（计算机科学与技术专业论文）智能网与因特网互联技术在公路隧道智能监控系统中的应用研究.pdf

独创性声明 本人声明，所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 武汉理工大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 签名：盈群 日期_ 2 1 噬姐衄 学位论文使用授权书 本人完全了解武汉理工大学有关保留、使用学位论文的规定， 即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权武汉理工大学可以将本学位 论文的全部内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 其他复制手段保存或汇编本学位论文。同时授权经武汉理工大学认 可的国家有关机构或论文数据库使用或收录本学位论文，并向社会 公众提供信息服务。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 研究生( 签名) ： 导师( 签名) ：埤日期：掣 武汉理工大学硕士学位论文 摘要 城市公路隧道的发展迅速，可是很多相关问题仍需要进一步完善和深入研 究，城市公路隧道智能监控系统是保证城市公路隧道正常高效率运营的必要条 件，具有较为显著的经济效益、社会效益和环境效益。而本文所研究的城市公 路隧道紧急电话报警系统是公路隧道监控系统的重要组成部分。 根据城市公路隧道监控系统运行资料表明，好的监控系统不但能够有效改 善高峰期间车辆行驶的平均速度，而且能够增加高峰期间的交通流量来减小交 通堵塞程度，同时也能够减少交通事故的发生以保证交通安全，能做到节约燃 料来减少污染，缩短运输时间从而减少车辆的磨损，以便发挥城市公路隧道快 速、安全、舒适和高效率的功能。 城市公路管理中包含的实时监控系统，不但要监视还要能够进行及时有效 的控制，要实时监视公路隧道主要路况信息，还要通过合适的方式适时地为出 行者提供建议性的方案，引导车辆以最佳的速度行驶，有效控制和减少交通事 故的发生。由此可以看出，公路监控系统的意义已经显得非常重要。新世纪新 气象，我国的国民经济飞速发展，国民生产总值高速增长，人民的生活质量也 有了进一步的改善和提高。出行交通工具的数量和种类就自然快速增长，也就 加大了公路交通的压力，当前公路交通设施和条件已不能适应经济社会发展的 需要。隧道功能的完善与否直接关系到隧道的安全与畅通，整个隧道系统的效 能，最终影响到投资资金的回报性及资金的使用效率。建设完善的公路隧道自 动监控系统也就成了必然趋势。根据国情分析，车辆性能低下，交通组成和结 构复杂，所以必须在学习国外先进经验的同时结合我国的国情，研究出适合的 系统和软件。 通过对高速公路隧道智能监控系统整体结构及紧急电话系统加以分析研究，在 现有的智能监控系统的基础上建立实验分析模型，提出一种更好的紧急电话报 警策略，来完善系统的功能，开发出适合应用的系统，为当前应用服务。城市 公路隧道紧急电话报警系统具有很强的可行性和实用价值，对当前公路隧道报 警系统的设计具有重要的实用意义。 关键字：城市公路隧道；智能网；紧急电话报警系统；呼叫转移 武汉理工大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t ht h er a p i dd e v e l o p m e n to fu r b a nr o a dt u n n e l ，al o to fi s s u e ss t i l ln e e df u r t h e r i m p r o v e m e n ta n di n - d e p t hr e s e a r c h ，u r b a nr o a dt u n n e li n t e l l i g e n tm o n i t o r i n gs y s t e m i s n e c e s s a r yc o n d i t i o n st oe n s u r eu r b a nr o a dt u n n e lo p e r a t i n gn o r m a lw i t hh i g h e f f i c i e n c y , h a v es i g n i f i c a n te c o n o m i c , s o c i a la n de n v i r o n m e n t a lb e n e f i t s t h es t u d yo f t h ec i t yr o a dt u n n e le m e r g e n c yt e l e p h o n ea l a r ms y s t e mi nt h i sp a p e ri