境下）。閾值控制：基于能見度的參數化策略控制（≥500米；500米～300米；≤300米）。上位控制：基于上位機的控制指令。優(yōu)先順序：上位機、能見度儀本地控制、星歷控制。3）誘導與警示模塊警示模塊與提示模塊布置方式：上、下位獨立布置。警示模塊亮度（紅色）：≥300CD～7000CD。提示模塊亮度（黃色）：≥200CD～6500CD。亮度:亮度控制等級八檔;最小亮度最大亮度500cd/m2~7000cd/m2范圍內進行調整。發(fā)光顯示組件LED數量:黃燈36顆,紅燈36顆。LED波長:黃色590~593nm,紅色620~-630nm單顆LED度≥13000mcd單顆LED正常使用壽命:≥110000小時發(fā)光顯示組件最小亮度功率:≤1W警示發(fā)光體面積：≥156毫米×156毫米。誘導發(fā)光體面積：≥156毫米×156毫米。閃爍策略：紅色5種（常亮、15次慢閃，30次慢閃、60次快閃，120次快閃，默認常亮）。黃色5種（常亮、15次慢閃，30次慢閃、60次快閃，120次快閃，默認60次）。智能霧區(qū)引導系統(tǒng)同步誤差：≤2毫秒。尾跡顯示距離：默認3組（60米），可選2～8組。尾跡顯示策略：固定尾跡距離（默認）；固定尾跡時間（參數化）。4）供電模塊供電模塊由太陽能電池、鋰電池及其相關配套組件組成。光能供電：（白天環(huán)境照度不低于6500lux，可≥160小時正常工作；環(huán)境照度持續(xù)≥8800lux情況下，長期）。鋰電池容量：≥6.6AH。太陽能供電：照度不低于13,000lux時，長期正常工作。24小時連續(xù)工作，受集中器控制。工作溫度：-40℃～+75℃。5)外殼材質:塑鋼型材及ABS工程塑料加防老化處理，鍍鋅鋼制底座,燈珠背部（增加反光杯或漫反射可選）6)防護等級：≥IP657）通訊容錯距離：誘導系統(tǒng)中任意連續(xù)100米范圍內出現誘導裝置碰撞損毀，丟失，自身故障等情形時，誘導系統(tǒng)中其它誘導裝置仍可正常工作。（3）能見度檢測器測量指標測量范圍：5m—80km測量精度：≤2km，誤差±2%2Km—10km，誤差±5%＞10km，誤差±10%儀器一致性：≤±4%數據更新間隔：15秒、60秒可選電力指標電源： 直流12VDC功率： 小于1W機械指標尺寸（長x寬x高）：610mmx230mmx300mm重量： 小于10kg安裝： 安裝在已架設好的圓形立柱上材料： 陽極化處理硬質鋁，外表面加噴漆保護環(huán)境適應性工作環(huán)境溫度： －40℃—+60℃工作相對濕度： 0—100%RH地域適應性：野外地區(qū)連續(xù)工作安裝部署點位選擇選取唐山外環(huán)互通到遷西支線互通雙向4公里范圍內（覆蓋陡河大橋），安裝道路雙向智能誘導防撞指示燈。治理由于霧天引起的交通通行安全隱患。（1）智能誘導邊緣標布設智能誘導邊緣標在中央分隔帶和路側成組布設，根據實際需求縱向間距不大于36米。中央分隔帶活動護欄處可以安裝。智能誘導邊緣標的安裝不應影響現有護欄等防護設施功能與性能的發(fā)揮。（2）現場控制主機設備布設現場控制主機設備總體上按照在智能誘導邊緣標覆蓋路段范圍內1.5-2.5公里間距布設一臺，當單個實施路段長度達到5公里以上，應至少布設2臺?，F場控制主機設備距離實施路段的開始或結束位置不宜超過1公里。現場控制主機設備在確定具體樁號位置時，無特殊要求，可以根據路側施工條件、可用附著桿柱設施、關照條件（太陽能供電）、臨近取電機箱（市電供電）等因素綜合確定。（3）智能誘導邊緣標安裝要求安裝間距和高度縱向安裝間距20米—24米；安裝高度在0.8～1.5米范圍，一般采用附著護欄安裝。邊緣標發(fā)光面朝向為保障智能誘導邊緣標在實際中良好的視認效果，參考國標《道路交通標志和標線第2部分：道路交通標志》（GB5768.2）中標志的安裝要求，智能誘導邊緣標的發(fā)光面應與道路中線夾角成5-100。