关于高速公路监控系统控制的探讨

摘要：高速公路监控系统是高速公路建设的重要组成部分之一，为高速公路提供了有效的交通管理、控制、监视、诱导交通运行的良好手段。为了发挥高速公路监控系统的功能和职责，提高管理效率，必须具有一套完整的、科学的、方便操作的、易于控制的监控系统来支撑，这样才能最大限度地满足用户对高速公路交通运营状态的监督、指导和控制。

关键词：高速公路 监控系统

Abstract: The expressway monitoring system is an important part of highway construction and provides traffic management with effective control, monitoring. In order to play the functions and responsibilities of the expressway monitoring system, it must have a set of complete, scientific, convenient operation, easy control of the supervisory system to support, so as to maximize the satisfaction of user on the freeway traffic operation state supervision, guidance and control.

Keywords: expressway; monitoring system

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A文章编号：

1 概述

高速公路监控系统主要由信息采集子系统、监控中心及信息提供子系统三大部分组成。信息采集子系统包括：车辆检测器、气象检测器、紧急电话和巡逻车；监控中心是高速公路全线路监控系统的最高层即控制中心，主要负责全线路范围内交通情况的监视和控制；信息提供子系统包括交通标志、标线和信号等，是交通监控管理为汽车用户服务的主要形式。

高速公路监控系统实质上是一个闭环系统，系统的输入是反映公路上车辆运行情况的交通参数和交通状况，这些信息经监控系统分析、处理、判断后，可发生指令，控制道路情报板，变更其显示内容，实施对交通流的调节和控制，其性能的优劣，在一定程度上取决于车辆驾驶员能否协调配合工作，接受系统的调度和指挥。

2 监控策略的控制因素

交通事件是指发生时间及位置不可预测，造成道路通行能力临时下降的情况，如交通事故、车辆抛锚、货物散落等；也包括气象条件及其他不可预见的因素，如雾、雨、冰等引起通行能力下降的气候条件，以及施工、路面失修等道路条件。一旦道路上发生交通事件，则引起事件发生区域的通行能力下降，当它下降到低于交通需求时，就会发生偶发性的拥挤，而二次事故常常是由高速公路上的车辆突然失控或减速，以及蠕动拥挤排队车辆的不适当行为所造成的。当交通拥挤时，车队走走停停，汽车抛锚等小事故发生的概率更高，因此及时清除事件能够减少交通事故的发生。为此首先需对事件进行分类，即常发性事件及偶发性事件。对于常发性事件，是指由于交通需求接近或超过道路通行能力引发的事件，在这种情况下，从不拥挤到拥挤有一个过程，因此拥挤前后的交通流参数是一个连续的过程，可通过一系列交通参数进行判断，在时间上也有一定的规律性；而偶发性事件是由于突发通事件造成某一断面通行能力临时下降而引起的，一般无预兆，在通行能力大于交通流量时，检测很难发现。

由于偶发性事件的特点，常常容易造成二次事故的发生，因此一个有效的控制策略管理系统其核心步骤为：事件检测、鉴别、反应、清除、现场交通管理及向道路使用者提供道路状况及控制信息。

通过采用先进的电子技术，采集各种交通数据，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，及时各种控制命令、交通信息，处理各种交通事故和堵车现象，疏导交通流，制定减少交通事故和交通堵塞的有效措施，及时向有关部门提供各种服务（包括抢救受伤人员、拖走抛锚车辆及损坏车辆、修理损坏路面损坏设备等），使车辆驾乘人员感到快速、安全、舒适，保证高速公路的安全畅通。并可为决策者进行中长期宏观管理、规划、调度提供依据，如果交通流远远超过设计标准，有必要提出建设支线或拓宽路面的规划等。

交通控制涉及到的范围和内容是相当广泛的，其主要目的是通过监控系统在现有道路条件下预防交通事件、事故和阻塞的发生，使交通事件及时发现和排除，防止蔓延，并进一步提高交通通行能力，改善交通安全环境。

1）在交通正常情况下，监控分中心信息处理计算机根据交通流量和气象条件，形成决策控制方案，利用车道控制标志（收费站雨棚灯）、可变情报板和可变限速标志对交通进行引导和控制。

2）在交通异常情况下，监控分中心信息处理计算机根据数据处理结果，向操作员显示相应的控制方案，由操作员根据外场图像、紧急电话、巡逻车等对事件进行确认后，下发控制指令和诱导控制方案，并自动调整该范围内摄像机对现场进行监视和录像。