sa ni m p o r t a n t c o m p o n e n t so f r o a dt u n n e lm o n i t o r i n gs y s t e m a c c o r d i n gt ot h ec i t yr o a dt u n n e lm o n i t o r i n gs y s t e mo p e r a t i o nd a t as h o wt h a tag o o d m o n i t o r i n gs y s t e mc a l ln o to n l yi m p r o v et h ea v e r a g ev e h i c l es p e e dd u r i n gt h eh e i g h t , i n c r e a s et h et r a f f i cf l o wd u r i n gp e a l 【p e r i o d st or e d u c et h el e v e lo ft r a f f i cc o n g e s t i o n , b u ta l s ot or e d u c et r a f f i ca c c i d e n t se n s u r et r a f f i cs a f e t y , m a k ef u e le c o n o m yt or e d u c e p o l l u t i o n ，r e d u c et r a n s p o r t a t i o nt i m et or e d u c ev e h i c l ew e a r , u r b a nr o a dt u n n e lt h u s p l a yf a s t ，s a f e ，c o m f o r t a b l ea n de f f i c i e n tf u n c t i o n u r b a nm a dm a n a g e m e n ts y s t e mi n c l u d e sr e a l - t i m em o n i t o r i n g , n o to n l yt om o n i t o r b u ta l s ot oc a r r yo u tt i m e l ya n de f f e c t i v ec o n t r o l ，t om o n i t o rt h em a i nt u n n e lt r a f f i c i n f o r m a t i o nw i t hr e a l - t i m e ，b u ta l s op r o v i d ea d v i s o r yp r o g r a mf o rt h et r a v e l e rb y s u i t a b l em e a n st i m e l y , g u i d e dv e h i c l et ot h eb e s ts p e e d , c o n t r o la n dr e d u c et r a f f i c a c c i d e n t s i tc a nb es e e n ，t h eh i g h w a ym o n i t o r i n gs y s t e mh a sb c t c o m ev e r yi m p o r t a n t n e wa t m o s p h e r et h en e wc e n t u r y , t h er a p i dd e v e l o p m e n to fc h i n a sn a t i o n a le c o n o m y , g d p g r o w t h ，p e o p l e sl i f eq u a l i t yh a sf u r t h e ri m p r o v e da n de n h a n c e d t h en u m b e ro f t r a v e la n dt y p eo fv e h i c l e sn a t u r a lr a p i dg r o w t h ，w i l li n c r e a s et h ep r e s s u r eo nr o a d t r a n s p o r t ，r o a dt r a n s p o r tf a c i l i t i e sa n dc o n d i t i o n so ft h ec u r r e n tc a nn o tm e e tt h e e c o n o m i ca n ds o c i a ld e v e l o p m e n t i m p r