水平安裝位置同一斷面上的兩盞智能誘導邊緣標水平高度最大允許偏差為50cm，以避免影響防止追尾警示功能的使用。（4）現場控制主機安裝建議現場控制主機設備采用立桿安裝方式，便于數據采集與傳輸。立桿離地高度不低于3米，機箱下沿離地高度約2米。集成技術路線平臺軟件為B/S架構，可通過webService對系統(tǒng)進行集成。實現運行監(jiān)測、系統(tǒng)控制、設備管理、用戶管理、系統(tǒng)日志等功能。車載路面狀況監(jiān)測系統(tǒng)解決客戶問題描述道路結冰、積雪、濃霧是導致高速車輛事故的重要原因，由于路段距離長，采用固定式氣象檢測裝置密布也未必能夠及時發(fā)現和預警道路通行安全系數。因此在固定式氣象監(jiān)測裝置的配合下，還需增加移動式道路氣象監(jiān)測設備。通過道路實地勘查，了解道路的降雨、積雪、霧情、結冰等情況是道路氣象監(jiān)測的重要手段。車載監(jiān)測裝置還能增加主動預警能力，實現高速公路24小時自動化監(jiān)測，為人民群眾高速出行提供更加安全的保障，為科學管理道路提供準確的測量決策依據。將被動式監(jiān)測變?yōu)橹鲃颖O(jiān)測、重點監(jiān)測，提供多方數據印證，實現道路通行安全。功能描述通過遠程監(jiān)測、云端匯集的方式，對高速公路氣象進行監(jiān)測。使用車輛加裝視頻、傳感器設備方式，實現降雨、降雪、霧、混合降水、白天/夜間實時能見度，10分鐘平均能見度，快速準確的做出能見度的趨勢預測，精準監(jiān)測路面積水、雪厚、雨雪量、積水量、風速、風向、噪聲等路面狀況的實時數據變化情況，可聯動攝像頭，查看實時畫面，可對監(jiān)測數據超標畫面進行視頻抓拍。能夠為交通規(guī)劃、監(jiān)管、合理布局提供依據，同時還可以接入相關部門對氣象災害如暴雨、霧霾等進行預警。實現“實時監(jiān)測、自動報警、遠程查看”的多功能一體模式。實現惡劣天氣提前預警，提前調度，避免因災害天氣造成交通事故。性能指標參數識別距離：2-18米監(jiān)測直徑：25.4cm角度：30-90度測量原理：紅外多光譜、紅外遙測電源輸入：12VDC 最大功耗：低功耗，平均3W，非加熱。加熱開啟狀態(tài)≤4.9W工作環(huán)境：溫度[-40℃，60℃]、濕度[0-100]%RH路面狀況：干燥、潮濕、積水、霜凍、結冰、積雪、冰水混合物測量厚度/深度：水：0-10mm；冰：0-10mm；雪0-10mm；分辨率0.1mm濕滑程度：極滑：0.01-0.3；很滑：0.3-0.6；濕滑：0.6-0.7；良好：0.7-0.82；優(yōu)：0.82-1光學鏡頭污染：6個月一次清理適用路面：混凝土、瀝青路面防護等級：IP65平均無故障時間（MTBF）：18000h搭載車輛采用交警涂裝，安裝警燈、警笛，建議采用皮卡類車輛，后方可搭載反光錐桶。由于采集車速限制，建議安裝“臨時停車”或“隨時?？俊钡腖ED燈條。采集點位置選擇車載路面氣象監(jiān)測器位置不受高速公路路段影響，車輛搭載GPS定位儀。當車輛啟動，開始上傳GPS位置信息，位置信息與道路樁號進行匹配。集成技術路線通過車載設備搭載4G、5G模塊進行數據傳輸，車輛配置GPS定位儀。實時傳輸GPS信號及路況監(jiān)測信號，將信息傳送至平臺后，由平臺對數據進行融合計算。與GIS地理信息系統(tǒng)做數據匹配，快速計算行駛區(qū)域路面狀況，并通過不同顏色代表不同路況，區(qū)分路面狀況。與三方平臺對接與道路交通智慧氣象服務系統(tǒng)對接概述與道路交通智慧氣象服務系統(tǒng)對接，主要是通過互聯網與省氣象局內部系統(tǒng)進行接口對接。滿足氣象預警數據及時接收。