高速公路監(jiān)控廣播系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

1、高速公路監(jiān)控廣播系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)羅健簡介該文是基于高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)而升級改造的廣播系統(tǒng)，通過在外場終端加裝調(diào)頻發(fā)射設備、音頻擴音設備實現(xiàn)低成本、高效率、遠程實時發(fā)布高速公路各類信息，方便用路人通行高速公路，在服務用路人、處置突發(fā)事件、保障人員生命財產(chǎn)安全等方面都發(fā)揮著非常積極的作用。關鍵字：高速公路 監(jiān)控 廣播系統(tǒng) 設計一、引言隨著現(xiàn)代經(jīng)濟的快速發(fā)展，高速公路已經(jīng)與人們的生活緊密的聯(lián)系在一起，成為公眾出行交通方式的最主要選擇之一，人們對高速公路出行信息的需求越來越高。同時，隨著高速公路建設里程與車流量的快速增長，交通肇事、自然災害等各類突發(fā)事件也越來越多。所有這些，都需要高速公路管理部門建

2、立統(tǒng)一、高效、快速的應急指揮調(diào)度系統(tǒng)來滿足人們公眾出行信息的高質(zhì)需求，滿足高速公路上各類突發(fā)應急事件快速指揮調(diào)度、處理需求。監(jiān)控廣播系統(tǒng)可以實現(xiàn)實時路況信息播報、應急事件處置指揮調(diào)度，區(qū)域甚至全省應急指揮中心可以通過廣播系統(tǒng)實時播放各類路況信息，指導用路人正確通行高速公路，也可以通過廣播系統(tǒng)突發(fā)應急事件現(xiàn)場進行廣播，在專業(yè)救援隊伍到達之前，指導現(xiàn)場人員正確、有序的開展自救、互救行為，避免次生災害事故發(fā)生。二、廣播系統(tǒng)總體設計我們設計的高速公路監(jiān)控廣播系統(tǒng)主要利用現(xiàn)有監(jiān)控光傳輸系統(tǒng)設備，加以改造實現(xiàn)各級應急指揮中心發(fā)出的語音信息通過以太網(wǎng)進行編碼，通過設置在外場監(jiān)控設施上的終端設備對接收到的IP

3、廣播數(shù)據(jù)包進行解碼，并通過揚聲器、FM調(diào)頻發(fā)射器等設備進行廣播各類信息。網(wǎng)絡結(jié)構原理入下圖：麥克風監(jiān)控廣播以太網(wǎng)管理計算機廣播服務器終端控制器功放揚聲器調(diào)頻發(fā)射器調(diào)頻發(fā)射信號燈圖1按照圖1所示建立廣播系統(tǒng)后，應急指揮中心可以對外場所有廣播設備進行分區(qū)管理控制，根據(jù)需要按分區(qū)、按具體設備開啟廣播設備。用路人可以直接收聽由設置在外場的揚聲器發(fā)出的廣播信息，也可以根據(jù)調(diào)頻發(fā)射信號燈亮滅來判斷是否有廣播信息發(fā)布，及時打開收音機收聽廣播信息。同時，廣播服務器也可以根據(jù)需要進行定時循環(huán)播放事先錄制好的信息，以達到為用路人更好服務的目的。三、系統(tǒng)設備組成及工作原理整個廣播系統(tǒng)由中心控制設備、傳輸網(wǎng)絡、終端控

4、制設備三部分組成，具體原理如下：（一）中心控制設備中心控制設備主要有麥克風、管理計算機、廣播服務器三部分組成：麥克風為錄音設備，與管理計算機直接相連，主要作用是采集廣播員發(fā)出的語音信號。管理計算機，與監(jiān)控廣播以太網(wǎng)相連，主要作用是將廣播員發(fā)出的語音通過管理計算機錄制成數(shù)字信號，將音頻數(shù)據(jù)上傳至廣播服務器準備廣播，對廣播服務器、終端設備進行遠程設置，管理存儲在廣播服務器上的各類數(shù)據(jù)。廣播服務器，與監(jiān)控廣播以太網(wǎng)相連，主要作用是對需要廣播的音頻信號進行編碼、存儲、廣播等任務。（二）廣播傳輸設備廣播信號的傳輸主要利用已經(jīng)建成的高速公路監(jiān)控以太網(wǎng)來實現(xiàn)，由于目前高速公路監(jiān)控以太網(wǎng)主要覆蓋到養(yǎng)護工區(qū)和收