o v i n gt h ef u n c t i o no ft h et u n n e li sd i r e c t l y r e l a t e dt ot h es a f e t ya n ds m o o t hf l o wo ft h et u n n e l ，t h et u n n e ls y s t e mp e r f o r m a n c e ， a n du l t i m a t e l ya f f e c tt h e r e t u r no fi n v e s t m e n tc a p i t a la n dc a p i t a lu t i l i z a t i o n t h e c o n s t r u c t i o no fp e r f e c t t u n n e la u t o m a t i cm o n i t o r i n gs y s t e mw i l lb e c o m ea n i n e v i t a b l et r e n d a n a l y s i sa c c o r d i n gt on a t i o n a lc i r c u m s t a n c e s ，p o o rp e r f o r m a n c eo f v e h i c l e s ，t r a f f i cc o m p o s i t i o na n ds t r u c t u r eo fc o m p l e x ，s om u s tl e a r nt h ea d v a n c e d e x p e r i e n c eo ff o r e i g nc o u n t r i e sc o m b i n e dw i t hc h i n a sn a t i o n a lc o n d i t i o n s ，d e v e l o p e d f o rt h es y s t e m sa n ds o f t w a r e 武汉理工大学硕士学位论文 t h r o u g ha n a l y z i n gt h eh i g h w a yt u n n e lt h e o v e r a l ls t r u c t u r eo fi n t e l l i g e n tc o n t r o l s y s t e ma n de m e r g e n c yt e l e p h o n es y s t e m ，m a k ea e x p e r i m e n t a la n a l y s i sm o d e l ，b a s e d o nt h ee x i s t i n gi n t e l l i g e n tm o n i t o r i n gs y s t e m ，ab e t t e rs t r a t e g yf o ra ne m e r g e n c yc a l l a l a r m ，t oi m p r o v et h ef u n c t i o no ft h es y s t e m ，d e v e l o p e df o rt h ea p p l i c a t i o ns y s t e mf o r t h ec u r r e n ta p p l i c a t i o ns e r v i c e s u r b a nh i g h w a yt u n n e le m e r g e n c yt e l e p h o n ea l a r m s y s t e mi sh i g l l l yf e a s i b l ea n dp r a c t i c a lv a l u e ，t h ea l a r ms y s t e mo nt h ec u r r e n td e s i g n o fh i g h w a yt u n n e l sh a si m p o r t a n tp r a c t i c a ls i g n i f i c a n c e k e y w o r d s ：c i t yr o a dt u n n e l ；i n t e l l i g e n tn e t w o r k ；e m e r g e n c yt e l e p h o n ea l a r ms y s t e m ； c a l lf o r w a r d i n g h i 武汉理工大学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i 第1 章绪论1 1 1 概j 2 睦1 1 2 城市公路隧道监控技术研究与应用概况2 1 2 1 国内外高速公路监控技术研究与现状2 1 2 2 国内外城市公路隧道监控技术研究与现状2 1 - 3 紧急电话系统研究与应用概况。