預報預警信息能迅速被執(zhí)勤交警獲取，同時也能及時收到交警反饋的路面天氣信息，高速路面預報更加及時準確。采集數據范圍數據主要需要省氣象局關于區(qū)域溫度、濕度、降水量、降雪量、風速、風向等基礎信息，臺風、暴雨、高溫、寒潮、大霧、雷雨大風、大風、沙塵暴、冰雹、雪災、道路積冰6小時天氣預報、12小時天氣預報、24小時天氣預報、48小時天氣預報、96小時天氣預報。接收重大惡劣天氣藍色、黃色、橙色、紅色預警信息。同時將路側氣象監(jiān)測設備、移動監(jiān)測設備監(jiān)測數值回傳至氣象部門進行天氣綜合研判。對濃霧臨近預報、濃霧短時預警進行重點關注。采集方式采集通過公網進行數據傳輸，通過HTTP協議，共同制定標準JSON數據交換格式。實時進行監(jiān)測數據上報與氣象預報數據回傳。與公路網運行管理與服務系統(tǒng)對接概述公路網運行管理數據主要是結合路段綜合管理平臺進行對接。多渠道了解事件、站口開閉、養(yǎng)護施工等數據。采用綜合數據研判，使用數據邏輯相互印證方式提示交警部門，并提供可靠的數據研判輔助依據。結合道路數據完善管控措施。采集數據范圍采集數據主要包括交通事件、站口開閉、養(yǎng)護施工等數據。對路段區(qū)段范圍內發(fā)生的交通事件，進行位置與GIS平臺的集成，接收路況信息。對上下游站口開閉、唐山北站、榛子鎮(zhèn)站站口開閉情況進行數據接收，有效集成目前站口開閉情況，共同作用管控限行措施的選擇。養(yǎng)護施工數據主要包括對占道的影響，提供占道位置、持續(xù)時間、維護類型等數據。為交警部門下達管控限速提供依據。采集方式采集通過公網進行數據傳輸，通過HTTP協議，共同制定標準JSON數據交換格式。實時進行監(jiān)測數據上報與數據回傳。與道路交通安全信息采集與發(fā)布系統(tǒng)對接概述通過與道路交通安全信息采集與發(fā)布系統(tǒng)對接，實現與交管部門信息發(fā)布系統(tǒng)對接。實現收集道路采取各項緊急措施的數據。結合限速抓拍圖片與限速值下發(fā)管控要求，生成執(zhí)法證據鏈條。向上級平臺報告當前道路通行情況（車流量、車速、車距等信息），限速值要求。采集數據范圍道路實時車流量、車速、車距數值；可變限速值；上級要求限速值；上級要求限行措施、管控方案、分流方案等信息。采集方式采集通過公安專網進行數據傳輸，通過HTTP協議，共同制定標準JSON數據交換格式。實時進行監(jiān)測數據上報與氣象預報數據回傳。平臺功能需求分析及界面設計面向管理的PC端功能設計功能概述概述面向管理者的功能，主要通過PC端來實現，雖然我們可以認為系統(tǒng)智能化，但是必須提供一個平臺進行展示和控制，這個人機交互的界面一般運行在監(jiān)控指揮中心，面向的操作者是指揮調度人員。指揮調度人員通過本平臺實現準全天候的交通控制，同時系統(tǒng)將控制過程及結果通過APP端發(fā)送給管理人員或者公眾。功能菜單列表如下：序號一級功能二級功能功能描述1登錄驗證2首頁氣象、流量、事件、設施等各類監(jiān)測的統(tǒng)計信息3綜合監(jiān)測基礎設施全天候通行的基礎設施監(jiān)測（設備狀態(tài)）4通行監(jiān)測及預警路況及交通流監(jiān)測與預警5氣象監(jiān)測及預報氣象監(jiān)測及預報6交通事件監(jiān)測交通事件、養(yǎng)護施工監(jiān)測7路網預案預案推薦針對目前路況的推薦預案8預案管理全天候下的預案管理9交通控制可變限速控制分車道可變限速控制10匝道協調控制匝道、收費站的交通控制11主線協調控制包括信息發(fā)布、限速控制12公眾服務微信路況微信公眾號發(fā)布13官網發(fā)布基于官網的信息發(fā)布14情報板發(fā)布可變情報板的發(fā)布菜單設計一級菜單采用圖形結合方式；二級菜單采用淺顏色表示；三級菜單采用深顏色表示。