如何进行高速公路监控系统设计

【摘要】前言：如今，我国高速的公路建设取得了长足的发展，高速路监控技术也不断的提高和进步，高速路监控，顾名思义就是指利用监测仪器和人工观察，对高速路天气、路面以及各种情况进行观...

摘要：近年来, 随着网络带宽、计算机处理能力和存储容量的迅速提高以及各种实用视频信息处理技术的出现, 视频监控技术也从早期的模拟闭路电视监控系统向数模结合的视频监控系统和现在的数字视频监控系统逐渐演变，可是，目前高速公路监控系统还存在着不少缺陷，本文针对目前高速公路监控系统普遍存在的问题, 提出了智能化的系统设计方案, 以满足当前高速公路运营管理的需要。

关键词 ： 高速公路 ，监控，设计

Abstract: in recent years, as the network bandwidth, computer processing power and storage capacity rapidly increase and various practical video information processing technology, the emergence of video surveillance technology also from early analog closed-circuit television monitoring system of the combination of the video monitoring to mathematical model of digital video system and now monitoring system gradually, but, at present the expressway monitoring system also has many defects, aiming at expressway monitoring system of the commonly existing problems, puts forward the intelligent system design solutions to meet the current highway operation management needs.

Keywords: highway, monitor and design

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：

前言：如今，我国高速的公路建设取得了长足的发展，高速路监控技术也不断的提高和进步，高速路监控，顾名思义就是指利用监测仪器和人工观察，对高速路天气、路面以及各种情况进行观察和记录，并且通过通信系统传送到监控中心。所谓控制就是依据监视所得到的各种数据，按照一定的模式进行分析、判断和决策, 产生相应的控制方案, 并将最终的决策结果和下达的控制命令通过通信系统传送到信息设备、收费口控制设备或匝道控制设备, 从而控制交通流量, 改善交通环境, 减少事故, 以使高速公路达到较高的服务水平。

1 目前我国高速公路监控系统存在的一些问题

(1) 监控设备不完善, 导致信息采集不全面。

由于资金及技术方面的原因, 目前我国大部分高速公路仅能对部分路段进行视频监控, 缺乏对路面、天气、交通状况等参数的实时观测。基础数据的缺失使监控系统无法对高速公路的运营情况做出正确的分析判断。

(2) 一些高速公路虽然对监控系统的硬件设施投入较大, 但忽视了软件的重要性。对采集的基础数据不能进行有效的分析处理, 导致现有数据及信息未发挥应有的效用。

(3) 缺乏联动处理能力。发现问题不是监控系统的主要目的, 及时解决问题才是其核心所在。因此, 高速公路监控系统必须和收费、路政、消防、医疗、交警等部门紧密合作, 针对高速公路出现的各种紧急情况，及时进行联动处理。

2 高速公路监控系统的功能需求

高速公路监控系统应能够满足如下需求:

(1) 准确及时采集交通流、交通环境和主要交通设施状态的各种数据和信息。

(2) 对高速公路实现全程、实时、不间断的监控。

(3) 根据已掌握的信息, 迅速做出有针对性的处理和优化控制方案, 并立即执行。

(4) 建立多种信息渠道, 为用户提供信息服务, 通过驾驶员调整行使行为, 达到交通流动态平衡。

(5) 专项监控: 如探测和确认交通事件, 隧道火情监控, 冬季路面状态检测等。

(6) 对交通事故能做出快速反应, 迅速排除事故根源, 提供救援服务。

(7) 建立道路交通数据库, 用以支持道路运行状况评价, 为改善道路经营和交通管理的决策提供数据分析。

3 高速公路监控系统智能化设计方案

高速公路智能化监控系统主要分为三个部分:信息采集系统、中央控制系统和联动处理系统。

3.1 信息采集系统

信息采集系统主要是利用外场设备对交通基础信息进行采集, 或接收高速公路的其他管理系统传输过来的相关数据。所需采集的信息主要有: 交通量、车速、车流密度、车间距、突发事件等。外场信息采集设备主要包括摄像机、车辆检测器、流动检测器、气象站、路面传感器等。信息采集系统要求:

(1) 准确及时采集交通流、交通环境和主要交通设施的各种状态信息。

(2) 对高速公路实现全程、实时、不间断的监控。

(3) 能够进行专项监控。如探测和确认交通事件, 路面使用状态检测等。

(4) 系统具有自我诊断功能。

3.2 中央控制系统

通过现场传感器采集的信息是离散的, 只能代表高速公路某个断面或某个很小的区域内的状态,必须采用统计、滤波、因果等分析方法对数据进行归纳与处理, 求解交通流与事件、车流速度与事件、车型与事件等各类回归方程, 建立交通事件检测、交通自动控制等算法模型, 同时与高速公路的其他管理系统如收费管理系统、路政管理系统、养护管理系统、运营管理系统、办公自动化系统等有机结合, 实现高速公路信息分析、处理、、存储等的综合统一, 从而实现高速公路监控及交通组织的自动化, 提高管理的效率及水平。中央控制系统是介于信息采集系统和联动处理系统之间的中间环节, 它的主要功能是:

(1) 信息的接收、确认、存储、分析、判断和预测。

(2) 根据分析处理的结果, 决定控制方案, 经管理人员审核后, 发出相应的控制命令, 指挥事件处理。

(3) 设备运行状态的监测。

(4) 其它系统的融合。如对收费系统、紧急电话系统等数据的接收处理。

（5） 人工/ 智能模式切换。一旦系统发生故障,导致监控中心无法对外场设备进行控制时, 系统应该自动进入人工模式工作。

3.3 联动处理系统

监控只是发现问题的第一步, 如何快速处理才是真正保障高速公路畅通的关键。因此, 联动处理系统应整合各类监控管理措施, 并将相关管理单位和人员也纳入到整个系统中。将多头管理、分散管理进行整合, 达到集成管理的要求, 以提高事件处理的快速反应能力。联动处理系统包括: 信息子系统、交通诱导与控制子系统和事件处理子系统。

3.3.1 信息子系统

信息子系统主要是将道路信息通过不同方式及时、有效地传递给道路使用者。信息内容主要包括: 前方路段交通阻塞情况、事故告警、气象情况、道路施工情况等。信息方式主要有: 路旁无线电广播, 巡逻车宣传; INTNET 专用网站, 服务电话; 交通信息台( 广播电台和电视专题节目) ; 车载导航终端或车载电话; 公共场所( 如收费站、服务区等) 的交通信息显示板, 车载移动式信息显示板; 定制用户短信服务或传呼服务。

3.3.2 交通诱导与控制子系统

交通诱导与控制子系统主要是根据道路实时情况对交通流进行相应的调节, 针对道路突发事件采取相应的控制策略, 以保证调整公路高效运营。可通过可变警告标志( CWS) 、可变限速标志( CSLS) 、车道控制标志、匝道控制等设备, 并辅以信息系统向道路使用者提供建议或控制指令, 如最佳行驶路线、车速限制等。在发生交通事故、车辆抛锚、道路设施损坏、恶劣天气等情况时, 向消防、急救、服务区、养护等部门及时提供信息或指令。针对不同情况, 采取相应的应急预案, 对匝道、主线及通道进行控制, 在最短的时间内使高速公路恢复正常运行。

3.3.3 事件处理子系统

事件处理子系统主要是利用信息化管理系统和监控系统, 对事件处理过程实现全程跟踪, 完成事件的记录、上报和信息。

结束语：

高速公路智能化监控系统是保证高速路交通安全和道路畅通的重要条件，只有做好公路智能化监控系统，才能够极大的推动服务质量和整体运营水平。

参考文献

1 孟凡华.3G在高速公路监控系统中的应用[J].数字技术与应用,2009.11

2 庄启成.高速公路监控系统建设分析[J].

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。