5、費站通信機房（以下統(tǒng)稱通信機房），通信機房到外場監(jiān)控設施的以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸需要對現(xiàn)有光傳輸設備進行改造，實現(xiàn)可以同時傳輸以太網(wǎng)、視頻信號、數(shù)據(jù)信號等綜合業(yè)務。視頻以太網(wǎng)編碼器光端機攝像機視頻以太網(wǎng)編碼器綜合業(yè)務光端機攝像機廣播系統(tǒng)終端設備原來視頻傳輸模型增加廣播系統(tǒng)后傳輸模型監(jiān)控以太網(wǎng)圖2如圖2所示，可以利用現(xiàn)有已建成的光傳輸網(wǎng)絡，通過改造視頻監(jiān)控系統(tǒng)的視頻光端機為可以同時傳輸視頻、以太網(wǎng)信號的綜合業(yè)務光端機，來實現(xiàn)廣播信號的傳輸工作。（三）外場終端設備外場終端設備主要由終端控制器、功放機、揚聲器、調(diào)頻發(fā)射器、調(diào)頻信號燈組成。具體作用如下：終端控制器主要實現(xiàn)功放機、調(diào)頻發(fā)射器、調(diào)頻信號燈供電功能

6、，實現(xiàn)提供功放機和調(diào)頻發(fā)射器音頻信號輸入。當終端控制器接收到應急指揮中心發(fā)出的語音廣播信號時會及時啟動功放機、調(diào)頻發(fā)射器、調(diào)頻信號燈，并輸出音頻信號開始廣播。功放機主要起到音頻信號功率放大，保證通過揚聲器發(fā)送出去的音頻信號足夠向量，使周圍500米內(nèi)的人員都能夠聽清。調(diào)頻發(fā)射器主要是向行駛在高速公路上的車輛發(fā)送調(diào)頻信號，使用路人能夠?qū)崟r通過車載收音機收聽廣播音頻，解決車內(nèi)人員聽不到外場揚聲器音頻問題。調(diào)頻信號燈主要是向用路人提示有調(diào)頻廣播信號發(fā)送，提示用路人打開收音機收聽。三、系統(tǒng)軟件設計高速公路監(jiān)控廣播系統(tǒng)軟件分為廣播系統(tǒng)服務器軟件和管理終端軟件兩部分。服務器軟件主要完成的是音頻的編碼、存儲、

7、廣播、終端設備管理及各種任務執(zhí)行等管理工作，管理終端軟件主要完成的是音頻的錄制、任務提交及音頻管理等工作。1、廣播系統(tǒng)服務器軟件根據(jù)功能需要，廣播系統(tǒng)服務器軟件主要由音頻編碼、音頻存儲、音頻廣播三個模塊組成，并根據(jù)管理終端軟件發(fā)出的指令對音頻數(shù)據(jù)進行添加、修改、刪除等管理，對需要廣播的音頻信號按照進行編碼廣播至以太網(wǎng)中。2、管理終端軟件設計根據(jù)功能需要，管理終端軟件主要由系統(tǒng)設置、廣播管理、音頻管理三大模塊組成。如下圖所示。管理終端軟件主界面系統(tǒng)設置廣播管理音頻管理終端設置分區(qū)設置基本設置實時廣播音頻錄制定時廣播音頻播放音頻刪除用戶管理圖3軟件配置說明：（1）系統(tǒng)設置系統(tǒng)設置可以直接對設置在外

