基于Internet的交通道口事故监测管理系统的研究

   

    (3)系统还提供交通事故、违章警报信息的自动传送的功能。
    图1是基于Intemet的道路交通违章自动监测系统的拓扑图。
    系统按照功能可划分成视频采集处理模块、通信模块、Web服务模块、管理模块、安全模块。
2．1  视频采集处理模块
    在交叉路口架设视频采集设备，对交叉路口状况进行监测。系统能将视频信号数字化为MPEG4视频流数据，以便下载历史视频；每个监测点的数据保存3—5天，系统自动覆盖保存的数据；对于选中的实时监控路口，进行图像压缩，将图像传到支队服务器；抓拍违章机动车车牌并保存，自动或手动回传至支队服务器。
2．2  通信模块
    根据各交叉路口的实际情况，分别采用PSTN，ISDN，DDN，ADSL以及CDMAlX或GPRS无线通信的方式来实现图像回传的物理链路。通过Windows的拨号组件实现同物理链路的绑定，从而实现服务器同路口机的的通信连接，然后，在TCP／IP层实现数据的传送。
2．3  Web服务模块
    为客户提供WWW服务，通过浏览器监测交叉路口的状况，观看交叉路口状况的历史片断，获得交通违章和交通事故的信息。
2．4  管理模块
    (1)人员管理：维护用户的基本信息，增、删、改用户，修改用户的角色和权限。
    (2)登录管理：根据登录人员的不同的角色，不同的权限，系统为其提供不同的服务，如一般工作人员只能查看路况，而不能修改系统的参数等。
    (3)系统参数管理：维护系统的参数，如图像的压缩率、分辨率等。
    (4)历史信息的管理：主要是系统日志的维护。
    (5)系统故障报告：方便路口维护，生成路口故障信息报表。
2．5  安全模块
    系统的软件部分主要采取了硬防火墙、网络内部访问控制、数据库安全控制等三级防护措施。
2．5．1  硬防火墙
    在网络设计中，主干网和外部网之间的安全控制通过防火墙技术实现。防火墙是保障网络安全的手段，它通过网络配置、主机系统、路由器以及诸如身份认证等手段来实现网络安全协议。防火墙系统的主要目标是在被保护网络与外部网络之间设置隔离，迫使所有的连接都通过防火墙，控制进出网络的权限。
    防火墙技术一般分为分组过滤(Packet Filter)技术和代理服务(Proxy Server)技术两种：
    (1)分组过滤技术是防火墙安全的最低起点，是基于路由的技术。过滤路由器查看经过的信息包源地址和目的地址，允许或拒绝特定的信息包通过。
    (2)代理服务技术是由一个高层的应用网关为代理服务器，接受外来的应用连接请求，进行安全检查后，再与被保护的网络应用服务器连接，使得外部用户可以在受控的前提下使用内部网络的服务。同样，内部网络到外部的服务连接也可以受到监控。它是一种针对特定应用的过滤方法。
    目前，在比较完善的防火墙系统中，一般结合使用分组过滤技术与代理服务技术。代理服务技术可大大降低分组过滤规则的复杂度，是分组过滤技术的重要补充。
2．5．2  网络内部访问控制
    (1)身份认证，识别合法用户和非法用户，阻止非法用户访问。
    (2)权限控制，通过系统对用户的授权，决定哪些用户有资格访问哪些资源。
    (3)审计跟踪，记录哪个用户在何时访问了哪些资源，以备非法事件发生后，能够有效追查。
2．5．3  数据库安全控制
    包括用户登录系统的管理和用户使用数据库对象的管理。只有特定的用户使用特定的认证模式，才能登录到系统，使用系统资源。在数据库中，只有具有一定权限的用户，才能使用相应的数据库对象。除了具有访问控制功能外，还提供了许可管理、数据库备份、数据库恢复及审计等功能。对数据的安全起到重要作用。
3  道路交通违章自动监测管理系统设计
    系统采用了B／S结构与C／S结构相结合的方式，通过浏览器的方式将信息显示，实现了与用户的友好界面，登陆人员可以获取实时的路口信息和历史纪录。采用了C／S的结构实现了支队服务器同路口机之间的通信。
    系统的功能设计如图2所示。

    根据交通违章自动监测管理系统模型，建立数据库的概念模型。分析数据库的概念模型，用实体—关系(E—R)建立交通网的数据模型。分析在交通网中的数据流程，确定数据库中的实体、关系集，建立E—R模型，为信息网数据库的建立提供了模型依据。
    分析数据库的概念模型，用语义—对象建立信息网的数据模型。同样，分析信息网中的数据流程，采用面向对象的方法学，确定信息网中的语义对象及其属性特征，建立道路交通违章监测系统的语义对象模型。图3是系统的实体关系图。
4  应用实例
    北京市的交通路口众多，机动车流量大。相比之下，相应的路口自动监测力量尤为显得不足。对诸如闯红灯、闯单禁行线、超速等交通违章行为缺乏现代化的监测，取证等必要手段。针对这一问题，北京市交管局科研所同华尔国际(中国)联合开发北京市道路交通违章自动监测系统。一期工程现已完成，并获得很好的监测成效。
    2003年3月9日22时55分，朝阳区新东路北口发生一起左转弯大货车与直行残疾人专用车相撞、残疾人专用车驾驶员死亡的交通事故。朝阳交通支队及时调用该路口交通违章自动监测视频回传系统的视频图像记录，完整的看到了事故经过和车辆行驶轨迹，清晰地看见残疾人专用车违章进入路口，造成交通事故。在以往发生的交通事故案件中，由于没有现场的情况记录，经常是当事人之间争吵不休，公说公有理，婆说婆有理，难以判断，缺乏证据。
    近期，公安交通管理部门利用交通电视监控系统和交通违章自动监测视频回传系统，记录下路面交通视频图像信息，为多起交通事故的处理和责任认定，提供了详实、客观的第一手证据，避免了因无法确切掌握事故经过而导致的事故责任认定困难。图4是北京市道路交通违章自动监测系统交叉路口实时监控界面。

5  结  论
    Intemet的出现和普及，知识和信息推动了社会的快速发展。如何利用先进的信息手段解决现有的问题，是科研人员面临的巨大挑战。笔者针对传统道路交通违章监测系统存在的问题展开了深入的讨论：
    (1)指出了现有的系统的优点和不足；
    (2)提出了基于Intemet网的道路交通违章自动监测系统的思路，并对系统进行详细的分析和设计；
    (3)通过北京市道路交通违章自动监测系统的实例，证实了该系统的有效性和可信度。
    笔者认为，设计和应用的系统述存在了很多不足，如闯红灯消息自动传送、车牌号识别等还存在一定的问题，仍需进一步改进和研讨。但是，随着系统的不断完善，功能的不断扩展，研究的不断深入，坚信该系统一定会为北京道路交通，乃至全国道路交通提供有力的支持，也一定会推进我国智能交通系统(ITS)研究的进一步深入。
    笔者希望撰写的论文和观点能够得到有关部门和专家学者的关注，为实现我国道路交通事业的跨越式发展推波助澜。