CN109100961B - 高速公路机电工程系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及高速公路机电工程系统，应用于高速公路中。系统包括多个信息站、数据传输通道以及省级中心；多个信息站通过数据传输通道连接省级中心；信息站还通过数据传输通道连接其他信息站；信息站集成有感知设备，用于监测路面信息和/或环境信息；还包括：设备管理单元，用于管理站内集成的感知设备以及设定范围内的外场设备；智能控制单元，用于根据所述感知设备的监测信息，向所述外场设备发送对应的控制指令；协同工作单元，用于将第一等级的事务信息发送给其他信息站，以实现对协作事务进行站级协同处理；信息上报单元，用于将第二等级的事务信息发送给省级中心。本发明实施例解决了已有高速公路机电工程系统响应效率低的问题。

Description

高速公路机电工程系统

技术领域

本发明涉及信息技术领域，特别是涉及高速公路机电工程系统。

背景技术

在高速公路的建设和发展过程中，监控、收费、通信三大系统是同步进行、垂直建设、相对独立的；对应地，目前的高速公路机电工程体系包含：监控系统、通信系统、收费系统三大系统；从管理层次上来看，高速公路机电系统又可分为站级机房、路段分中心、省中心等管理层级，外场设备采取就近接入原则，就近接入站级机房，站级机房部署有监控子系统和收费子系统，满足数据的存储与初步处理，路段分中心将路段内数据集中管理，各路段分中心将综合管理数据上传到省中心，省中心实现全路网的统一管理。

因此，总的看来，目前高速公路机电工程系统基于垂直建设和水平管理，系统总体上是树形结构。由于所有信息都要汇集到省中心才能进行处理，网络延迟、路段分中心和省中心的处理性能都可能成为瓶颈，导致针对路面事件或者环境异常等情况作出响应的效率较低。

发明内容

基于此，有必要针对现有高速公路机电工程系统响应效率低的问题，提供一种新的高速公路机电工程系统。

本发明实施例提供一种高速公路机电工程系统，包括多个信息站、数据传输通道以及省级中心；所述多个信息站通过所述数据传输通道连接省级中心；所述信息站还通过所述数据传输通道连接其他信息站；

所述信息站集成有感知设备，所述感知设备用于监测路面信息和/或环境信息；所述信息站还包括：

设备管理单元，用于管理站内集成的感知设备以及设定范围内的外场设备；

智能控制单元，用于根据所述感知设备的监测信息，向所述外场设备发送对应的控制指令；

协同工作单元，用于将第一等级的事务信息发送给其他信息站，以实现对协作事务进行站级协同处理；

信息上报单元，用于将第二等级的事务信息发送给所述省级中心；

所述省级中心包括：

数据汇总单元，用于接收所述多个信息站的发送的监测信息以及协作事务处理信息；

调度单元，用于根据所述数据汇总单元接收到的信息，选择性的输出警示信息，所述警示信息用于提醒人工介入。

在其中一个实施例中，所述调度单元，进一步包括：

本地警示子单元，用于本地输出警示信息，以提醒本地的管理人员人工介入

远程警示子单元，用于向预先关联的移动终端发送警示信息，以提醒远程的管理人员人工介入。

在其中一个实施例中，所述本地警示子单元，用于通过声、光和/或屏幕显示方式输出警示信息。

在其中一个实施例中，所述远程警示子单元，用于向预先关联的管理人手机发送短信息，所述短信息中包含对应的警示信息；和/或，

所述远程警示子单元，用于向预先关联的管理人手机拨打电话，在所述电话被接听之后，自动播报对应的警示信息。

在其中一个实施例中，所述协同工作单元，进一步用于若确定当前信息站对应的行车路面区域发生路面事故/天气异常，向当前信息站相邻的上游信息站发送所述路面事故/天气异常的信息；

所述信息站的协同工作单元，还用于若收到下游信息站发送的路面事故/天气异常的信息，判断所述信息的转发次数是否达到设定次数，若否，向所述信息站的上游信息站转发所述信息，并对所述信息的转发次数加1。

在其中一个实施例中，所述信息站部署在高速公路的双向路侧或者单向路侧。

在其中一个实施例中，若所述信息站部署在高速公路的双向路侧，所述信息站的管辖范围为其所在路侧的单向行车路面区域。

在其中一个实施例中，若所述信息站部署在高速公路的中间绿化带区域去，所述信息站的管辖范围为其所在位置的双向行车路面区域。

在其中一个实施例中，所述信息站位于其对应的行车路面区域的中线位置，所述中线与路面的截面方向一致。

在其中一个实施例中，所述外场设备包括：摄像枪、车检器、高清卡口、电子路牌中的一种或者多种。

上述实施例的高速公路机电工程系统中，多个信息站通过数据传输通道连接省级中心；信息站还通过数据传输通道连接其他信息站；一方面改变了传统高速公路机电工程系统的体系结构，另一方面，通过对事务信息进行分级，对于不同等级的事务采用信息站与信息站之间的协同处理或者中心站处理的方式，减小了中心站的性能瓶颈限制和响应时延。

