智慧隧道行车分析系统

智慧隧道行车分析系统

1. 项目背景

为加强高速公路隧道行驶车辆管理，实现隧道车流量自动统计、客货车行驶安全管控，提高高速公路隧道安全性，我公司特研发了“智慧隧道行车分析”系统，旨在应用信息科技对高速公路隧道内的车辆进行实时、有效地智能化监管，提高隧道运营安全性。

2. 系统目标

系统总体目标是构建一套“功能完善、信息共享、分析智能、易用高效、安全可靠、标准规范”的智能化信息分析系统，实现对隧道交通行车的安全管理。

主要目标是摆脱人工管理、缺乏智能管理现状，提供信息化应用，从而让管理自动化、快捷化、智能化。

综上所述，系统所实现目标概括如下：

1）为辅助决策提供可靠的支持平台；

2）为隧道交通安全建设提供信息化支撑；

3）借助成熟管理经验，推动智能信息化快速起步。

3. 系统简介

1. 拓扑结构

智慧隧道行车分析系统集成了现场抓拍摄像头、LED实时隧道车辆数据、隧道行车分析应用以及移动互联网应用，LED显示屏实时隧道车辆数据、隧道行车分析应用以及移动互联网应用使用同一数据库，以保证数据的完整性，其中现场抓拍摄像头提供车辆基础数据信息，由摄像头接口传输至隧道行车分析应用，LED显示屏实时隧道车辆数据以及移动互联网应用访问数据库数据。

图1.1 网络结构拓扑图

2. 系统结构

智慧隧道行车系统主要由现场抓拍摄像头、LED显示屏实时隧道车辆数据、隧道行车分析应用以及移动互联网应用四大部分组成。

其中，现场抓拍摄像头使用智能抓拍摄像头具有车辆特征检测功能，该功能提供车牌识别、车型识别、车身颜色识别（有环境光要求）、车辆品牌及子品牌等特征检测。提供8种车型识别：大客车、小客车、大货车、小货车、面包车、皮卡、小轿车及SUV。可以实现隧道内车辆的车型识别。

设备具体参数如下

帧率 25fps

码流 32 Kbps~16 Mbps     

接口协议 ISAPI ,GB28181，海康SDK

接口 3个RS-485接口,1个RS-232接口；2个RJ45 10M/100M/1000M自适应以太网口

电压 100VAC～240VAC；频率：48Hz～52Hz

功耗 20W MAX

工作环境温度 -30℃～+60℃

工作环境湿度 5%~95%@40℃，无凝结

LED显示屏实时隧道车辆数据主要由隧道进出口显示使用，行车人员以及隧道交通管理人员可以通过显示屏数据实时获取隧道内车辆流量情况。

智慧隧道行车分析应用主要由数据库服务器，抓拍摄像头接口，分析数据接口三部分组成，使用对象为系统管理人员。该应用获取抓拍摄像头接口数据，并对其传输数据进行智能分析，持久化存储到数据库服务器，处理过后的数据可由分析数据接口提供给移动互联网应用，也可以分发到LED实时隧道车辆数据中。

移动互联网隧道行车分析应用是基于智慧隧道行车分析应用提供给隧道管理人员的手机应用，获取隧道车辆实时数据以及告警信息，针对性地对隧道交通进行管理。

3. 系统优势

•              技术架构优势

.NET开发平台、组件化技术、数据库无关性、三层架构多层部署。

•              友好的操作界面优势

考虑的用户的良好体验，系统采用通用操作风格，确保操作的友好简单。

•              对内对外集成优势

采用系统集成平台，支持与内部现有以及未来扩展系统的接口，支持与外部系统的接口。

•              独创行业标准与技术应用

独创无限条件数据检索与导出引擎。 

•              全面兼容，快速融接

架构科学，支持不同公司、不同架构产品的全面兼容。实现现有非我们产品的快速融接、扩展、集成。

4. 功能简介

1. 车流量监管

系统实时统计进出隧道车流量，并根据车型大小分为小车、客车、货车、危化品车辆等类型，根据统计各类型车辆数量，自动生成日趋势图、时柱状图等数据分析报表。如隧道出现拥堵情况，系统会根据拥堵流量自动判断，为相关人员添加工单，并告警给管理人员,告知其车流量拥堵情况、发生时间，以便及时处理。

2. 滞留车辆监管

系统自动监管隧道内滞留车辆，如系统监控到车辆停留时间超过最低时速所需时间后，系统自动将情况，及时告警给相应管理人员，如超过所需时间的1.5倍，则系统将发送短信给相应管理人员，如超过所需时间的2倍，系统将群发所有人员，并自动生成工单派发给紧急处理人。该情况会根据流量自动区分是车辆拥堵还是车辆滞留。

