浅谈监控系统技术在高速公路发展中的应用

摘要：近年来，伴随着高新技术的不断发展，监控系统在高速公路机电系统建设中的发展运用越来越广泛。本文就新时期高速公路监控系统的设计应用进行了分析探究，仅供参考。

关键词：高速公路；机电工程；监控系统

中图分类号：U412文献标识码： A

新时期，随着我国高速公路建设的飞速发展，机电工程在高速公路建设中的应用被普遍重视。其中的监控系统是高速公路现代化管理的重要支撑系统，现在的监控技术日新月异，用在高速公路的控制和管理上对于提高高速公路的管理效率具有非常重要的意义。

1高速公路监控系统

高速公路监控系统一般由监控中心和外场设备两部分组成。监控中心由计算机系统、闭路电视监视控制系统、投影设备、不间断电源等设备所组成。监控中心计算机系统采用局域网结构，能够接入视频、数据和语音等信息，形成一个多媒体的信息平台，具有很强的扩展性。计算机系统不需要人工干预，可以每天24h 连续工作，它接收外场设备检测到的信息，进行分析处理后，向系统管理人员显示出来，并且生成相应的控制措施，再通过外场的LED情报板等设施及时向驾驶员路况信息。可靠、快速的道路监控系统，是指导车辆有序通行、实时掌握交通流量、车辆通行环境、现场机电设备的运行情况，减少并及时处理交通事故的重要保障。

1.1 高速公路监控系统的分类

1.1.1 收费站监控系统

高速公路收费站监控系统是为了杜绝收费人员、保证国家财产安全，加强人员管理并为配合高速公路的现场管理而设置的。收费站监控系统除了监视收费员的收费情况外，还可以查看过往车辆的进出站情况，监察违章车辆情况，一旦发现异常，可以及时汇报有关管理部门，便于高速公路整体形象的提高和高效率的管理。

1.1.2 隧道和桥梁监控系统

随着交通量的日益增长，大型桥梁和隧道的大量建设，如果遇上驾驶员的不良驾驶行为，车辆性能变化等因素，容易造成事故隐患，所以在这些特殊的路段设置道路监控系统来检测道路交通流量和交通安全状况，就显得非常重要。

在高速公路隧道中，监控系统处于管理的核心地位。交通车辆检测、隧道通风与照明控制、交通诱导标志控制、火灾检测与报警、供电与电力监控等，都需要经过监控系统在隧道监控室实现相互联动、协调控制。对于特大型桥梁的监控来说，监控系统就需要从交通的畅通，水域通航的安全等角度考虑，更加全面的进行管理控制。

2高速公路监控系统涉及的技术

2.1 计算机网络技术

计算机网络技术是计算机技术和通信技术密切结合的产物，已成为计算机应用中一个必不可少的技术构成。计算机网络功能分为资源共享、提高可靠性、节省费用、便于扩充、数据通信、协同负荷分担等。

在交通监控系统中，通过计算机网络把数据采集、交通控制、诱导标志显示等模块组合成为有机的控制系统。例如现在较先进的物联网技术，它的基础是互联网，但它将客户端延伸到了任何物品与物品之间，都可以进行信息交换和通讯，实现物理系统与人类社会的整合。使用物联网技术，能够全方位、全天候的进行实时监控。在高速公路监控系统中将RFID技术、电子地图、GPS 定位系统、无线通信网络技术相结合以实现计算机车辆管理信息系统，通过无线电实时接收车辆及其他物体的信号传送至监控中心，由监控中心计算机处理后再将信号显示在电子地图上，方便监控人员观察，实现了车辆跟踪及交通管理的整套系统。应用物联网技术的监控系统主要功能有车辆跟踪、出行交通路线规划和导航、信息查询、交通指挥、紧急救援等。

2.2 视频监视技术

视频监视系统可以把现场的图像和声音数据传送到远离现场的监控中心，再转变为多媒体视频、音频数据保存在计算机中。视频监视系统一般由视频采集、视频信号传输、视频信号显示及视频控制部分组成。传统的数据采集与监控系统一般实现了遥信、遥测遥控等功能和对外场设备的监视和控制，现在由于普遍使用了光纤和3G通信技术，从而实现了数据采集与监视系统的遥视功能，远程图像监控成为了一种新型的信息传递手段，使得调度或监控中心的工作人员可以直接观察到现场的各个设备和环境，监视各种设备的运行情况，可以更加清晰的发现问题、处理突发事件，提高数据采集与监控系统的可靠性和安全性，还能为事故分析提供大量的有关图像资料，从而大大的提高了管理调度水平，更加有效的处理现场问题。