菜單欄可隱藏。登錄功能登錄功能必須支持掃碼登錄和密碼登錄。登錄界面如下設計：登錄界面總覽功能用戶登錄平臺后，自動進入的就是總覽功能，總覽功能實現所有數據和控制過程的概要。界面布局參考如下：以圖表、列表、歸納等方式，將準全天候通行所需的各類數據、信息的一目了然的展現出來。界面內容包括：路況數據：路段上下行流量、流量擁堵路段數量、路段平均車速等。氣象數據：當前路段氣象條件，是否有利于行車，惡劣氣象路段數量。施工數據：當前施工數量，施工位置信息。事件數據：當前事件占比，各事件數量。預警數據：當前預警占比，各預警數量。建議數據：當前系統(tǒng)建議策略占比，各建議策略數量。綜合監(jiān)測預警功能綜合監(jiān)測實現對各類監(jiān)測數值的統(tǒng)計歸類展示：點擊【綜合監(jiān)測】菜單進入頁面；該頁面展示的內容包括：氣象預報、擁堵預測、路網預警、主線限速建議、收費站通行建議、實時預測等內容；氣象監(jiān)測交通氣象監(jiān)測預警是本系統(tǒng)的前提。所以，必須惡劣天氣的檢測做到精準化。采集手段多種，進行梳理如下：天氣氣象站氣象數據人工上報后端視頻分析霧天●●●●雪天●●●雨天●●●冰●●交通氣象監(jiān)測可以才有硬件或者整體系統(tǒng)兩種方式開展。多要素自動氣象站是指在某一地區(qū)根據需要，建設的能夠自動探測多個要素，無需人工干預，即可自動生成報文，定時向中心站傳輸探測數據的氣象站，是彌補空間區(qū)域上氣象探測數據空白的重要手段。自動氣象站由氣象傳感器、微電腦氣象數據采集儀、電源系統(tǒng)、防輻射通風罩、全天候防護箱和氣象觀測支架、通訊模塊等部分構成。溫濕度、風速風向等傳感器為室外氣象專用傳感器，具有高精度高可靠性的特點。整個路網的天氣狀況，并可對未來天氣進行預測。右側為異常天氣情況下，惡天氣攝像機抓拍圖片的展示。根據預警模型估算的災害范圍和強度，將氣象災害預警級別分為藍色、黃色、橙色、紅色4級，以聲光方式提醒監(jiān)測人員。“藍色預警”，提醒監(jiān)測人員注意路段氣象條件的變化；“黃色預警”，提醒監(jiān)測人員密切注意路段氣象條件的變化，進行跟蹤監(jiān)測；“橙色預警”，監(jiān)測人員應將有關情況通知上級管理人員，上級管理人員采取有效措施，對該路段應急資源進行預先調度，準備應對氣象災害事件的發(fā)生，需要觸發(fā)相關預案；“紅色預警”，及時將預警信息提交給“通行控制服務”，進入通行控制與公眾服務處置流程。通行監(jiān)測在電子地圖上顯示高速路網的交通流量狀況，按照服務水平顯示不同顏色。交通管理綜合信息數據交換平臺每間隔一定周期（3分鐘）從交通事件檢測系統(tǒng)、車輛檢測器、收費系統(tǒng)采集相關交通流量數據，經過融合處理后存放在交通管理綜合信息數據庫，提供交通流量監(jiān)測模塊調用數據進行展現。同時通過百度地圖進行路況驗證。交通流量監(jiān)測模塊展現的數據有：記錄編號采集時間路段編碼路況狀態(tài)（0-未知；1-順暢；2-緩慢；3-擁堵）平均車速（KM/H)交通流量(輛/小時)界面設計：（1）頁面邏輯點擊路段，彈出此路段的交通流流信息。信息包括：采集時間、路段編號、路段狀態(tài)、平均車速、交通流量。右側為當前實時采集的交通流數據，滾動顯示。注：本功能是基于道路分段實現。道路分段的節(jié)點是：收費站、事件檢測器位置、車輛檢測器位置。數據整理人員需要根據以上三類節(jié)點對整個高速進行分段。