3）监控分中心根据数据处理结果及相邻道路监控分中心控制方案和处理对策，对本监控分中心控制段进行交通控制和诱导方案的修正。

4）监控分中心有外场紧急电话报警时，若该范围内有摄像机，则可自动调整摄像机至相应位置，对其监视和事件确认。

3决策系统结构

决策系统结构是监控系统方案生成的基础，整个系统结构采用树形结构生成法。主要信息和参数包括：

1) 路段监控点上车辆检测器收集的现场截面交通参数（自动检测）；

2) 外场摄像机的交通流状态观察和确认事件；

3) 路侧紧急电话、业务电话传来车辆事故信息；

4) 气象检测器收集的气象信息；

5) 由巡逻车、养护车和路上工作人员传达的其他综合信息；

6) 收费系统各收费站上传的相关图像。

通过以上信息共同构成事件检测处理和确认，事件一经确认，由管考试吧理人员输入相关参数并由监控系统的计算机系统自动生成相应控制方案，最后由管理人员认可确认后执行。方案内容包括出动救护、排障等各种车辆，通过可变情报板、可变限速标志向道路使用人员显示警告、限速等信息正确引导交通流，并通过业务电话等向医务、消防、公安、交警等报警要求协同处理。若某区段交通出现异常拥挤情况，可通过与之相联的收费系统关闭某些入口车道或全部车道控制车辆的进入，从而减轻道路的拥挤程度。

4控制策略的生成

控制策略的生成由控计算机完成。假定某个事件发生，监控分中心交通监控计算机通过对通信计算机采集的各种信息进行处理后，形成高速公路监控系统的控制方案，由管理人员选择并确定是否实施该方案。

一般情况，由于各种原因，高速公路上布设的监控系统外场检测设备密度小，真正做到自动检测交通事故是比较困难的，沿路布设的车辆检测器严格意义上讲只能检测这些断面上的交通检测数据，而不能从微观上做出准确检测。因此，控制策略的形成地需要人为因素的参与，要求控制系统具备一定的智能化，建立交通控制智能化系统，通过建立丰富的控制规则信息和严密的逻辑推理机制，生成系统的控制方案。管理人员根据交通状况、气象条件的可能变化预设多个方案，当某种事件出现时，只要控制人员选择相应的环境条件，系统便会据此提出备选方案。

5控制策略的实施

在交通事件发生后，由交通控制计算机生成控制方案和策略。该计算机同时选择、、修改可变情报板和可变限速标志的显示方案内容，并通过通信计算机控制显示信息库存放的预先编制好的显示信息，通过通信计算机经通信线路控制情报板或可变限速标志显示后的信息。交通控制计算机能够回显该显示内容和监视其工作状态，并对其故障报警。根据自动生成的控制策略，可生成全线各收费站车道开放建议表，最大限度提高收费站的效率。

出现交通异常和事故时，分中心值班员可通过指令电话、业务电话等进行指挥和调度，迅速处理事故、抢救伤员及疏导交通，避免二次事故的发生。具体的控制策略实施方案

1）由设在道路上的摄像机监视其可视范围内的交通状况，对事件进行确认和录像。在可视范围内的交通事件可由CCTV系统快速跟踪进行监视，直观现场情况。

2）通过可变限速标志和考试吧可变情报板向过往车辆控制指令和交通信息，诱导和控制交通流。

3）通过电话等方式通知相应收费站，在入口对驶入高速公路的车辆进行控制调节。

4）通过收费系统各收费站上传的相关图像观察相应收费广场的情况，对事件进行确认和录像。

5）监控分中心可将事件信息及其处理结果上传上级监控中心，同时上级监控中心也可进行切换和控制（优先权可设定）形成三级可监控网络，并将信息下发相关路段监控分中心。

高速公路监控系统是高速公路建设不可缺少的重要组成部分，是保证服务水平的主要手段，通过该系统可以及时监视、处理和引导交通流，大大提高高速公路的整体服务水平。随着路网建设形势的变化，以及交通工程技术的发展，交通监控系统也在不断发展变化，相信在不久以后，一个功能完善、技术先进的现代化高速公路交通监控系统将会出现在我们的眼前。

6 结束语：

为了进一步满足社会经济发展与人们文明生活的高标准要求，创造一个安全、方便、快捷、高效的交通与生活环境，必须具有一套完整的、科学的、方便操作的、易于控制的监控系统来支撑，这样才能最大限度地满足用户对高速公路交通运营状态的监督、指导和控制。