华南师范大学校园智能交通管理系统的构建

郑启明， 陈孔亮， 蒙庆全

(1.华南师范大学保卫处，广州 510631；2.华南师范大学生命科学学院，广州 510631；3.华南师范大学教育技术中心，广州 510631)

随着汽车的普及，高校师生自有车辆逐年增多，高校与社会的交流日渐频繁，车辆出入高校的平均日流量不断增加.校园又没有同步地进行改扩建或新建以获得更大的交通空间来保证其通行及停放，有限的校园空间成为机动车通行的瓶颈.高校校园的交通管理越来越引起人们的广泛关注，以华南师范大学石牌校区为例，校区仅0.8 km2，人口多达12.4万，在册车辆有3 600多辆，每天进出校园平均10 000辆车次.校园道路及停车资源紧张问题日趋严重，由此带来许多不安全因素，人车纠纷时有发生.由于人力资源不足与缺乏有效的管理手段车辆停放、车辆的无序进出已是困扰我校校园道路交通管理的老大难问题.因此采用校园智能安全管理系统是解决上述问题的必然之选.

1 系统总体规划与设计

学校迫切需要借助现代智能化的技术手段，以降低管理的人力成本、时间成本，提高管理的实时性、临场性和有效性.建立一套高效的校园智能交通综合指挥调度系统，实现华南师范大学校园道路交通秩序有效的管理目标.

1.1 系统建设目标

华南师范大学校园智能交通管理系统的总体建设目标，是满足校区日常交通指挥、交通疏导和事故处理等工作的需要，实现对校区范围内的各类交通事件的预防、监测监控、信息报告、综合研判、指挥调度、预测预警、交通事故应急指挥等主要功能，逐步实现“平战结合”、能与上级主管单位交通指挥平台互连互通的智能交通综合管理平台.做到校园道路、车流、人流动态“看得见、看得着、查得到、控制得住”.实现各监控点及时准确地得到各种交通信息、调整监控区域，形成有针对性的交通监控体系.利用基本覆盖华师校区的主要路口、复杂路段、复杂部位、复杂场所、事故高发地段监控镜头和网络，实现各监控点对校区交通情况的实时掌握.通过监控系统的录像回放功能、日志查询、电话录音为调查取证提供最直接的图像信息.能够有效调度交通突发事故处置的资源和力量，使各交通监控设施协调一致，相互配合，协同作战，在事故发生后设置层层电子关卡，控制交通事故的扩散和影响的蔓延，按系统预设的处理流程即时联络各相关部门和人员依法处理事件.

1.2 智能车辆管理系统功能

(1)车辆管理.其主要功能有：车辆信息采集、分类；车辆权限管理(包括车辆禁、放行)；车辆报警；对进出校园的车辆实现快速识别，提高车辆通行效率；车辆收费；车辆服务；车辆应急处理.

(2)道路监视.对校园全部出入口、主要交通要道和停车场实行24小时监控，随时掌握道路状况，保证道路畅通.

(3)预留接口，以便今后与其他系统集成.

1.3 设计原则

本系统设计方案中遵循稳定性、实用性、先进性、可靠性、开放性、规范性、扩展性、易操作性、安全性、易维护性和高度兼容性等原则.

1.4 设计依据

本系统依据《中华人民共和国道路交通安全法》、《广东省道路交通安全条例》、《华南师范大学交通秩序管理规定》、其他相关国标及部标等相关规定.

2 系统的构建

整个智能交通管理系统应用在校园宽带网络之上，系统主要由交通管理中心、车辆进出口管理终端、无线对讲系统和道路视频监控系统组成.

2.1 系统结构图

系统的结构图见图1. 车辆进出口终端采集车辆进出数据；视频监控终端采集视频信息；无线通信系统保证指挥调度顺畅；车辆数据及视频信息通过校园网传送到交通管理中心，交通管理中心负责处理信息(包含利用GIS实现地理定位)、在大屏幕显示信息、存储信息及事件处置.

图1 系统结构图

2.2 车辆出入管理系统

车辆出入管理系统集感应式IC卡(校园卡)技术[1]、远距离智能识别技术、车牌识别[2-3]、视频监控、图像识别处理及自动控制技术于一体，实现车辆出入的全自动化管理，即对车辆出入控制、核查、显示及校对车型、车牌等进行科学而可靠的管理.系统采用了国际上领先的远距离无线识别技术和双卡认证技术，其实用性、先进性、安全可靠性、性价比较高.车辆出入管理系统布局图见图2.

图2 车辆出入管理系统布局图

车辆出入管理系统功能：

(1)基本功能.具有远距离智能车卡、月租卡、临时卡、管理卡和特权卡等各种管理权限和工作模式，可根据要求设置成不收费或分时段计时收费方式，不停车收费(ETC)[4-5].

(2)远距离智能识别功能.校内车辆或月保车辆若配备远距离识别智能车卡(放在前挡风玻璃处)，该车进、出校区无须停车刷卡，离出入口4米左右，系统会远距离识别，自动抬闸放行.

(3)自动出卡功能.对于临时进入小区卡的发放，采用自动出卡机自动出卡(人工发放亦可).

(4)中文显示功能.采用高亮度LED显示屏，全中文显示操作提示、时间、卡有效期、收费金额以及问候、祝福的相关信息.

