计算机远程监控系统在道路中的应用-

1、科技信息2010年第19期SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION0引言当前的信息时代,是一个构筑网络基础之上的时代,现行的各种通信技术将世界连为一体,人们在任何地方都可以传递所希望的信息;同时,基于网络的各种新兴应用也在的迅速发展。未来必将是一个网络化的时代。计算机网络应用需要占用很大的带宽,以前由于带宽的限制,应用不多,现在由于宽带网的迅速普及,以及数字音频,视频压缩编码技术的日益成熟,计算机网络应用已逐渐普及,计算机远程监控系统技术也逐步发展成熟。1远程监控系统的组成以及关键技术1.1远程监控系统的组成现在大部分的计算机远程监控系统能够通过网络完成对本地或远地

2、的受控站点的图像、声音监控。用户可以采用数字专线或者采用调制解调器将受控站点连接到企业的Iniranet上。将远端图像、声音编码压缩后,利用较低的带宽通过Intranet送到主控中心,主控中心解码后显示远端图像和声音并对现场进行监控。而对于公路监控系统性能的要求:监控系统应及时收集道路运营、车辆运行、气象等信息:系统能对高速公路应能实现全程、实时、不间断的监控;系统应具有自我诊断功能;系统设备应有一定的冗余设置,以确保系统的可靠、安全。1.2远程监控系统的关键技术未经压缩的视频和音频数据需要非常客观的存储空间,即使使用光盘存储技术,未经压缩过的视频也常常是不实用的。在多媒体计算机远程监控系统中

3、,需要处理大量的视频图像数据,因而,图像的压缩编码和解码技术十分重要。现在己有多种压缩方法用于监控系统,比较普遍的有:JPEG(对单幅图像、H.261(Px64,用于视频、MPEG(用于视频和音频。视频、音频属于连续媒体,在网络上实时传输是实现实时监控系统的基础。音频传输速率较低,可接受的位错率和组错率要求相对较低,但实时性、连续性要求较高。最人可接受的延迟应小于0.25秒,采用分组交换方式传输音频的最大时延(相邻主机间的延迟应小于10ms,端到端的延迟应在0.3秒以下。2远程监控系统的设计方案2.1分布式监控系统随着分布式计算机系统的出现,较复杂的控制系统便开始采用了多台微机分别对各个对象或

4、设备进行控制,而各台微机之间又通过数据通信进行信息交换和相互协调,这就是分布式的计算机控制系统。基于DCS的分布式远程监控系统,分四个层次:监控中心的监控计算机、现场工控计算机、现场控制柜(LCU和外场设备,上层的监控计算机和现场工控计算机和其它计算机组成一个局域网,现场工控计算机和现场控制柜组成工业以太网或者光纤环网,而每个现场控制柜和外场设备通过现场总线进行通信。这样每个现场控制柜(LCU控制一定数量外场设备,可以构成一个独立的控制回路,也就是说,其中某一个LCU损坏不影响其他LCU的正常工作。这充分体现了分布式的优势。2.2集中式监控系统集中式监控系统应用较早,在我国的小型的自动化控制中

5、应用比较广泛。一般分为三个层次:监控计算机、控制单元和现场的传感器、执行部件等外场设备。其中控制单元PLC直接与所有的传感器、执行部件等外场设备相连,这样控制单元只使用一个PLC就可控制所有的外场设备。高速公路监控中心计算机系统采用C/S(即客户机/服务器工作模式,服务器负责运算与信息存储,客户机负责处理用户界面。服务器和工作站通过计算机网络设备连成一个局域网。监控中心局域网除了挂接上述的服务器和客户机外,还外接打印机、光盘刻录机、扫描仪等外围设备。同时通过相关的计算机对大屏幕投影仪、视频切换矩阵、电视墙、地图板等设备进行控制。路段设备的采集信息通过专线调制解调器及金属缆送至通信工作站,再将数