該頁面基于GIS地圖在頁面上顯示路段交易擁堵狀況，擁堵路段個數1、紅、橙、黃、藍、綠不同顏色顯示（紅色代表嚴重擁堵（平均速度<20），橙色代表中度擁堵（20≤平均速度<40）,黃色代表輕度擁堵（40≤平均速度<50），藍色代表基本通暢（50≤平均速度<70）綠色代表暢通（平均速度≥70）；2、在頁面右側顯示、進路段車輛、出路段車輛的實時數據以及根據樁號劃分的路段的擁堵狀況；3、在頁面左上角顯示當前系統(tǒng)數據擁堵路段個數；4、點擊路段線顯示路段的具體信息包括：采集時間、路段編號、路段狀態(tài)、交通流量、平均車速的信息；基礎設施監(jiān)測交通設施包括：外場設備、應用服務等。監(jiān)測界面如下：（1）頁面邏輯可查看系統(tǒng)全部設備的運行情況，包括異常設備數、分類的設備狀態(tài)統(tǒng)計：可查看最近設備或者系統(tǒng)異常情況內容?？刹榭丛O備故障變化趨勢，今日和昨日，點擊昨日則顯示昨天的變化趨勢。（2）操作說明該頁面基于GIS地圖在頁面上展示攝像機、情報板等設備的運行狀態(tài)；具備設備類型圖層選擇。1、點擊【設備圖標】對設備進行操作（例如：點擊攝像機圖標彈出該攝像機的實時視頻）2、頁面右側展示運行正常設備總數，異常設備總數，具體某一設備的運行正常設備數，異常設備數；3、設備掉線通知4、設備故障變化趨勢今日、昨日的對比曲線圖；交通事件監(jiān)測對路網中的交通事件等信息進行一體化監(jiān)測，全面把控高速公路道路異常狀況的狀態(tài)。交通事件監(jiān)測：包括交通事件、交通事故、氣象災害等。（1）頁面邏輯可查看今日、本周、本月的交通事件分類及占比?？刹榭慈肪W的天氣狀況?？刹榭吹母黝愂录淖兓厔??？刹榭醋罱l(fā)生的交通事件的詳情，包括附件攝像機視頻?？牲c擊地圖上的交通事件圖標，查看詳細內容。點擊事件，可以跳轉到具體事件的查詢統(tǒng)計分析頁面。（2）操作說明1、該頁面基于GIS地圖在頁面直觀展示事件位置2、交通事件日、周、月的事件類型占比的餅形圖3、全路網天氣狀況（路段名稱、溫度、天氣狀況等）4、各類事件變化趨勢曲線對比圖（交通事件、交通事故、氣象災害）5、當前事件詳情（事件時間、位置、狀態(tài)、進展、附近的攝像機）（3）系統(tǒng)處置系統(tǒng)采用《公路交通突發(fā)事件應急預案》中突發(fā)事件的預警和響應級別對突發(fā)事件進行評估，評估結果分為特別嚴重、嚴重、較重、一般。根據事件分級分類標準，確認報警分級分類。一旦核實確認事故的發(fā)生，就應該進行事件等級的判斷，根據事件等級，參照應急預案，確定相應的應急指揮機構等。對于輸出報警分級的被檢路段，應實時在可視化地圖上進行顯示，并以警示顏色（藍色、黃色、橙色和紅色分級顯示）進行提示，報警方式主要有：（a）設備聲光報警系統(tǒng)可以通過連接聲光報警器，在異常事件發(fā)生時提供聲光報警。（b）紅色箭頭指示報警通過監(jiān)測預警系統(tǒng)，可以在監(jiān)控畫面上直接疊加報警信息進行報警（用紅色箭頭指出事故、事件位置等）。（c）邊框閃爍報警對于各種不同類型的異常事件、事故，可靈活設置每種事件報警時邊框閃爍的顏色和頻率。事件的處置來源為各個子系統(tǒng)。本次開發(fā)做好接口。路網預案功能路網管控預案根據點擊預警的類型分別調用不同預案進行處置，例如霧天管控、雪天管控、雨天管控等。各種場景下的控制策略不一樣，分別調用不同的交通控制功能。關于交通控制功能查看具體章節(jié)。路網預案的內容包括：預案名稱編號暴雨處置預案1大霧/霧霾處置預案2大風處置預案3冰雪災害處置預案4左側為地圖，要通過不同圖層將信息展示出來。點擊【尚未處理預警】可以進入新的預警處置頁面?！邦A警信息”展示當前預警的信息。管控預案下面為預案的簡要信息。下面為響應內容，點擊不同的執(zhí)行進入不同的控制界面。彈出也行。預案管理預案管理參考隧道平臺的預案管理功能，包括：預案查詢，提供卡片式和列表式的預案查詢功能。預案管理，進行預案設置。