3 1 3 1 紧急电话系统的发展过程3 1 3 2 紧急电话系统发展的现状4 1 3 3 公路紧急电话系统的作用5 1 4 本文研究内容、目标及方法6 1 4 1 研究内容、目标6 1 4 2 拟采取的研究方法、技术路线6 第2 章城市公路隧道智能监控系统的结构概述7 2 1 隧道监控系统的意义7 2 2 隧道监控系统功能介绍7 2 3 本章小结。8 第3 章智能网业务简介9 3 1 智能网基本概念9 3 2 智能网概念模型1 0 3 3 智能网和因特网的互联1 4 3 3 1 互联业务1 4 3 3 2 互联体系1 5 3 4 本章小结1 9 第4 章系统功能概述2 0 第5 章系统设计2 2 1 4 1 研究内容、目标6 1 4 2 拟采取的研究方法、技术路线6 第2 章城市公路隧道智能监控系统的结构概述7 2 1 隧道监控系统的意义7 2 2 隧道监控系统功能介绍7 2 3 本章小结8 第3 章智能网业务简介9 3 1 智能网基本概念9 3 2 智能网概念模型1 0 3 3 智能网和因特网的互联。1 4 3 3 1 互联业务1 4 3 3 2 互联体系1 5 3 4 本章小结1 9 第4 章系统功能概述2 0 第5 章系统设计2 2 o s 茸识阴辈髯刨晦千逊 肋”辫茸霉霉 叻”颠琏 妨。爵智与彰贸茸弓辜9 髻 竹。粝、f 辜卓伊s ”崮醇熟d 荤。s 9 “器暂硼鞋# h 廿抽乙s s 。箪斟朝耳目粤乙z s s c 基蔡爨# h 口抽i z s 鸵”锰萃驹爨钵h 廿抽z s z ”窜蜘胃髅罩髯9 i s z “辫娶妊蜘f i 。s 0 ”“嚣珂h d 知p 。i 。s 6 乙辫象h 廿知覃疆i s 比“酵裂矾斯衅洱耍i d v & 乙i 。s 争乙彤观0 i d v ii i s 圪”磁萃鲷辫蒙县印i 。s 茸观砑嘉千逾杀￥工酿涎 武汉理工大学硕士学位论文 1 1 概述 第1 章绪论 我国公路隧道发展起步晚不过发展速度较快，但是从全局上来分析和比较， 我国的道路交通发展水平不是很高，但是我国的经济社会发展的速度却比较快， 城市道路堵车现象越来越严重，在全国所有大中小型城市中，在交通高峰时间 段上主干道机动车的车速有所减小的城市大概有四分之三，经常发生长时间大 面积的拥堵和滞流现象，使居民的出行时间、交通运输成本大大增加。在一定 程度上制约了经济社会的发展和人民生活水平的进一步提高。因为项目费用和 开销的制约以及高速公路上交通流量的特点等等因素的约束和限制，一开通就 具备完善的监控系统的在己经建成的高速公路以及公路隧道上占的比例很少几 乎没有，不过各级相关的主管部门已经开始对交通监控的重要性和意义大都有 了进一步的认识和重视，主要是因为当前的交通安全问题越来越严重。所以在 各级主管部门的指导下一定规模的监控系统先后出现在了相当数量的高速公路 上了。我国的交通监控系统的状况比较差。但是国外的比较起来就先进了许多。 因此大部分也都是从国外引进来的的监控软件。被作为运载工具和交通设施之 间的有效协调的城市公路隧道在改善我国城市道路交通拥堵想象、提高交通的 运营水平、提高管理水平和增强交通运输的能力都等等方面都发挥了十分重要 和积极的作用。截止到2 0 0 0 年初我国已经位居世界上隧道最多的国家行列里来 了。截至到2 0 0 7 年的年底，我国的公路隧道有大约4 7 0 0 多处比上年年底增加 了8 8 0 多处。其中，特长隧道8 0 多处，长隧道6 0 0 多处，中隧道7 5 0 多处、短 隧道3 2 0 0 多处。公路隧道也有其自身独特的特点，它能够让整个系统的效能得 到非常充分的发挥，而且也能够提高投资资金的回报，让项目资金的使用率也 得到大大的提高。因此为了保证隧道的安全与畅通，隧道监控系统尤其是完善 的监控系统是非常必要的。交通流量不畅通，紧急情况不能及时得到处理，就 会埋下安全隐患，这样将直接威胁到行车者的生命和财产安全，作为隧道监控 系统的一个非常重要的组成部分隧道紧急电话报警控制系统，能够有效的保障 隧道交通的安全运营，同时也能为延长隧道的使用寿命和其他相关的系统设备 的使用寿命做出贡献。 武汉理工大学硕士学位论文 1 2 城市公路隧道监控技术研究与应用概况 1 2 1 国内外高速公路监控技术研究与现状 对高速公路监控系统的研究国外先行一步，发展到现在也比较完善了，美国 等发达国家在监控系统的研究方面已经走在世界的前列。美国从二十世纪中叶 就在高速公路方面进行了大规模的修建，又过了十年左右就开始在高速公路的 运行和管理上下功夫了，在一些主要城市的高速公路上都设置了不同规模的监 控系统，以保障安全、协调合作、提高效率、节约能源。像美国相关部门正在 制定一套能够推进全国性的智能运输系统，该系统是一个共同研究、众多组织 协调合作开发、实施、维护的大型系统。