3. 限时通行监管

因高速公路限制客车在凌晨2点到6点的行驶，因此系统会在这一时间段，自动监控客车在这一时间段的行驶，一旦发现有客车违反规定行驶，系统将会自动拍照保存其违法记录，并将该记录以工单形式，发送给相关管理人员提示警告。

4. 常见客货车台账

系统对经常进出隧道的客货车进行自动记录，统计月内出现次数超过4次的客货车辆，记录每次进出时间，并自动生成数据分析报表，支持在报表上针对相应车辆补充响应信息，包括司机个人信息、车辆详细信息（核载人数、核载重量、车架号、载货物等），用以管控隧道内的常见客货车辆。

5. 危化品车辆行驶记录

系统通过智能AI学习技术，熟悉了解所有危化品车的车型，根据车型自动分析并判断出危化品车，并将所有危化品车辆进出隧道形成记录台账，包括车辆牌照、进出抓拍照片、进出详细时间等，台账可以导出excel文件以供使用。

另外，但凡有危化品车辆进入隧道，系统将通过“报警管理”功能，链接到邵阳管理处事件报警系统，通过该报警系统将信息告知给相应管理人员。

6. 系统报警台账

系统根据已设定的规则（含危化品车辆进入、客车限时时间范围内行驶、发现滞留车辆或车辆拥堵情况），一旦发现触发规则事件，立即通过邵阳管理处“事件报警系统”，并在本系统形成报警发送台账，记录发送时间、记录发生时间、发生内容、记录发送人等信息，该台账可以导出excel文件。

7. 工单管理

系统根据日常监控情况，可以分为日常巡检工单、拥堵车辆工单、紧急事故工单、车辆超时工单、日常告警工单，对以上工单系统会自动评级、自动分配、自动告警给相关人员，工单处理结束后上级可以根据结果进行打分，对于超时处理的系统自动将情况告知上级领导，并敦促尽快完成。

8. 统计分析

由抓拍摄像头获取到的车辆信息，包括车型、车速、车牌号码、车辆进入隧道时间、车辆驶出隧道时间、工单完成情况、车辆行驶状况，以及经过隧道行车分析应用得到的隧道内行驶时间，都会通过持久化保存在数据库服务器中，可以按时间段查询以上车辆信息以及平均通行时间，提供针对性的便捷的管理办法。

9. 手机端应用

可让管理人员通过手机查看到隧道现场的交通状况、获取工单信息并及时处理工单、获取实时告警消息，随时掌握隧道状况。

5. 实施方案

1. 技术方案

在隧道进出口安装抓拍摄像头，可对进出车辆进行抓拍，并提取进出隧道车辆的信息。

抓拍摄像头可获取进出车辆的车牌号信息，在车辆进入隧道时，记录进入车辆的车牌号信息根据接口开发并存入数据库，由此可以获取一条已进入隧道的车辆信息，在驶出隧道时抓拍摄像头再次记录下车辆信息，由车牌号信息进行对比，可以获取到对应的驶出车辆信息，由此可实现动态隧道内实时车流量统计功能。

海康威视iDS-TCE900-B抓拍摄像头具有车辆特征检测功能，该功能提供车牌识别、车型识别、车身颜色识别（有环境光要求）、车辆品牌及子品牌等特征检测。提供8种车型识别：大客车、小客车、大货车、小货车、面包车、皮卡、小轿车及SUV。可以实现隧道内车辆的车型识别。

以设定的时间参数为准，若驶入的车辆在规定的时间参数内没有驶出隧道，可以判定系统报警，并发送至相关处理人。

2. 安装方案

图1.3 抓拍摄像头位置

1. 摄像头1与摄像头2分别记录驶入及驶出隧道车辆，在隧道区另一侧同样安装2个摄像头记录驶入及驶出车辆。

2. 摄像头通过网线将抓拍数据通过接口传入进行数据的备份存储以及分析。

3. 摄像头视角中线与水平角度为45度，高5米

图1.4 摄像头安装示意

4. 安装效果图

6. 效益分析

1. 便于隧道管理人员精确实时掌控隧道内交通情况，有针对性地对隧道进行管理。

2. 以先进的信息技术为支撑，根据车辆统计数据调整隧道未来管理策略，有助于减少人力、物力、财力支出及隧道道路维护成本，提高管理效率。

3. LED屏可提醒来往车辆隧道内行车状况，提高驾驶员安全意识，从而减少隧道交通安全事故的发生，车辆在隧道内进行过久滞留都会有警示提醒，降低追尾事故发生概率。

7. 软硬件清单

根据系统自身使用环境与要求，其软硬件配置清单如下表：