整體預案分類為惡劣氣象下的各類控制預案。包括：天氣風險等級控制策略霧天0級＞500m不需要采取任何措施正常監(jiān)測1級500－200m采取一般性的管制措施，運營車輛限速唐山北站、榛子鎮(zhèn)站雙向限行黃牌貨車、危險品車、大客車。2級200－100m加強巡查，采取管制措施，嚴格車輛限速唐山北站、榛子鎮(zhèn)站雙向限行黃牌貨車、危險品車、大客車。高速公路全路段限速60km/h，同車道車輛保持跟車距離為100米，啟動限速抓拍3級100－50m加強巡查，采取嚴格限速、分流措施，部分路段實行封閉唐山北站、榛子鎮(zhèn)站雙向限行黃牌貨車、危險品車、大客車。高速公路全路段限速40km/h，同車道車輛保持跟車距離為50米，啟動限速抓拍。4級＜50m封路、停運。唐山北站、榛子鎮(zhèn)站就近下道分流。雨雪天路面濕滑指數0.82-0.7（良好）正常監(jiān)測路面濕滑指數0.7-0.6（濕滑）通過交通誘導設施提示路面濕滑，減速慢行，拉大車距。高速公路全路段限速80km/h，啟動抓拍路面濕滑指數0.6-0.3（很滑）提示路面濕滑，減速慢行，拉大車距。高速公路全路段限速60km/h，啟動抓拍。路面濕滑指數0.3-0.01（極滑）高速公路全路段限速40km/h，啟動抓拍。視情況進行分流管控，就近下道。智慧管控功能高速公路交通控制系統(tǒng)控制的對象是高速公路本身，即路段上和將要進入高速的交通流，通過對高速公路主線和匝道的交通進行調節(jié)、誘導和警告，通過控制高速公路入口的駛入車輛數目與調節(jié)高速公路上行駛車輛的行駛速度，達到保持高速公路行駛通暢、提高高速公路通行效率的目的。交通控制應用主要包括三類：可變限速控制在高速干道設置可變車速情報標志，警告司機前方交通擁擠應按照指示的車速行駛，可使車速平穩(wěn)，從而提高通過瓶頸路段的通行能力?？勺兿匏俚目刂疲谇閳蟀灏l(fā)布，在情報板發(fā)布的信息前，增加限速值。操作事件（包括開關顯示屏、復位顯示屏、LED檢測、開啟或關閉自動發(fā)布信息、查看視頻監(jiān)控信息等）。系統(tǒng)響應操作成功或失敗結果，并在功能頁面顯示操作結果信息。點擊【可變限速標志】，進入限速控制界面。提供限速控制操作頁面：匝道協調控制通過高速收費站入口控制實現匝道協調控制，控制進入高速公路入口的駛入車輛。匝道協調控制的實現是通過收費站開放和關閉實現的。如何實現對應收費站的開發(fā)關閉？實現方式：通過信息流系統(tǒng)實現，將開發(fā)關閉的指令通過APP、微信群下發(fā)給當前收費站值班人員。針對二級監(jiān)控機制的路段公司，指揮調度人員通過電話通知。但是必須有收費站關閉的反饋機制。界面設計如下：如果收費站全部關閉，則顯示為禁止通行狀態(tài)。如果收費站可以通行，則顯示目前關閉車道和開放車道數。點擊雨棚燈，進行“開放”和“關閉”的操作指令下發(fā)。主線調節(jié)控制通常的主線調節(jié)控制方法是采用特殊的交通限制手段，限制進入目標區(qū)域內的車流量，尤其是發(fā)生重大交通擁堵、意外事故和道路維護等情況。搜索影響范圍內互通立交入口處的可變情報板、可變車道標志，經人工、自動評估后，發(fā)布前方道路事件信息和誘導繞行信息，對擁堵路段和即將擁堵路段做出誘導。主線調節(jié)控制策略主要依據以下三點來進行控制：從過去的統(tǒng)計資料中或采用交通感應方法獲得當前高速公路上交通流參量值；在當前高速公路交通流參量的基礎上，判定該值在由通行能力、交通構成以及氣候條件所決定的高速公路路段的交通流基本特性曲線上處于哪一部分，即依據交通流模型判斷交通流運行狀態(tài)；確定高速公路主線交通流控制的目標狀態(tài)值，并從預先設置的管理控制預案中選取最為合理的控制方法，使交通流趨于目標狀態(tài)。