它是由先进的交通信息系统、交通管 理系统、公共交通系统、车辆系统、商用车辆运营系统几大子系统构成。智能 运输系统将智能化地收集分析交通数据并将反馈的信息及时传送给系统的操作 者或驾驶员。系统的操作者或车辆驾驶员能够根据接收到的信息迅速作出反应， 使交通状况得到改善。在欧洲等发达国家正是因为在高速公路上设置了比较完 善的监控系统的相关设施，给这些国家的经济效益和社会效益两方面都带来了 极大的提高。 伴随增大的高速公路的覆盖范围、移动通信业务的发展及其他服务工具的产 生和进一步的成熟，中华人民共和国交通部通过总结了高速公路紧急电话系统 运行和应用的实际情况发布了“关于修订l ：公路工程技术标准设置紧急报警 设施规定的公告这个公告是在2 0 0 5 年1 0 月发布的，公告中很明确的将“公 路两侧应设置紧急报警设施 修订成为“公路两侧应合理设置紧急报警设施； 并在( 2 0 0 5 ) 4 9 5 号文件中表示：在新建的高速公路项目从原则上讲不再设置紧 急电话报警系统，的确有需要的情况下可以进行设置。对于长和特长隧道等特 殊地段，为了保证相关的信息能够及时的传出，当发生意外事故后，相关信 息能够及时有效地传递到有关管理部门和救援单位，应该加强设置紧急报警设 施。另外在文件中还明确提出了充分利用移动通信等公共资源的方法。 1 2 2 国内外城市公路隧道监控技术研究与现状 进入新世纪以来，中国的城市公路隧道建设也进入了一个发展新时期。除了 改革开放以来铁路隧道和公路隧道的不断向前发展，现在在城市市政基础建设 过程中，道路资源紧张的矛盾也越来越突出，有效利用地下空间能够缓解地面 2 武汉理工大学硕士学位论文 交通紧张的局面。我国目前以公路、地铁等用途的隧道为主。随着水底隧道建 造技术水平的提高和国家经济社会的向前发展，还将会建造更多的跨江越海隧 道，其中提高机动车辆隧道监控系统水平也就显得尤为重要。近二十年来，随 着我国交通事业的飞速向前发展，隧道因其能缩短行车里程，保障运营安全， 保护生态环境等等优点，得到了广泛的应用，并且越修越长，规模也越来越大。 许多特长隧道、双层隧道、盾构隧道、沉管隧道、大跨度扁平隧道、高海拔隧 道、寒区隧道都先后相继建成了。在可持续发展，切实保护生态环境和有限的 土地资源的战略有效指引下，隧道的建设任务必将越来越重，技术要求也将越 来越高。公路隧道跟通常的路面道路不相同，具有空间相对封闭、视觉环境不 自然、道路机动力差、空气污染严重和辅助设备多等特点，一旦出现故障或事 故就会影响公路交通，而且严重的还会危及人身安全和污染环境。因此，人们 根据公路隧道的结构和运营管理需要，建立起完善的公路隧道监控系统来保证 隧道的安全畅通、提高隧道的通行能力、降低事故的发生率、有效控制隧道内 的环境质量。从6 0 年代初开始，国外就开始相继研究先进的隧道监控系统，欧 洲、美国等西方发达国家先后开发出了相应的隧道监控系统，随着计算机技术、 图形图像技术、控制技术、通讯技术的发展多功能集成化系统成为目前公路隧 道监控系统的主流模式。 1 3 紧急电话系统研究与应用概况 1 3 1 紧急电话系统的发展过程 我国的公路紧急电话报警系统发展经历了5 个时期： 第1 个时期，二十世纪八十年代在天津的某公路沿线安装了一种功能与紧 急电话相类似的设备，这种设备的使用对象是公路治理维护人员，这个时期的 设备算是是我国公路紧急电话的原形； 第2 个时期，历经十年，随着各大高速公路( 比方说：沈大高速) 的开通使 用，一些当时所谓先进的设备，主要技术是采用电缆型紧急电话系统的国外产 品被引进使用。与此同时，我国也加快了自行研究和开发紧急电话系统的步伐。 国内自行研发的同等产品的各项技术指标慢慢达到并且逐渐的超过了国外的水 平。比方说：稳定性。所以国内的产品在各条高速公路上得到了非常广泛的使 用。不过所选用的材料没有发生什么变化，仍然是电缆型紧急电话系统；优点 3 武汉理工大学硕士学位论文 是工程造价较低、实施也比较容易、技术较成熟。但是它也存在一些缺点，比 方说：可靠性较低没有保障、抗干扰能力弱、传输距离不远、系统调试不容易、 维护成本高。 第3 个时期，进入新世纪，我国创新研发的相关新产品逐步取代了电缆型紧急 电话系统，就是光纤型紧急电话系统。它随着光通信技术的发展而产生的，是 目前使用比较多的产品。优点是可利用高速公路通信干线中的富余光纤、传输 距离远而且通话质量相对来说比较好、抗干扰能力也强、可利用双纤跳接组成 环状自愈网，系统可靠性比较高。缺点在于系统施工费用高、造价也高、光纤 利用率低。 第4 个时期，无线型e t 系统是采用无线电波来作为传输介质的，利用的是数字 移动通信网络，设置路侧无线e t 终端，这是目前比较先进的产品。优点是可以 比较方便地接入现有各种移动通信网络、信号的有效覆盖范围广、施工简单、 安装调试起来也比较方便、便于维护和系统扩容、管理维护费用低、可靠性高。 