8、場的終端設備進行IP地址與設備名稱進行配置，對終端設備進行分區(qū)管理等。用戶管理可以分兩級管理，管理員可以對系統(tǒng)進行任何操作，廣播員僅可以進行廣播和廣播任務的制定，不可做其他操作。（2）廣播管理實時廣播是指用戶在選擇特定的分區(qū)、終端設備后啟動實時語音廣播，廣播員發(fā)出的語音會立即被廣播系統(tǒng)在指定的終端設備上播出。定時廣播是指用戶在選擇特定的分區(qū)、終端設備上按照預先設定好的時間、音頻、循環(huán)頻次、選擇的分區(qū)和終端設備進行廣播播出。音頻錄制主要是為定時廣播進行事先錄制音頻信號。（3）音頻管理音頻管理功能主要為回放存儲的音頻文件，對存在錯誤或不正確的音頻文件進行刪除。四、效益分析廣播系統(tǒng)在高速公路管理中的

9、積極作用高速公路監(jiān)控系統(tǒng)加裝廣播系統(tǒng)后可以在以下幾方面管理工作中發(fā)揮積極作用：一是可以為用路人提供及時、準確的公眾出行信息服務。目前用路人獲取高速公路公眾出行信息服務主要方式及不足：1、熱線電話。該種方式可以為用路人提供及時出行信息，但是由于平時、道路管制期間呼入話務量差別巨大，導致如果按照平時標準配備話務員勢必不能滿足道路管制期間用戶需求，如果按照道路管制期間標準配備話務員又造成了平時資源浪費。按照30人編制建設呼叫中心，建設成本大概在500萬元，每年運營維護支出將達200萬元。2、情報板。該種方式建設成本、后期維護成本均較高，導致不能在高速公路沿線大量建設，且需要用路人主動觀看才能獲得有關

10、信息，不能及時、準確為用路人提供出行信息服務。每套情報板建設按照50萬計算，按照4000公里高速公路一般建設140套門架情報板計算，建設成本就在7000萬元，每年維護費用大約在210萬（按照3%計提維護費用）。3、微博、微信等網(wǎng)絡方式。該種方式需要用戶使用手機或其他電子設備才能獲得相應需求的信息，也不能及時滿足用路人的需求。而廣播系統(tǒng)可以隨時實時為用路人提供各類出行信息服務，當高速公路上發(fā)生一些突發(fā)事件時還可以定時循環(huán)無間斷播出路況信息，行駛在高速公路上的司機可以通過外置揚聲器或者車載收音機及時收聽路況信息，這種公眾出行信息發(fā)布在時效性、服務質(zhì)量上都將原大于前面提出的幾種方式，將是未來高速公路

11、出行信息服務的重要手段。二是在突發(fā)事件處置方面可以發(fā)揮積極作用。由于越來越多的人使用高速公路作為出行的重要途徑，勢必會有越來越多的突發(fā)事件在高速公路上發(fā)生。由于應急指揮中心不能通過手機、電臺等方式與行駛在高速公路上的用路人直接主動聯(lián)系，廣播系統(tǒng)這一可以覆蓋全路網(wǎng)的通信手段在發(fā)生突發(fā)事件時越發(fā)顯得重要，可以快速、準確與用路人取得聯(lián)系，指導用路人正確處理交通事故，避免人民群眾的生命財產(chǎn)安全造成二次侵害。三是在制止停車上下客工作上也發(fā)揮積極作用目前，高速公路上個別路段停車上下客問題比較突出，這既擾亂了高速公路正常行車秩序，也隨之產(chǎn)生了用路人任意破壞刺線網(wǎng)，造成了嚴重的高速公路安全隱患。如果全路網(wǎng)廣播系統(tǒng)的投入使用，應急指揮中心值班工作人員隨時可以查看重點路段停車上下客情況，并通過廣播系統(tǒng)及時制止停車上下客行為發(fā)生，最大限度保障用路人生命財產(chǎn)安全。五、結(jié)論我們從高速公路管理實際需求出發(fā)，設計了一套依托于高速公路現(xiàn)有視頻監(jiān)控網(wǎng)絡的監(jiān)控廣播系統(tǒng)。這套系統(tǒng)的特點是結(jié)構簡單、建設成本低、應用效果好，實現(xiàn)外置揚聲器擴音廣播和調(diào)頻發(fā)射相結(jié)合的廣播方式，可以滿足目前高速公路管理工作的需要。但是，由于很多高速公路與周邊村莊住宅較近，不宜使用功率太高的擴音設備，避