中文摘要：在解析了循环式远动规约( 即CDT 规约) 的基础上, 分别探讨了变电站系统与高速公路监控系统的系统体系结构与数据信息, 提出了电力远动通信协议在高速公路监控系统上的移植, 并拟定了高速公路监控系统通信协议的报文格式。英文摘要：Based on the analys is of CDT protocol,this paper discus ses the sys tem s tructure and the data information of the trans -
former subs tation and the monitoring sys tem for freeway.Producing the transplanting of power telecontrol communication protocol
to traffic monitoring sys tem for freeway.And drafting format of communication protocol of monitoring sys tem for freewa

余臻

刘志雄

李杰

Xiamen University Institutional Repository

目前国内高速公路监控系统开发尚属初期 , 各地监控系统所采用的通信协议参差不齐 , 因此统一全国各地信息数据传送的通信协议的任务首当其冲。1 高速公路监控系统1.1 目前高速公路交通监控系统的体系结构根据高速公路里程长短、道 路 状 况 和 监 控 功 能 需 求 的不同 , 监控中心有集中式和分布 式 等 形 式 。 对 于 集 中 式 而言 , 一条高速公路只有一个监控中心 ; 对于分布式而言 , 一条 高 速 公 路 可 能 有 一 个 监 控中 心 , 下 辖 若 干 个 监 控 分 中心 , 每个监控分中心管辖一个路段。如图 1 所示。1.2 系统目标与功能便 于 高 速 公 路 管 理 部 门 及 时 掌 握 交 通 流 的 各 种 数 据 和 信息 , 通过计算机软件对信息进行处理分析 , 形成控制策略 , 及时发布各种控制命令、交通信息 , 及时向有关部门提供各种服务 ,使车辆驾乘人员感到快速、安全 , 保证高速公路的安全畅通。系统一般应具备下列一些功能 : 各出入口和关键路段车流量计数 ;各重要路段车辆速度采集 ; 复杂路段气象信息采集、编辑和发布 ; 可变限速标志显示 ; 隧道等重要路段交通灯控制 ; 设备状态监测和报警。1.3 系统的数据信息监控系统收集所辖范围高速公路的各外场设备相关信息及发布相关命令给特定的外场设备。这些数据信息主要指各外场设备的属性及参数 , 按数据性质不同大致可分为交通状态监测信息、气候环境监测信息、结构物状态监测信息 , 设备工作状态、控制信息等 , 表 1 为现场信息采集的内容及分类 :2 通信协议移植的设想高速公路监控系统的体系结构与变电站通信系统的体系结构相类似 , 并且当今全国高速公路监控系统缺乏统一的数据通信协议 , 可以考虑将电力远动的相关协议移植至高速公路监控系统 , 中国电力系统的相关协议引用了国际协议 , 经多年运行 ,技术成熟 , 参考资料较多。电力的“远动”实际上就是一种远程监控 , 相对于高速公路的监控 , 只是监控对象的条件有所不同。变电站通信系统的数据信息比高速公路监控系统的数据信息更为丰富 , 变电站通信系统的状态变位、告警信号、测量值、以及控制命令完全可以覆盖高速公路监控系统的所有数据。目前笔者正在学习的电力系统远动通信协议包括 : 循环式远动规约 ( CDT) 、MODBUS 以及 3720 协议 , 鉴于 CDT 规约固有的可变帧长度、多种帧类别循环传送、变位遥信优先传送 , 重要遥测量更新循环时间较短 , 区分循环量、随机量和插入量采用不同形式传送信息等优点 , 可以满足调度安全监控系统对远动信息的实时性和可靠性的要求。因此本文考虑将 CDT 规约移植至高速公路监控系统。3 CDT 通信协议简介及在高速公路监控系统报文拟定3.1 CDT 协议简介1991 年电力部颁布了《循环式远动规约》, 即 CDT 规约 , 适用于点对点的远动通道结构 , 其主要特点是以厂站端为主动方 ,循环不断地向调度端发送遥信、遥测等数据。本规约规定主站与子站间进行以下信息的传送 : ①遥信 ; ②遥测 ; ③事件顺序记录( SOE) ; ④电能脉冲记数值 ; ⑤遥控命令 ; ⑥设定命令 ; ⑦升降命令; ⑧对时; ⑨广播命令 ; ⑩复归命令 ; 子站工作状态。3.2 CDT 协议报文结构概述CDT 循环远动规约数据传输以帧为单位 , 每帧都以同步字开头 , 并有控制字 , 除少数帧外均应有信息字。信息字的数量依实际需要设定 , 帧长度可变。其中控制字尤为关键 , 共 6 个字节 , 如图 2 所示。信息字结构说明如图 3, 每个信息字由 6 个字节构成 : 功能码一个字节、信息、数据码 4 个字节和校验码一个字节。图 2 图 3循环式远动规约在高速公路交通监控上的移植Transp lant of CDT Protocol to Traffic Monitoring Sys tem for Freeway李 杰 余 臻 刘志雄 ( 厦门大学信息科学与技术学院自动化系, 福建 厦门 361005)摘 要在解析了循环式远动规约( 即 CDT 规约) 的基础上 , 分别探讨了变电站系统与高速公路监控系统的系统体系结构与数据信息 , 提出了电力远动通信协议在高速公路监控系统上的移植 , 并拟定了高速公路监控系统通信协议的报文格式。关键词: 循环式远动规约 , 监控系统 , 移植AbstractBased on the analys is of CDT protocol,this paper d iscusses the sys tem structure and the data information of the trans-former subs ta tion and the monitoring sys tem for freeway.Producing the transplanting of power te lecontrol communication pro-tocol to traffic monitoring sys tem for freeway.And drafting format of communication protocol of monitoring sys tem for freeway.Keywords :cd t,monitoring sys tem,transplant图 1 高速公路监控系统结构表 1循环式远动规约在高速公路交通监控上的移植56《工业控制计算机》2008 年 21 卷第 4 期( 上接第 55 页) 正 , 最后使用感兴趣区域进行跟踪 , 最终检测到道路中心线。