缺点是需安装在通信网覆盖的区域内，在高山、隧道等环境恶劣的地区，通话 质量容易受环境影响。 第5 个时规紧急电话系统的功能趋向多元化了。具有传输语音、数据和图像 业务的综合平台的相关产品逐步取代了原来的只提供语音业务的紧急电话系 统。这个阶段的产品正在进一步的研究和发展当中，从这种趋势可以看出紧急 电话系统的应用前景是非常被看好的。 1 3 2 紧急电话系统发展的现状 近年来，随着计算机技术、通信技术和自动化控制技术进一步的发展，一 些交通监控系统的技术结构和组成也在发生变化。多计算机功能分散的计算机 网络处理方式的出现使得系统可靠性有了极大的提高，程序编制也相对简单， 而且易于功能扩展与维护。据了解一些发达国家高速公路设有紧急电话，韩国、 日本等有的国家甚至设置的密度更高，这在一定程度上说明了紧急电话系统的 重要性。 紧急电话系统首先出现在欧洲一些发达国家，并将其列为公路的基本配套 设施作为提供优质服务的一个象征。公路紧急报警设施是为了达到这种效果而 采取的重要手段，那就是要保证用户能够及时准确地向公路管理部门报告公路 上发生意外事故信息，也是为了达到能够尽快处理交通事故，保护人民生命财 4 武汉理工大学硕士学位论文 产安全，保证公路畅通而采取的重要措施。我国公路紧急电话系统至今已有几 十年的发展历程，中国建设的第一条高速公路沈大高速公路在二十世纪九十年 代诞生之时，就将紧急电话系统纳入高速公路的机电系统建设中。很多制作紧 急电话的生产厂商也就随之产生了，我国的紧急电话产业，可以说是伴随着高 速公路建设事业的发展而兴旺的一项产业。由于市场竞争产品已经完全取代了 进口产品，但是我国生产制造紧急电话的时间还比较短，规模不大，而且从运 营者和使用者的角度出发都有一定的缺陷，比如：固定位置安装，数量较少， 障率很高，使用不便，首次安装投入巨大，维护量大，维护成高，并且不便更 新换代升级。随着市场的激烈竞争，紧急电话市场受到了冲击，企业需寻求新 出路紧急电话后续管理不容忽视。 1 3 3 公路紧急电话系统的作用 随着移动电话被广大用户的使用，现在基本上已经发展到了“人手一部 的境界了，当在高速公路上发生了突发性的意外事故的时侯，大家第一时间可 能会想到用手机来进行报警。用手机报警确实很方便，但是手机能不能将紧急 电话取而代之了? 用手机进行报警一些特殊条件的影响和限制都是难以避免 的。比方说：手机本身坏了无法正常使用、手机电池电量不足了、手机没带在 身上，这些都属于手机本身的问题。还比方说：手机信号因为在比较恶劣的环 境下导致无法将电话拨通，或者是信号能保证通话，但是信号时强时弱，导致 通话质量不高，将信息无法正确的传达出去，这些都属于信号问题。还有一种 原因就是人为的原因，比方说：因为在突发交通事故现场，大脑受到高度刺激， 理不清头绪，导致大脑神经一时短路，在这种情况下，有可能一时半会儿弄不 准相应的呼救电话号码，或者是电话号码拨对了，也接通了电话，但是由于非 常的紧张，导致事发当事人将事发现场信息表达不清楚或者不准确；或者当事 人的心理素质比较好，但是由于没有一定的交通常识，不知道将事发现场的具 体地址准确无误的描述出来，导致无法及时展开救援。还有一种更极端的情况 那就是，以上情况都正常，能够将事故发生现场的情况及时准确的反应出来可 就是没有人理睬，要么就是没有安排人值班，要么安排的人无法及时进行有效 的处理。更有甚者当电话接通了，安排的是一台电脑跟你会话，这就太遗憾了。 5 武汉理工大学硕士学位论文 而如果改用紧急电话进行呼救就能弥补以上的不足，首先从人员这一个方 面来讲，它有着非常严格的值班，时时刻刻都在等待受理求援。从另一个角度 来讲它的处理方式也更加的科学严谨，当接到求援信号后工作人员能够进行及 时而且有效的处理，当遇到重大的交通事故的时候，还可以向上级有关部门申 请求援，这些方面也只有紧急电话系统能够做到，那么手机是无法比的。因此， 没有必要将两者对立起来，我们可以充分利用两者的优势，根据具体情况来选 用一种方式。根据一次调查报告，大多数人都认为不能将紧急电话报警系统这 种报警方式直接抛弃。都认为紧急电话报警系统很重要，而且呼吁将它的功能 更加完善，在遇到一些突发的交通事故的时候可以更好的为大家服务。、 1 4 本文研究内容、目标及方法 1 4 1 研究内容、目标 研究目标：通过对高速公路隧道智能监控系统整体结构及紧急电话系统加 以分析研究，提出一种更好的紧急电话报警策略，即不仅能够连接呼叫，还可 以根据被叫状态( 忙，拒绝接听，无应答，关机) 进行呼叫转移。 研究内容：本课题的研究是为了给隧道紧急电话报警系统的设计提供理论 支持，一个好的判断策略可以较大的提高系统的准确率和效率。 通过分析和研究了智能网和因特网体系结构及其关系，结合智能网通讯业务在 i n t e r n e t 上的应用，提出了一种实现i p 电话的连接呼叫及其转移的解决方案。 