高速公路监控系统需求说明书.doc
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恒生电子股份有限公司监控系统软件需求说明书
1.引言
1.1编写目的
本文给出的是“浙江省高速公路联网收费系统设计及软件开发工程”项目软件系统之监控系统的需求分析说明，包括功能需求、性能需求、接口和用户介面需求以及属性、设计约束等，为下一步软件设计提供依据等。
目的在于：
l为编码人员依据；
l为修改、维护提供条件。
本书预期的读者包括：
l项目开发人员，特别是编码人员；
l软件维护人员；
l技术管理人员；
l执行软件质量保证计划的专门人员。
1.2背景
根据《浙江省国民经济和社会发展“九五”计划和2010年远景目标纲要》，交通建设部门结合该省经济发展格局、城市和港口布局以及已有的路网结构，规划建设“两纵、两横、十连、一绕、一通道”公路主骨架。
为了达到综合提高省内高速公路网的经济效益和社会效益的目的，实施浙江省高速公路联网收费系统，其主要内容是设计、建设完成全省高速公路网的收费结算、交通监控、通信的统一管理的网络系统并设计完成高速公路收费、监控和通信系统的规范标准。
交通监控系统是整个联网收费系统中一个重要的组成部份。
高速公路道路条件好，车流量大，车速快，但是随着各条高速公路开通、路网形成后，交通量不断增长，如果没有先进的交通监控、管理措施就很容易发生交通阻塞或恶性交通事故。
因此必须根据各条道路交通量的增长和路网的开通情况制定相应的监控措施，配备相应的监控设施，实时检测，监视异常状况，采取措施，排除故障，充分发挥高速公路的综合效益。
全省联网收费的实施，更可从全局的高度制定路网交通监控的策略和控制方案，为高速公路发挥最大的经济效益和社会效益创造了必备的条件。
监控系统以优化交通管理，缓解突发事件引起的拥挤和阻塞，保障道路安全，保证整个路网的正常运行为目标。
系统能检测路网交通量分布和气象情况，搜集道路使用和车辆运行信息，准确掌握整条路网的运行情况。
系统能通过全路网的监视，采取必要的控制手段，来最大限度地提高路网通行能力。
同时系统能提高路网服务水平，减少意外事故对交通的影响，加快事故和意外情况的处理速度，及时疏散阻塞的交通流，减少交通延误及各类损失。
监控系统由两部分组成：
一是交通状况的监测，采集交通及道路环境数据。
二是通过现代的计算机和自动化技术对交通流实施控制，把客观上的交通需求在时间、空间上进行合理的调整和分配。
经双方协商，决定恒生电子股份有限公司承担开发本项目。
关于项目名称，双方约定：
中文全程：
浙江省高速公路联网收费系统设计及软件开发工程
中文别称：
联网收费系统
英文缩写：
IPOTSE（Inner-ProvinceOnlineTollSystemEngineering）
1.3定义
委托方（甲方）：
浙江省公路管理局
开发方（乙方）：
恒生电子股份有限公司。
1.4参考资料
【1】浙江省高速公路联网收费系统设计及软件开发工程招标文件，浙江省高速公路管理局，1999
【2】招标文件补遗书（第1号），浙江省高速公路管理局，1999
【3】浙江省高速公路联网收费系统设计及软件开发工程合同及方案说明，2000
【4】《智能运输系统发展战略研究》，交通部公路科学研究所，1998
【5】《网络环境下不停车收费系统行业联合攻关指导性意见》，1999
【6】《浙江省公路建设规划1996~2010》，浙江省交通厅，1996
【7】《浙江省公路主枢纽站和战场布局规划1996~2010》，浙江省交通厅，1996
【8】《浙江省公路水路交通建设规划纲要1996~2010》，浙江省交通厅，1996
【9】《浙江省公路水运运输量和交通量预测1996~2010》，浙江省交通厅，1996
【10】《高速公路立体交叉规划与设计》，罗霞，成都出版社
【11】《交通控制系统手册》，美国运输部联邦公路局，人民交通出版社
2.任务概述
2.1目标
2.1.1开发目标
浙江省高速公路路网监控系统的建设是以预防或缓解突发性事件所引起的拥挤和阻塞，保证整个路网的正常运行为目标。
l监控路网交通运行情况，及时预告交通拥挤和阻塞路段；
l平滑路网交通流、控制车速，减少交通拥挤和阻塞；
l及时发现和处理交通事故，减少二次事故的发生；
l保证路网的服务水平、通行能力，减少车辆延误；
l检测全省路网交通量分布和气象情况，收集道路使用和车辆运行信息，准确掌握整个路网的运行情况。
l实现全省路网的匝道控制，主线控制和路网协调策略，调配路网交通运行状态，保证路网的交通畅通。
使整个路网发挥最大的通行能力。
浙江省高速公路路网监控系统分为监控总中心——监控中心——监控分中心——监控外场设备四级，其结构如下图所示。
监控中心
监控中心
监控总中心
监控分中心
监控分中心
监控分中心
监控分中心
······
车辆检测器
能见度检测器
气象检测器
可变情报板
可变限速编制
摄象机
紧急电话
车辆检测器
能见度检测器
气象检测器
可变情报板
可变限速编制
CCTV摄象机
紧急电话
浙江省高速公路路网监控系统结构图
浙江省高速公路路网监控系统采用分级控制策略。
即监控分中心直接负责路段的实时监控，也是实施交通监控系统功能的执行机构；监控中心负责各监控分中心的数据汇总、统计，并具有对外场设备的控制权，当没有监控分中心时，监控中心直接实施监控分中心的功能；监控总中心主要负责全省路网交通运行情况的监视、监控信息的汇总、统计及各条路的协调控制。