从仿真实验结果可以看出 , 算法可以检测到道路的边界和道路中心线 , 进而我们可以控制车辆安全地运行。参考文献[ 1] 胡小锋 , 赵辉.Visual C++ /MATLAB 图像处理与识别实用案例精选[ M] .北京: 人民邮电出版社 , 2004[ 2] 王强.智能车辆视觉辅助导航中的道路检测技术研究[ M] .南京 : 南京航空航天大学 , 2005[ 3] 朗锐.数字图像处理学 Visual C++ 实现 [ M] .北京 : 北京希望电子出版社 , 2003[ 4] 刘佳.用于运梁车辅助驾驶的道路与路标识别 [ M] .北京 : 燕山大学 ,2006[ 5] 布洛基 , 布图兹 , 等.智能车辆[ M] .北京: 人民交通出版社 , 2002[ 6] Muneo Yamada,Toshihiro Oshima,Koji Ueda, Isao Horiba andShin Yamamoto, A study of the road surface condition detec-tion technique for deployment on a vehic le ,JSAE Review,Volume 24, Issue 2, April 2003, Pages 183- 188[ 7] Yuichi Kato,Takashi Hayashi and Tamotsu Kitagawa, Detectionof extraneous abnormal sounds affecting road traffic noise byuse of a necessary condition method,Applied Acous tics,Vol-ume 67, Issue 10, October 2006,Pages 1009- 1021[ 8] 马颂德 , 张正友.计算机视觉[ M] .北京: 科学出版社 , 1998[ 收稿日期: 2007.9.27]3.3 高速公路监控系统报文拟定3.3.1 帧类别根据路网监控系统的实际情况 , 在保持原定义的类型标识主要功能不变的前提下 , 改变了对部分帧类别的定义。定义充分考虑了路网各外场设备的属性及参数 , 拟定相应的信息元素 , 适用性好 , 而且预留了相应的帧类别定义 , 可由另外标准定义其应用 , 可扩展性强。3.3.2 源站址 , 目的站址报文的源站址 , 目的站址对应于监控总中心 , 监控分中心 ,各监控站 , 唯一标识各监控站及设备。根据具体情况设置源站址和目的站址。设置范围 0～255, 其中 1～255 代表监控站号或设备号 , 通常监控总中心地址设为 00H。注意上下行报文信息源站址目的站址需要互换。控制字中其余报文沿用 CDT 通讯规约中的定义。3.3.3 功能码对于协议所拟定的表 2 中的 9 个帧类别 , 分别定义相应的功能码元素集 , 受到篇幅的限制 , 在此不一一给出其具体定义 ,主要以路段信息、车辆检测信息、气象监测信息及设备工作状态的相关信息元素集为例 , 分别如表 3 所示。其中 , 帧类别 61H 的信息元素集反映了所管辖路段的相关信息 , 如所辖范围的路段长度、道路封闭信息 , 车道占有率等 , 便于上层的监控和管理 ; 帧类别 B3H 的信息元素集反映了检测到车辆的相关信息 , 如车流量 , 车速 ; 帧类别 85H 的信息元素集反映了所管辖 路 段 的 气 候状态 , 如路段的天气状态、温度、湿度、温度、风向等 ; 帧类别 A8H的信息元素集反映了可变情报板的状态信息 , 可变情报板的运行状态 , 告警信息代号 , 设置显示命令等。3.4 高速公路监控系统报文举例现 在 分 别 以 帧 类 别 61H, 功 能 码 01H( 路 段 长 度 ) , 帧 类 别B3H( 车 辆 检 测 信 息 ) , 功 能 码 08H( 平 均 车 速 ) 为 例 , 分 别 如 表2、表 3 所示。3.4.1 帧类别 61H( 路段信息) , 功能码 01H( 路段长度)具体报文各字节含义如下 :3.4.2 帧类别 B3H( 车辆检测信息) , 功能码 08H( 平均车速)具体报文各字节含义如下 :4 结束语随着高速公路的飞速发展 , 已经覆盖了全国大部分地区 , 区域联网化成为高速公路发展的必然趋势 , 因此制定一种统一的各区域间通用的通信协议已经成为高速公路发展的内在要求。为此本文提出了将电力系统中的循环式远动规约 ( CDT 规约 )移植到高速公路监控系统作为其数据通讯协议的设想 , 作为一个参考和方法。参考文献[ 1] 白一凡.高速公路监控系统体系结构的研究[ J ] .辽宁交通科技 , 2003( 6) : 50- 52 [ 收稿日期: 2007.7.10]表 2 表 3!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!57

Transplant of CDT Protocol to Traffic Monitoring Sys tem for Freeway

http://dspace.xmu.edu.cn/bitstream/handle/2288/8083/%e5%be%aa%e7%8e%af%e5%bc%8f%e8%bf%9c%e5%8a%a8%e8%a7%84%e7%ba%a6%e5%9c%a8%e9%ab%98%e9%80%9f%e5%85%ac%e8%b7%af%e4%ba%a4%e9%80%9a%e7%9b%91%e6%8e%a7%e4%b8%8a%e7%9a%84%e7%a7%bb%e6%a4%8d.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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