用戶輸入限速建議值，系統(tǒng)頁面展示計算結果，并提供交通流控制參考方案。限速建議值（交通流、雨天、霧天、冰雪路面、大風天氣等）?？刂平缑娌季秩缦拢狐c擊情報板可以進行情報板發(fā)布操作，情報板的當前內容為系統(tǒng)方案推薦發(fā)布內容。點擊【校正】按鈕，可以根據用戶填寫的限速值進行分析，自動修正推薦內容。點擊【視頻查看】按鈕，可以進行視頻的輪巡，輪巡的視頻為系統(tǒng)推薦的流量大的路段視頻。公眾服務可通過與導航軟件平臺發(fā)送限速值，通過導航軟件告知司乘前方限速值要求。提前降速，拉大跟車距離。也可通過微信公眾號、微信小程序等通知公眾。路況反演功能氣象狀況反演根據路側設備上報的GPS信息對應道路樁號信息，實時接收道路氣象、能見度、結冰、積雪情況。系統(tǒng)可根據用戶選取某時間段調取一段時間內的氣象變化情況。交通流量反演根據全程雷達監(jiān)測數據，對車流量、車距、車速等車輛通行情況進行反演。準確掌握車輛事故、惡劣天氣、養(yǎng)護施工等道路事件對車輛通行影響。報表功能按照交通部、公安部的相關要求，對上報報表進行數據自動填報。生成相關制式表格，支持pdf/word文件下載與打印。面向公眾的功能設計概述面向公眾的功能，主要通過微信公眾號或微信小程序來實現，部分業(yè)務也可通過互聯網實現查詢。功能菜單列表如下：序號一級功能二級功能功能描述1登錄驗證2首頁（GIS地圖）交通設施、氣象圖層、預警信息、管制信息3行程路徑行程計劃具體功能見功能描述4路徑規(guī)劃具體功能見功能描述5預警預報天氣預警具體功能見功能描述6管制預警具體功能見功能描述7節(jié)假日通行信息具體功能見功能描述8交通事件具體功能見功能描述9歷史查詢具體功能見功能描述10我的個人信息、通行信息、修改密碼與外部信息進行聯通發(fā)布向導航軟件平臺發(fā)送可變限速值要求及路況信息。向微信公眾號發(fā)送可變限速值要求及路況信息。通過短信平臺向公眾發(fā)布可變限速值要求及路況信息。系統(tǒng)安全設計數據傳輸安全性設計本系統(tǒng)在數據傳輸過程中，需要重視數據傳輸的安全性，數據要在網絡中傳輸，就會存在安全問題，因為任何人都可以獲得你發(fā)送的數據包，從而獲得你的數據，需要對數據進行加密。本系統(tǒng)使用SSL協議進行數據安全傳輸的保證，SSL（SecureSocketsLayer）通過握手協議和傳輸協議來解決上面的問題，它是一種間于傳輸層（比如TCP/IP）和應用層（比如HTTP）的協議，對數據進行加密和簽名處理。SSL因為應用廣泛，已經成為互聯網上的事實標準，IETF就在那年把SSL標準化，標準化之后的名稱改為TLS（TransportLayerSecurity），中文叫做“傳輸層安全協議”SSL的基本思想是用非對稱加密來建立鏈接（握手階段），用對稱加密來傳輸數據（傳輸階段）。這樣既保證了密鑰分發(fā)的安全，也保證了通信的效率。應用系統(tǒng)安全性設計由于高速公路隧道信息的特殊性，應用軟件在信息傳輸、信息存儲及信息的訪問過程中都要求有很高的安全性，在整個應用軟件的設計中，采用用戶名和口令字的方式確認用戶的身份，通過設定用戶的訪問控制表控制訪問權限，通過加密等安全機制控制信息傳輸、存儲的安全性。應用軟件對訪問用戶和訪問權限進行系統(tǒng)的管理，對重要操作和事件設置完善的跟蹤日志，以檢測和發(fā)現系統(tǒng)的故障差錯或對系統(tǒng)的惡意侵害行為。1、身份認證控制在應用系統(tǒng)中，對于身份認證的控制主要采用基于用戶名和口令的認證方式。2、權限控制權限控制，主要是對用戶能夠訪問和操作的信息內容進行規(guī)定。根據用戶名將用戶劃分成不同的角色，級別。工作性質不同的用戶分屬不同的角色，再根據角色設定權限表，不同的角色對應不同的操作權限。