(5)语音提示功能.正常操作可提示“请取卡”、“欢迎入场”、“一路顺风”等相关信息，误操作或非法操作则给出相应提示.

(6)对讲功能.在管理中心安装对讲主机，各出入口安装对讲分机，保证各出入口和管理中心的联络.

(7)车牌自动识别功能.本系统可同时启用车牌自动识别功能，即车辆出入时系统自动识别车牌号码，并连带核对入场时IC卡号，以增强车辆身份管理.

(8)图像识别功能.在车辆出入时，自动摄取车辆外型、颜色、车牌号码等图像信息，可对比识别并存储供查阅.

(9)双卡认证功能.车辆出场时，对车辆和驾车人双重认证，避免车辆被非法盗走.

(10)防砸车功能.采用专用技术配合车辆检测器实现防砸人、车功能.

2.3 视频监控系统

视频监控系统主要部署在出入口、停车场、主干道及危险点上.整个系统的网络结构见图3.

图3 视频监控系统的网络结构图

(1)视频监控系统遵循NGN网络架构.

①控制流与业务承载流相分离;

②业务流不依靠流媒体服务器转发，克服系统瓶颈;

③更高的系统稳健性：核心服务器故障，业务可正常运行;

④模块化结构，便于系统升级和新业务开展;

⑤可平滑扩容，适合大规模部署.

(2)系统特点.

①标准的全IP架构[6];

②显示清晰.一次编码，全网数字化，提供端到端的高清晰动态图像，实现所见既所得，可以把校园监控清晰地进行大屏显示，采用H.264/AVC编码标准[7];

③使用方便.前端云台、摄像头、报警器和广播等高速响应，以快速控制现场，方便校园网的监控需求;

④存储可靠.专业、稳定可靠的存储，实现端到端的集中存储，集中管理和综合利用，在校园出现意外情况时，可以安全可靠调用所需图像.

2.4 交通中心管理系统

华南师范大学石牌校区交通管理中心作为华南师范大学保卫处的事件处理中心、调度中心和数据中心，是整个项目建设的核心.它包括了基础环境、信息系统集成、大屏幕电视墙以及系统操作平台的建设.

基础环境按现在常规的标准建设.这里主要描述大屏幕电视墙系统的建设.整个大屏幕显示系统的建设要求整体设计美观、大方、合理，充分显示现代化的特点并与大厅格调及工作性质相融合.大屏幕显示系统能显示从网络送来的各种信息，局域网上任意一台PC、工作站和服务器都可以大屏幕作为自己的虚拟，对监控信息、信号、电子地图(GIS)、图像胶片、照片和摄像机等多种图像信号进行投影、放大、播放和下载.

大屏幕显示系统主要由投影显示部分、信号处理部分和控制终端组成，可对视频信号、音频信号和各种计算机图像信号进行综合展示，形成一个查询准确、显示全面、操作便捷、管理高效和美观实用的综合监控管理系统.

为了节省投资及运行成本，大屏幕系统不采用传统的DLP投影显示系统，而是采用通用的6块55英寸的高清晰液晶监视器，以2*3排列方式组成一面布局平衡的大屏幕显示墙.

2.5 视频、语音报警系统

本系统利用校园网络技术在校园实现以下功能:

(1)报警系统集成到校园的整个安防系统中，实现与视频监控系统、电子地图及其他系统进行报警联动.

(2)实现多路电话进行排队显示主叫号码并显示报警地点.

(3)数据网络系统，能实现多条件录音和视频查询、播放.

(4)可以同时接受多起报警，系统自动排队接入系统，并进行录音，同时根据警力分布情况进行出警调度.

(5)可远程进行语音报警录音和视频查询，并且主机可控制终端的开机与挂机.

3 结束语

华南师范大学校园智能交通管理系统的构建，提高了对突发交通事件处理的快速反应能力，能有效控制进出校园的人员和车辆，同时对盗窃犯罪分子也起到震慑作用，有利于校园相关安全工作的监督和有效管理，为创建平安校园提供坚实的科技防范保障，很大程度上解决了校园长期存在的交通安全管理问题.该系统已经试运行，效果良好.

参考文献：

[1] ISO/IEC 14443,非接触式IC卡国际标准[S].

[2] 李小平，林学訚,曲大成，等.车辆牌照识别系统可靠性问题的研究[J].北京理工大学学报,2001，21(1):11-14.

Li X P, Lin X Y, Qu D C, et al. Reliability of an automobile license plate identification system[J]. Journal of Beijing Institute of Technology, 2001, 21(1): 11-14.

[3] 王飞川, 梁卓宇.车牌识别在路桥年票制中的应用方案[J].公路, 2004(8):318-319.

[4] 王涛,刘娜,王爽心.ETC中的车道控制系统设计[J].仪器仪表学报,2006,27(6):606-607.

Wang T, Liu N, Wang S X. Design of line control system in electronic toll collection (ETC)[J]. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2006, 27(6): 606-607.

[5] 薛春峰.网络环境下电子不停车收费系统设计与研究[D].西安:西北工业大学,2007,

[6] Comer D E.用TCP/IP进行网际互连(第1卷):原理、协议与结构[M].3版.林瑶, 张娟, 王海,等译.北京：电子工业出版社,1997.

[7] ITU-T Rec H264 |ISO/IEC 14496-10 AVC,Draft ITU-T Recommendation and Final Draft International Standard of Joint Video Specification[S].