6、据传至监控中心计算机局域网。外场信息发布由计算机系统经通信工作站,并通过调制解调器将信息在外场设备上显示。另外,还有闭路电视监控系统、紧急电话系统和收费计算机系统。闭路电视监控系统路由段外场摄像机、隧道摄像机、图像处理终端、图像传输设备及附属设施构成。图像处理终端设在监控中心内,通过视频监控工作站进入监控中心计算机系统。紧急电话系统通过专门的紧急电话工作站对高速公路上的紧急电话进行管理,并及时将紧急电话的信息通过局域网传给图形处理工作站进行地图板显示。收费计算机系统,数据传给服务器数据库。2.3远程监控系统的分析设计UML是一种标准的图形化建模语言。它的作用域不仅局限于支持面向对象的分析与设计

7、,还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。UML是一种标准的表示,而不是一种方法。UML只定义了一些图以及其意义。UML为不同领域的人们提供统一的交流标准。UML用于对复杂软件系统的各种成分的可视化,说明和构造系统模型,以及建立软件文档。UML建模过程是一个递增的开发过程。使用此方法,不是在项目结束时一次性提交软件,而是分块逐次开发和提交。在系统开发不同阶段,使用UML为系统建模,可以通过建立不同的模型,从不同的视角,以不同的详略程度对系统进行描述。通过绘制UML图形,可以从不同的抽象角度使系统可视化。UML建模的实际过程如下:(1需求:远程监控系统的正文需求规格说明应当由代表系统最终用户的人

8、员提供,内容包括系统基本功能需求等。由于基于UML的系统开发采取增量和迭代方式,系统需求中仅需要体现系统的最基本功能,而其他具体功能的实现在以后完成。(2分析:分析的任务是找出系统的所有需求并加以描述,同时建计算机远程监控系统在道路中的应用王猛(大连交通大学软件工程学院辽宁大连116052【摘要】本文在研究计算机远程监控系统在公路中的应用的基础上提出了远程监控系统的基本模式和结构设计。并对远程监控系统实现的关键问题:远程监控系统的实时性;远程监控系统的网络安全进行全面分析,提出了相应的解决方案。对计算机远程监控系统的研究它不仅实现了公路智能化远程监控,而且为我国最终实现计算机化建设打下了良好的

9、基础;对其它类性质的远程监控系统的研究在理论应用上提供一定的借鉴。【关键词】计算机;远程监控系统;结构设计;网络安全IT论坛65科技信息SCIENCE &TECHNOLOGY INFORMATION 2010年第19期(上接第44页术的缺陷,所以本系统采用的是无线传输方式保证了信号传输的质量。本终端在部分小区的监控系统中投入使用,取得了满意的效果。【参考文献】1曾孝平,吴建军.基于GPRS 无线传输的数据采集器设计J.自动化与仪器仪表,2009,(4:28-30.2柳迎春.基于PLC 和GPRS 的无线路灯监控终端的设计J.智能电器与计算机应用,2009,23:20-23.责任编辑:常

10、鹏飞科立模型,以定义系统中的关键领域类,应由系统用户和开发人员合作完成。(3设计:设计阶段的任务是通过综合考虑所有的技术限制,以扩展与细化分析阶段的模型。进一步细化分析阶段所提取的类,并且增加新以处理诸如数据库、用户接口、通信、设备等技术领域的问题。(4实现:构造或实现阶段是对类进行编程的过程。高速公路监控系统是大型监控系统,它使管理部门能全面掌握和了解路段、隧道的交通、环境和设备运行状态,提高路段和隧道营运的科学管理水平;保证上界高速公路设备的安全运行,确保行车舒适、安全、高效、流畅;合理组织交通,防止交通阻塞,减少由于交通阻塞、偶发事故、道路维护、施工及隧道环境对交通的影响,提高流量,增加