3、訪問跟蹤設置由于本系統(tǒng)涉及信息比較敏感，在系統(tǒng)的運作過程中要求信息操作擁有很高的安全、可靠性，所以系統(tǒng)設計了安全跟蹤能力。安全跟蹤設計主要包括以下幾個方面：（一）操作日志記錄在系統(tǒng)內發(fā)生的每一個操作，包括操作員、操作時間、操作內容和操作結果等。（二）錯誤日志記錄每一次失敗操作的詳細狀態(tài)。需要有管理員定期進行分析、整理和備份。數據存儲安全性設計說明在數據和文件在存儲過程中的安全性設計。其他設計網絡校時設計網絡校時采用網絡時間協議（NTP/SNTP），NTP是一個跨越廣域網或局域網的復雜的同步時間協議，它通常可獲得毫秒級的精度。SNTP（SimpleNetworkTimeProtocol）是為了那些不需要完整NTP實現復雜性的主機，它是NTP的一個子集。通常讓局域網上的若干臺主機通過因特網與其他的NTP主機同步時鐘，接著再向局域網內其他客戶端提供時間同步服務。安裝了客戶端NTP軟件的計算機，借助局域網的LAN從時間服務器獲得UTC時間參考，計算本地UTC時間信息；客戶端計算機安裝一個基于NTP或SNTP的軟件程序就可取得同步信息。由此可見，凡是能夠與時間服務器連通的計算機用戶，通過TCP/IP的局域網/廣域網是獲得TOD時間的最高效的手段，因而該方式具有投資省，軟件安裝方便，精度高的特點，非常適合該系統(tǒng)的時鐘校對功能。網絡時間服務的實現方法時鐘服務器系統(tǒng)通過串口連接一個無線時鐘。無線時鐘接收GPS（全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)）的衛(wèi)星發(fā)射的信號來決定當前時間。無線時鐘是一個非常精確的時間源。時鐘服務器安裝NTP服務器，。在所需要校時的服務器或工作站上安裝校時客戶端即可。對時及服務管理子系統(tǒng)會為每臺安裝對時客戶端的極其自動校時，精確到+/-1秒。NTP協議本身考慮到網絡的延時，所以該方式比普通的采用Socket方式校對時間方式更為科學及準確。平臺配套服務器組網方案硬件建設概述概述本系統(tǒng)通過配套服務器將所有外場設施統(tǒng)一納入到系統(tǒng)中來。經過實地勘查，外場距離管理所距離500m，建議服務器放置地點選用京秦分公司唐山管理所機房較為合適。系統(tǒng)采用B/S架構設計，滿足多源、多端的采集、訪問需求。系統(tǒng)構成系統(tǒng)選用兩臺高性能服務器進行配置，連接道路微波雷達、單立柱可變限速標志、全要素氣象站、能見度檢測儀、結冰傳感器、智能誘導防撞指示、車載路面狀況監(jiān)測的需要。將服務部署于兩臺服務器之上。網絡拓撲服務器選型存儲資源配置描述整個邏輯數據模型是如何被轉換為數據文件（物理模式）。文件結構類型在這里應清楚的體現。序號項目名稱規(guī)格型號單位數量備注1數據庫軟件Mysql5.7實例2業(yè)務數據庫存儲量估算：結構化數據，以XXX高速XXX段所為例，單月結構化運營數據量約為5GB，其他計算數據按原始數據0.7倍計算,數據庫索引空間以數據容量40%計算，年增長率按15%計，5年數據量計算如下表：年份單月數據(GB)其他數據索引空間增長率周期(月)數據量GB512164.222188.8533217.180954249.75809255287.2218064合計1107.233849非結構化數據，以XXX高速XXX段為例為參考，文件、圖片、短視頻3個月合計存儲量是1T，一年4T。五年合計存儲量為20T。因此，估算本項目存儲容量按5年存儲計算，結構化與非結構化存儲合計再加上40%的空閑空間，共需要29.4T，約等于30T空間。計算資源配置初步分析該系統(tǒng)的主要數據來源于微波雷達產生的實時監(jiān)測數據，該數據量占比應占道總數據量的40%。由于雷達接力產生的計