1 4 2 拟采取的研究方法、技术路线 ( 1 ) 对各种智能监控系统方案进行分析比较 ( 2 ) 分析各种智能监控系统中的电话系统的实施方案，分析比较优缺点 ( 3 ) 确定通过对智能网与因特网互联的技术的研究进行设计与实现 拟解决的关键问题： ( 1 ) 选用哪种技术进行紧急电话的呼叫连接 ( 2 ) 如何判断被叫状态 ( 3 ) 如何实现根据被叫状态进行呼叫转移 6 武汉理工大学硕士学位论文 第2 章城市公路隧道智能监控系统的结构概述 2 1 隧道监控系统的意义 城市公路隧道是公路的特殊构造物。由于隧道的相对封闭性，行车环境的 复杂性，及其自身具有的特点，比方说：车速高、车流量大以及照明较差、空 气质量不高、环境噪声大，容易发生交通事故，隧道内的设施种类繁多、数量 大，容易引起隧道内电器设备着火。所以对隧道的运营管理尤为复杂，要求也 很高。确保隧道路段的行车安全有着重要的意义。在高速公路隧道内发生行车 事故所造成的损失会更大，处理更难，中断行车的时间会更长。所以，减少和 预防隧道内行车事故的发生也就显得格外重要。保证隧道的运营安全，隧道完 善的监控设备和准确的控制系统功能正是适应这种需求的最有效手段。 高速公路隧道监控系统的主要设计目标如下：保证隧道设备的安全运行， 确保隧道行车舒适、安全、高效、流畅；万一发生了像火灾或者是交通事故的 时候能够做的及时有效的处理，尽量将事故造成的人员和财产损失降到最低， 还有就是要将隧道内的相关情况比方说：交通情况，环境情况，和各种设备的 运行情况能够实时的反馈给相关的管理部门，以便能够提高相应的运营管理质 量和水平。 2 2 隧道监控系统功能介绍 隧道监控系统由隧道检测与控制设备及各类传感器设备等组成，是将隧道 数据检测、传输、处理、信息采集、监视、控制、管理集成于一体的计算机智 能管理系统。系统能够对隧道内的交通情况、通风状态、照明状态、火灾状态 等进行实时的监测，及时准确地处理隧道内火灾发生时的通风、照明，以及交 通事故发生时的有效疏通，并给出正确的事故处理方式和交通诱导方案，并能 够进行合理有效的控制。 隧道监控系统按照各个子系统可分为：中央控制管理系统、信息传输系统、 交通监控系统、环境监控系统、视频监控系统、紧急呼叫系统、火灾报警系统、 7 武汉理工大学硕士学位论文 通风控制系统、照明控制系统、排水控制系统、电力监测系统等。随着我国公 路建设里程的增加、路网的形成，公路隧道已经由建设期转向营运管理期。 2 3 本章小结 如何为公路隧道使用者提供更优质的服务，如何提高用户的满意度、完善 服务功能从而提高市场竞争力已成为各路公司需要着重解决的课题。各条公路 隧道已建成的紧急电话系统已为用户提供了一种紧急情况下的呼救手段，但是 随着公路路网的形成，车流量的增加，仅有现有紧急电话一种单一服务方式则 有较大的局限性，与用户的实际需求仍有较大的差距。 8 武汉理工大学硕士学位论文 第3 章智能网业务简介 3 1 智能网基本概念 在通信事业飞速发展的形势下，电信网络运营者在市场中的竞争就越来越 激烈。如果单单依靠现有的技术来确保电话高质量和无故障就会被市场所排斥， 但是如果是采取低价位的方法，无疑会在市场的竞争中被淘汰。因为当前的用 户的需求越来越趋向多元化。在这种市场多元化的趋势的指引下，各种具有吸 引力的客户新业务就成为了市场竞争的焦点。智能网( i n i n t e l l i g e n tn e t w o r k ) 在这方面的需求能够给以最合适的支持，所以也就成为了电信业务目前发展的 新目标。 1 9 9 2 年国际电联i t u - t 公布了q 2 0 0 0 系列建议，即智能网能力集1 ( c s 一 1 ) ，正式命名了智能网一词。智能网是在现有交换与传输的基础网络结构上， 为快速、方便、经济地提供电信新业务而设置的一种附加网络结构。由此可以 看出，i n 是以提供新业务为目的的一种技术手段。智能网的基本特点有： 1 业务控制与交换功能分离 传统的数字交换技术对一次电话呼叫的基本呼叫控制和对新业务的特殊控 制全部由网络上的交换机承担，这样每增加一种新业务都需要对交换机进行改 动，造成新业务生成周期长、交换机软件的可靠性有所下降、新业务所需提供 费用庞大等等问题。智能网的基本思想是把对新业务的控制从交换机中分离出 来，把智能化和交换功能分离开来，由附加的智能网络层完成对业务的集中控 制。这样，不论是增加新业务，还是从网上撤销一个业务，只需要增加或撤销 业务控制点中的业务逻辑和数据而完全不需要交换机的软件，使新业务的提供 变得简单而且易行。 2 业务快速实现 智能网的体系结构能够支持快速的生成业务。与传统的使用某种程序设计 语言编写新业务控制软件的方法有区别，智能网技术由业务的需求出发，归纳 并且定义基本的网络功能，比如运算功能、比较功能、转移功能等等，这些基 本功能与具体的业务没有关系，也就是说，各种业务都可以随意使用这些基本 9 武汉理工大学硕士学位论文 功能去控制业务的执行过程。