对于高速公路主线出入口、桥梁、隧道等重要的交通位置进行视频监控，可以帮助工作人员及时了解交通现场的状况，根据发生的事件来确定具体的处理措施。

2.3 数据采集与处理技术

数据采集是指将传感器提供的温度、压力、车流量、能见度、湿度等模拟量采集，转换成数字量后，再由计算机进行存储，处理的过程。相应的系统称为数据采集系统。现有的现场视频信号采集及传输技术已经非常成熟，但是要实现真正的智能化系统，则需要在视频服务器端加上智能分析软件，这样就可以实现目标跟踪、团块检测、目标行为检测等功能。

2.4 LED显示技术

通过在高速公路两侧或上方放置LED显示屏，可以将交通诱导信息及时告知驾驶员，达到控制道路交通、调节交通流量的目的。LED显示屏是由显示器件、电源、控制器等部分组成，在道路上装置的LED屏要求发光管有较强的亮度，便于驾驶人员观察。高速公路的可变情报板视角要求较小（30 度），亮度在分辨率1000psi/m2情况下可以达到6000cd/m2以上，甚至达到10000cd/m 2。

2.5 数据通信技术

当前端设备采集到交通流量的各项数据时，要将这些数据发送到上位机或监控室的其他数据接收设备，再进行深层次的处理。数据传输时就需要数据通信技术的支持。在近距离可通过RS232 或PS485 口按规定的通信协议传送数据。现有的典型通信方式是使用点对点的图像（数据）光端机，视频分配器、模拟视频矩阵和视频管理软件把各类图像数据传送到附近收费站（服务区），这种通信方式大量应用在高速公路机电系统的建设上。但由于高速公路路网规模的扩大，监控系统结构也越来越复杂，此种通信方式正逐渐被新的通信方式取代-- 数字化视频传输系统，它的特点是可以把多种数据业务集于一身，解决目前通信方式存在的问题。数字化视频传输系统采用全数字化光纤传输和交换方式，集视频编解码、音频广播对讲、信息接入和数据等光传输为一体。当用于高速公路外场监控设备的综合接入平台，并且融入了数字视频矩阵技术，具有了完善的视频管理及网络管理能力，提高了高速公路的通信管理水平。该通信系统方案包括光纤数字传输系统、综合业务接入网系统、ATM/IP 网络系统、语言交换系统、网络管理系统等。

2.6 计算机软件设计技术

交通监控系统的最终目的是为交通管理服务，大量的交通数据采集到监控中心后，要依靠计算机软件对这些数据进行接收、分析和处理。在交通监控技术的实施过程中，计算机软件编制要占用较长的时间。按照软件工程的一般管理方法，软件开发一般分为：需求分析、概要设计、详细设计、代码编写、调试、单元测试、集成测试等阶段。

由于高速公路监控是非常典型的系统集成工程，道路现场的设备接口形式和要传输的数据类型多种多样，数据量集成的难度大，由于现场设备大量使用PLC，如何实现监控系统与PLC 的通信比较复杂，所以使用现有通用的软件开发平台显然周期长、难度大、调试复杂、后期维护不方便。比较先进的监控系统开发软件是组态软件，它是一种专业的工控开发软件，在数据接口、界面设计、功能整合等方面的开发非常便捷并且稳定，可以很简单的实现并完成监控系统的各项功能，并方便系统管理人员进行系统维护。

4结论

为了满足社会经济的发展和人民生活的要求，创造安全、便捷、高效的交通环境，高速公路监控系统能利用先进的技术、较高的性能和可靠性，加强高速公路的管理水平和运营效率，更好的为高速公路使用者提供服务。

参考文献：

[1]赵祥模.靳引利.张洋.高速公路监控系统理论及应用.电子工业出版社.2003.11.

[2]赵忠杰，陈井伟，朱斌. 基于PLC 网络的公路隧道测控系统实现[J]. 微计算机信息2007，23（1）：43-44.