交通监控总中心设在浙江省公路管理局收费结算中心内，每条路设立一个监控中心，对于所辖里程长、区域多的，在其区域管理处设立监控分中心。
浙江省高速公路路网监控系统由各级（总中心——中心——分中心）监控系统组成，各级监控系统通过通信处理子系统分级联系。
监控总中心系统模块结构如下图所示：
监控总中心
各监控中心
GIS系统
视频系统
对外发布
通讯系统
系统管理
通讯系统
接口
数据库
路段监控
系统
2.1.2设计原则
l可用性
本系统管理的数据是浙江省高速公路路网的交通、气象、环境以及交通控制的信息。
因此必须针对浙江省高速公路路网当前的现状和未来的发展规划，规范数据的管理，保证数据的一致、准确性和实时性。
系统必须做到可用、实用、够用。
l先进性
在系统建设过程中所采用的必须是在国内外处于领先水平，并且也是目前国际上所广泛使用的各种技术，如组件化技术、GIS技术、数据库技术，把各种技术融合在整个系统中。
l可靠性
系统在发生故障或输入数据不合理等情况下有较高的抗干扰能力和控制事故的能力，以免系统发生停顿或遭到破坏而影响工作。
l安全性
监控系统中所处理的数据有许多数据比较重要，为浙江省高速公路路网监控的决策者提供可靠依据，各种数据不能随意存取和改动，因此必须对系统数据的存取和改动进行严格控制，对系统数据进行有效的保护，以避免对数据的非法操作。
l可操作性
监控系统的操作人员是公路局的管理人员而非计算机专业人员，为使系统有效的发挥作用，要求系统容易理解，人机界面简明清晰直观，功能实用，操作简单方便。
l可扩充性
随着浙江省高速公路路网的逐步建成，系统使用程度的日益加深，其应用面及与外系统的接口必然会越来越广，因此系统必须具有良好的可扩充性，为今后系统的升级和其他系统的互连提供良好的接口。
2.2用户的特点
监控系统的操作人员是公路局的管理人员而非计算机专业人员。
2.3假定和约束
本节无内容。
3数据需求
3.1数据描述
结合计算机系统数据处理的不同方式，把监控系统涉及的数据分为三类：
l基本数据
用于描述本系统应用领域——高速公路监控系统所涉及的对象（主要指设备）的数据和相应的某些操作的描述。
l管理数据
本系统作为计算机系统，具有计算机系统的一般管理特征，如权限管理。
管理数据指这些管理所涉及的数据。
l统计数据
主要指本系统所涉及的报表和图表，一般只在界面显示，不存入数据库。
3.1.1基本数据
本系统根据浙江省高速公路路网监控系统的客观现实情况提出广义上的“设备”概念。
广义上来说，系统中的设备指系统中所有的客观实体对象，这些对象具有地理特征，都可以在电子地图上显示出来；包括浙江省基础地理数据、高速公路路网、高速公路沿线的设施（包括监控通信收费设施、服务区、养护工区等）、高速公路的重要基建部分（如立交、桥梁、隧道等）、监控外场设备（包括车流量检测器、气象检测器、能见度检测器、可变情报板、可变限速标志、紧急电话、摄象机等）。
狭义上来说，系统中的设备专指监控外场设备，包括车流量检测器、气象检测器、能见度检测器、可变情报板、可变限速标志、紧急电话、摄象机等。
本系统约定，通常所说的“设备”指广义上的设备，狭义上的设备用“监控外场设备”来代表。
l设备属性
系统中的设备具有三种属性：
几何图形属性、基本属性、运行属性（包含实时信息和工作通信状态信息）。
1）设备的几何图形属性：
指该类设备在电子地图上所显示图形的几何形状，主要分为三种：
点、线面，另外文字标注也是电子地图上常用的几何图形对象。
2）设备的基本属性：
指设备的静态信息，不同类型的设备具有不同的基本属性，主要包括设备编码、设备名称、设备生产厂家、设备地理位置等等。
3）设备的运行属性：
指设备的随时间发生动态的属性，设备的工作状态信息包含在内；不同类型的设备具有不同的运行属性，并且差异很大，具体请看下列表。
l设备唯一性
对本系统中的设备进行统一编码，设备之间的关联通过编码完成。
编码如下：
1）路编码
考虑到将来省际联网的需要，路编码的码长取4位，由两部分组成，形如XXYY，其中XX代表省份，取值在10～99之间，具体可参照GB/T2260-1995“中华人民共和国行政区划代码”，取省际区划国标编码的前两位，浙江省的国标编码为“330000”，那么XX取值就为33。
YY代表道路的编号，取值在10～99之间，
路编码=XX*100+YY
其中，XX为33，因此道路内码在3310～3399之间。
这种编码方案能够编入90条高速公路，能够满足浙江省现在以及将来发展的需要。
按照上述规则，浙江省已建、在建和规划建设的18条高速公路的编码方案如下表：
序号
项目名称
等级
路编码
1
两纵
沪杭
高速
3310
2
杭金衢
高速
3311
3
甬台温
高速
3312
4
两横
杭宁
高速
3313
5
杭甬
高速
3314
6
金丽温
高速
3315
7
十连
上三
高速
3316
8
甬金
高速
3317
9
椒缙
高速
3318
10
乍嘉苏
高速
3319
11
杭徽
高速
3320
12
申湖皖
高速
3321
13
杭新
一级
3322
14
丽龙
一级
3323
15
龙丽
一级
3324
16
皖衢闽
一级
3325
17
一绕
杭州绕城
高速
3326
18
一通道
杭州湾通道
高速
3327
2）监控（分）中心编码
中心、分中心编码长度为7位，编码形如XXYYTZZ。
其中XXYY为路编码，T表示分中心的性质，以1、2、3表示为
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