这些基本功能称作与业务无关的构件( s i b ) 。用 s i b 拼接成业务逻辑再加上业务数据，就可以控制业务的执行。在智能网的这种 构架支持下，业务的生成和提供跟原来比较起来大大的方便了。 3 标准化的通信接口 智能网是一个新型网络结构，各个i n 功能实体( s c p 、s s p 、i p 等) 之间需 要通过消息流的交互来协调各自的动作。这些消息流的集合构成了智能网应用 协议( i n a p ) ，专门用于i n 功能实体之间的通信。i t u - t 根据智能业务的发展， 先后推出了c s - 1 和c s - 2 阶段的i n a p 协议。这是实现多厂商智能网设备组网互 连的基础。一种i n 设备，只有具备了符合i n a p 标准的通信接口，才可能通过 国家电信机构的测试并入网，与网络上的其他i n 设备进行互连互通。 4 新技术的综合应用 智能网是以快速提供新业务为目标的全新网络结构，它改变了原有电信网 络的布局，增加了一些功能部件用于集中的业务控制。智能网是种将最新的 通信技术与计算机技术集合为一体的高科技产品，因而在实现智能网时综合应 用了各种相关领域的新技术，如在程控交换技术中加入一些检测点，增加7 号 信令的事务处理接口t c a p ；与p s t n 之间的通信使用了7 号信令、x 5 0 0 协议和 x 2 5 接口和协议；使用了大型数据库技术和面向对象的软件技术等等。 3 2 智能网概念模型 智能网的来源实际上就是当前的电信网。只不过是在现有电信网基础上附 加的一个网络结构，就是i n c m ( i n t e l li g e n tn e t w o r kc o n c e p t u a lm o d e l ) 。 i n c m 将智能网用一个四层平面模型来进行表示，每个层面代表提供的网络能力， 当然是从不同的角度来进行分析的。它主要运用的技术是层次化和结构化面向 对象的相关原理。其中从上到下第一层是业务层第二层是全局功能层第三层是 分布功能层第四层是物理层。如图3 - i 所示： 1 b u s i n e s sl a y e r ( 业务层) 第一层是b u s i n e s sl a y e r ，这一层主要反映了智能网能够向用户提供哪些 业务。由图l 可见，每一种业务由业务属性( s f ) 组成，一种业务可具有一种或 者多种业务属性。i t u 在c s - i 中示意性的提出了2 0 多种业务和接近4 0 种业务 属性。 不同的业务所具有的业务属性可以相同也可以不相同。当然单个的业务属 l o 武汉理工大学硕士学位论文 性可以被视为最小的业务单位。比方说：c a l lf o r w a r d i n g 这个业务，它既能够 被看做是一个业务属性，也能够被看做是一种单独的业务，并且当它被看作业 务属性的时侯可以为其他的业务所拥有。比方说被叫的集中付费这个业务可以 具备c a l lf o r w a r d i n g 这个业务属性，那么这时的c a l lf o r w a r d i n g 被看作是 一种业务属性。当然了，c a l lf o r w a r d i n g 本身也可以被看做是一种业务。 i nc s - 2 又补充提出了1 6 种新业务和6 4 种新业务属性。随着业务的需要， i n c m 的业务层将不断增加新的业务。到c s - 3 的时侯，业务层将可以提供更多的 相关的智能网业务。 2 g l o b a ll a y e r ( 全局功能层) 紧接着的是g l o b a ll a y e r ，该层将智能网网络平台的开放性给呈现出来了， 在这个全局功能层里实际上将i n 看成是一个整体，采用构造业务的可重用软件 功能模块来标识网络的基本能力，而后描述实现业务层中的所确定的业务和业 务属性主要是通过将这些模块如何组合在一起来进行的。 这些软件模块覆盖了所有的基本能力，比方说网络的鉴权、号码互译、连 接、数据查询和修改、计费等等。i t u _ t 在i nc s - i 中定义了l o 多种功能模块， 称其为s e r v i c ei n d e p e n d e n tb u i l d i n gb l o c k ( s i b ) ，这些功能模块可以满足 c s - i 中的接近4 0 种业务特征的需要。这些功能模块比方说有：记录呼叫信息 s i b 、业务数据管理s i b 、状态通知s i b 、基本呼叫处理b c p 等等。 后来c s - 2 在c s - i 的基础上又增加了几个新的s i b ，比方说连接s i b 、分割 s i b 、生成业务处理s i b 等等，主要就是为了满足网问业务、多用户业务、业务 管理业务和业务生成业务