附图说明

图1为一个实施例中高速公路机电工程系统的示意性结构图；

图2为一个实施例中传统高速公路机电工程系统的示意性结构图；

图3为一个实施例中信息站及其管辖区域的示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请提供的高速公路机电工程系统，如图1所示，包括多个信息站100、数据传输通道200以及省级中心300；多个信息站100通过数据传输通道200连接省级中心300；同时，信息站200还通过所述数据传输通道200连接其他一个或者多个信息站100。

与上述高速公路机电工程系统对应的，传统的高速公路机电工程系统结构如图2所示，包含监控系统、通信系统、收费系统三大系统，三大系统是同步进行、垂直建设、相对独立的。从管理层次上来看，高速公路机电系统又可分为站、分中心、总中心等管理层级。即，传统的高速公路机电系统是垂直建设、水平管理，总体上是树形结构的。外场设备采取就近接入原则，接入站级机房或隧道站机房，站级机房部署有监控子系统和收费子系统，满足数据的存储与初步处理；路段分中心将路段内数据汇聚、进行集中管理；各路段分中心将综合管理数据上传省中心，省中心实现全路网的统一管理。由多个分中心接入外场设备采集数据，分中心负责管理外场设备，以及将综合管理数据上传省中心，所有信息都要汇集到省中心才能进行处理，网络延迟和省中心的处理性能成为瓶颈。此外，传统的高速公路机电工程系统的树状结构还使得路网管理区域割裂的问题。

在实施例中，信息站100也称作“数字高速综合信息站”，其集成有感知设备，所述感知设备用于监测路面信息和/或环境信息；例如，所述信息站100集成的感知设备可以监测环境温度、天气情况、路面湿滑结冰情况等。所述感知设备按照所监测路段的类型，还可以分为路段设备和隧道内设备。

此外，所述信息站100还包括以下功能单元：设备管理单元、智能控制单元、协同工作单元以及信息上报单元，下面对各功能单元进行具体说明。

在实施例中，设备管理单元，用于管理站内集成的感知设备以及设定范围内的外场设备。例如管理信息站周边几百米内的所有外场设备。外场设备可以包括摄像枪、车检器、高清卡口、电子路牌中的一种或者多种。

在实施例中，智能控制单元，用于根据所述感知设备的监测信息，向所述外场设备发送对应的控制指令。

在实施例中，协同工作单元，用于将第一等级的事务信息发送给其他信息站，以实现对协作事务进行站级协同处理。通过与周边信息站之间进行通信，可实现紧急事务的协同处理，无需等待省级中心的至少，减少了事件响应延时，并且通过信息站之间的协同处理，有利于缓解或者避开事件造成的路面行车危害。

在实施例中，信息上报单元，用于将第二等级的事务信息发送给所述省级中心。例如对于距离跨度较大的事务信息(例如需10公里之外的高速路况协同的事务)，信息站可直接提交相关信息给省级中心进行处理，以降低事务的响应时延。

需要说明的是，信息站100中包括的上述功能单元可以是硬件实体的形式，也可以是软件模块的形式。

省级中心300可以包括以下功能单元：数据汇总单元以及调度单元，下面对各功能单元进行具体说明。

在实施例中，数据汇总单元，用于接收所述多个信息站的发送的监测信息以及协作事务处理信息。

在实施例中，调度单元，用于根据所述数据汇总单元接收到的信息，选择性的输出警示信息，所述警示信息用于提醒人工介入。

需要说明的是，省级中心300中包括的上述功能单元可以是硬件实体的形式，也可以是软件模块的形式。

通过上述实施例的高速公路机电工程系统，多个信息站通过数据传输通道直接连接省级中心；信息站还通过数据传输通道连接其他信息站；其中，信息站具有感知及思考能力，可以独立完成周边几百米的事务，只需将处理情况报告省级中心；省级中心对于此类事务只做记录；信息站之间能进行协同工作，共同完成较大范围的事务；完成后将处理情况报告省级中心；省级中心对于此类事务只做记录；省级中心能与任何一个信息站之间进行对话，操控完成全省范围内的事务。一方面改变了传统高速公路机电工程系统的体系结构，另一方面，通过对事务信息进行分级，对于不同等级的事务采用信息站与信息站之间的协同处理或者中心站处理的方式，减小了中心站的性能瓶颈限制和响应时延。