11、经济效益;能够预防高速公路上的交通事故;及时发现交通事故,迅速调度,增强管理部门对交通异常事件的处理能力,把事故造成的损失减至最低;降低事故严重程度,尽可能避免二次事故的发生;保证营运高效、节能、低成本,综合提高整个营运的总体经济效益和社会效益。监控中心实时采集管理区段内的各种数据,对它们进行实时运算、分析与处理;并具有事故检测功能;交通控制方案自动选择功能;显示功能;统计、查询功能;图像监视功能:系统设备检测功能;协调处理系统内部交通管理业务功能等,以确保本路段交通通畅。实施对全线的宏观管理和调度汇总、处理数据,并实时上传监控总中心。本监控系统的具体任务如下:(1信息采集。采集路段上和隧道内

12、的设备的各种数据(交通量、速度、占有率、车头距、CO/VI 检测值、光强检测值、火灾报警、事故等。(2信息处理。对采集到的数据进行实时运算、分析处理及存储在数据库服务器。(3查询统计。对数据库服务器上的数据进行处理生成历史数据,供用户进行统计、查询等。(4模拟屏的显示控制。根据采集来的外场设备数据,实时刷新模拟屏上的显示信息,让监控中心的工作人员及时了解整个高速公路设备的运行情况。(5大屏幕投影仪控制及报警录象。根据需要将指定的监视器画面切换到大屏幕投影仪,进行观察和跟踪,一旦发生报警还可以对报警点进行录象。(6实时下发控制命令。根据对外场设备及高速公路的监视,通过监控管理机下发实时控制命令控

13、制外场设备的运行等。(7报警器报警及广播。检测到有报警时,打开报警器报警,还可根据情况进行全路广播。(8降档模式的切换。一旦网络发生故障,在监控中心无法对外场设备进行控制时,系统应该自动进入降档模式工作。(9视频监控。对公路全程视频监控,可以切换特定的摄像机和监视器。本项目是一个大型综合监控系统,我们首先根据上面的需求分析,对系统进行模块划分,在UML 建模中,包是一种概念性的模型管理的图形工具,只在软件的开发过程中存在。一个系统的框架、模型、子系统等也都可以看作是特殊的包。按照监控系统需求分析,系统按功能划分为六个子系统,系统模块划分及各个模块的具体功能如下:(1数据库服务器:监控系统的核心

14、部分,负责数据存储、数据库管理,提供网络共享信息服务、并对数据进行综合处理和打印服务管理。(2路段通信模块:主要管理路段各种数据通信,采集数据信息,进行类型识别,将数据信息进行分类处理、格式转化后存入数据库服务器;向下发送协调控制指令并进行时钟校对。(3路段监控模块:主要功能是负责根据服务器所提供的系统数据,进行综合分析处理后生成相应的控制策略,选择合理的控制方案,自动形成对可变情报板、可变限速标志、交通信号灯等外场设备的控制命令,操作员也可通过手动录入指令向外场数据终端发出控制命令。(4信息管理模块:主要负责对原始数据分析产生的历史数据及人工输入的事件数据以报表或图形方式显示并进行打印及查询

15、。包括数据处理、查询打印、统计打印和维护。(5图形处理模块:主要功能是将采集和分析得到的各种数据以及路线走向、沿线设施位置、外场和隧道内设备布设、检测参数、工作状态等道路交.通状况以图形和数字相结合的方式直观的显示出来,并动态刷新模拟屏。触发器对数据库开发过程中遇到的问题,往往会有独到的解决方法。它的特点是:能使数据库的设计变得简洁和高效,一旦被定义,就存在于后台数据库系统中,并会在相应条件下自动地隐式执行,从而使得它的设计的平台无关,又免除了前台相关的数据操作设计。基于触发器的特点,本系统中在分散数据的集中管理,历史数据表的生成,不同子系统间的接口的三种情况下使用了触发器。3远程监控系统存在的问题由于远程监控的对象是现场的控制系统,这就要求整个远程监控应该完备地考虑以下几点:3.1要保证实时性,即要在限定的时间内正确的完成数据的传输、处理,控制系统的大部分是实时系统,实时性的要求就显得特别重要。3.2要保证可靠性和容错性,即要求在系统出现故障的情况下,能