在一个实施例中，所述调度单元，进一步包括：本地警示子单元和远程警示子单元。

其中，本地警示子单元，用于本地输出警示信息，以提醒本地的管理人员人工介入；远程警示子单元，用于向预先关联的移动终端发送警示信息，以提醒远程的管理人员人工介入。

通过本地和远程两种方式进行提醒，有利于管理人员及时介入，减小事件响应时延。

在一些实施例中，本地警示子单元，可以用于通过声、光和/或屏幕显示方式输出警示信息。

在一些实施例中，远程警示子单元，用于向预先关联的管理人手机发送短信息，所述短信息中包含对应的警示信息；和/或，用于向预先关联的管理人手机拨打电话，在所述电话被接听之后，自动播报对应的警示信息。

手机为人们日常随时携带的设备，通过向管理人员的手机发送短信息或者拨打电话的方式，能够保证事件的警示效果。

在一些实施例中，协同工作单元可进一步用于：若确定当前信息站对应的行车路面区域发生路面事故/天气异常，向当前信息站相邻的上游信息站发送所述路面事故/天气异常的信息。对应地，信息站的协同工作单元，还用于若收到下游信息站发送的路面事故/天气异常的信息，判断所述信息的转发次数是否达到设定次数/所述信息中携带的范围是否超出，若否，向所述信息站的上游信息站转发所述信息，并对所述信息的转发次数加1；若是，终止转发所述信息。

在一些场景中，对事故发生点上游指定范围的信息站协作，消息沿上游方向相邻信息站递归传递，当信息站判断已超过消息内指定的范围或者消息被转发的次数达到设定次数时，中止传递消息。例如检测车流量信息，联系上游特定范围内的信息站发布信息提醒；检测到雨、雾、冰等恶劣天气，联系上游特定范围内的信息站发布信息提醒；利用视频事件检测，自动发现事故，联系上游特定范围内的信息站发布信息提醒。

在一个实施例中，信息站部署在高速公路的双向路侧或者单向路侧。若所述信息站部署在高速公路的双向路侧，所述信息站的管辖范围可以为其所在路侧的单向行车路面区域；或者，所述信息站的管辖范围为其所在路侧的单向行车路面区域以及中间绿化带区域。若所述信息站部署在高速公路的中间绿化带区域，所述信息站的管辖范围可以为其所在位置的双向行车路面区域。并且，信息站位于其对应的行车路面区域的中线位置，所述中线与路面的截面方向一致。有利于区域内的有效监测。

在一场景中，高速公路段沿线布设信息站，替代传统站级实现外场设备的接入，同时信息站集成感知设备，可替代传统路面独立监测设备。可以在高速公路双向路侧都部署信息站，信息站管理范围仅覆盖单侧行车路面；条件允许也可以部署在绿化带中央，管理范围覆盖双向行车路面。通信系统提供“信息站-信息站”以及“中心-信息站”之间的数据传输通道。路面布设示意图3所示，其中，信息站1对应的行车路面区域为区域1，信息站2对应的行车路面区域为区域2，信息站3对应的行车路面区域为区域3，信息站4对应的行车路面区域为区域4，以此类推。

各个信息站均配备独立的业务系统，能够完成对覆盖片区的外场设备的管理以及业务事务的处理，并能够处理其它信息站发送的协作事务，实现信息站之间的协同工作。省级中心作为数据中心和调度中心，平时接收汇总各信息站的监控、收费数据以及事件信息等；对需要人工介入处理的事件，可以控制相关的外场设备进行指挥调度。

其中，信息站可以工作在独立工作模式：采集其管辖范围内的路面信息和环境信息，并完成外部设备的自动化控制，例如在隧道内检测能见度、二氧化碳，自动调节光照以及启用风机通风；此外，还负责采集管辖范围内的视频图像，上传给省级中心实时展示及保存。

信息站还可以工作在协同工作模式：事发点信息站根据处理事件需要，发起消息请求，接收信息站接收到消息后进行处理。协同消息可以包括以下信息：

指定消息：指定某个信息站进行协作。例如信息站侦测到隧道火灾，线路封闭，需要通知上下游互通处信息站对情报板发布交通限流提醒信息。

范围消息：对事故发生点上游指定范围的站点协作，消息沿上游方向相邻信息站递归传递，当最后信息站判断已超过消息内指定的范围，中止传递消息。例如检测车流量信息，联系上游特定范围内的信息站发布信息提醒；检测到雨、雾、冰等恶劣天气，联系上游特定范围内的信息站发布信息提醒；利用视频事件检测，自动发现事故，联系上游特定范围内的信息站发布信息提醒。

多个信息站利用视频事件检测、环境检测等手段侦察到事故，上报至省级中心，省级中心对于需要人工介入处理的事件可以进行预警，由监控员及时了解情况，并根据需要发送控制指令人工控制外场设备；例如在交通事故、火灾告警、人工报警等场景下的预警。

基于上述实施例的高速公路机电工程系统，采用“数字高速综合信息站”作为基础管理单元，构建覆盖全路网的网状感知和控制结构，具有以下好处：

1、构建“车-路协同”的基础设施。

2、扁平化管理，更高的管理效率；对于事务，可以及时反应、及时处理；可以由单个信息站处理的事务、可以由多个信息站协同处理的事务均不用省级中心处理，省级中心只处理跨度较大或等级较高的事务

3、灵活扩容，可根据需要实现高精度的路网感知；增加信息采集范围，不用受中心瓶颈限制，可以尽可能多地增加信息采集设备；

4、智能自管理，满足大部分场景下设备的自动控制。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

本文实施例的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列(模块)单元的系统没有限定于已列出的单元，而是可选地还包括没有列出的单元，或可选地还包括对于这些系统固有的其它单元。

在本文中提及的“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本文中提及的“第一\第二”仅仅是是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一\第二”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序。应该理解“第一\第二”区分的对象在适当情况下可以互换，以使这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种高速公路机电工程系统，其特征在于，包括多个信息站、数据传输通道以及省级中心；所述多个信息站通过所述数据传输通道连接省级中心；所述信息站还通过所述数据传输通道连接其他信息站；所述信息站集成有感知设备，所述感知设备用于监测路面信息和/或环境信息；

所述信息站还包括：

设备管理单元，用于管理站内集成的感知设备以及设定范围内的外场设备；

智能控制单元，用于根据所述感知设备的监测信息，向所述外场设备发送对应的控制指令；

协同工作单元，用于将第一等级的事务信息发送给其他信息站，以实现对协作事务进行站级协同处理；所述第一等级的事务信息属于设定距离跨度内的事务信息；

信息上报单元，用于将第二等级的事务信息发送给所述省级中心；所述第二等级的事务信息属于超出设定距离跨度的事务信息；

所述协同工作单元，进一步用于若确定当前信息站对应的行车路面区域发生路面事故/天气异常，向当前信息站相邻的上游信息站发送所述路面事故/天气异常的信息；

所述协同工作单元，还用于若收到下游信息站发送的路面事故/天气异常的信息，判断所述信息的转发次数是否达到设定次数，若否，向所述信息站的上游信息站转发所述信息，并对所述信息的转发次数加1；

所述省级中心包括：

数据汇总单元，用于接收所述多个信息站的发送的监测信息、第二等级的事务信息以及与其他信息站的协作事务处理信息；

调度单元，用于根据所述数据汇总单元接收到的信息，选择性的输出警示信息，所述警示信息用于提醒人工介入。

2.根据权利要求1所述的高速公路机电工程系统，其特征在于，所述调度单元，进一步包括：

本地警示子单元，用于本地输出警示信息，以提醒本地的管理人员人工介入；

远程警示子单元，用于向预先关联的移动终端发送警示信息，以提醒远程的管理人员人工介入。

3.根据权利要求2所述的高速公路机电工程系统，其特征在于，

所述本地警示子单元，用于通过声、光和/或屏幕显示方式输出警示信息。

4.根据权利要求2所述的高速公路机电工程系统，其特征在于，

所述远程警示子单元，用于向预先关联的管理人手机发送短信息，所述短信息中包含对应的警示信息；

和/或，

所述远程警示子单元，用于向预先关联的管理人手机拨打电话，在所述电话被接听之后，自动播报对应的警示信息。

5.根据权利要求1所述的高速公路机电工程系统，其特征在于，

所述信息站的协同工作单元，还用于若收到下游信息站发送的路面事故/天气异常的信息，判断出所述信息的转发次数达到设定次数，则终止转发所述信息。

6.根据权利要求1所述的高速公路机电工程系统，其特征在于，所述信息站部署在高速公路的双向路侧或者单向路侧。

7.根据权利要求6所述的高速公路机电工程系统，其特征在于，

若所述信息站部署在高速公路的双向路侧，所述信息站的管辖范围为其所在路侧的单向行车路面区域。

8.根据权利要求6所述的高速公路机电工程系统，其特征在于，

若所述信息站部署在高速公路的中间绿化带区域，所述信息站的管辖范围为其所在位置的双向行车路面区域。

9.根据权利要求7或8所述的高速公路机电工程系统，其特征在于，

所述信息站位于其对应的行车路面区域的中线位置，所述中线与路面的截面方向一致。

10.根据权利要求1至8任一所述的高速公路机电工程系统，其特征在于，

所述外场设备包括：摄像枪、车检器、高清卡口、电子路牌中的一种或者多种。