浅谈高速公路监控系统功能的实现

摘要:现代化公路网在不断的发展扩张,同时需要配备完善现代的监控系统,对现代化高速公路建设而言,提高图像监控、数据通信等系统的应用管理,已成为其中不可或缺的组成部分。本文介绍了监控系统的基本内容和特点以及实现的功能，针对监控系统发展的趋势,不断采用新技术,提高管理的质量。

关键词 高速公路监控系统监控功能

引言

随着我国国家公路网的逐步形成,以及信息技术的发展,公路管理部门逐步形成了一套结合了电子技术及自动控制技术等相关支撑技术的监控系统,而且随着技术的进步,监控系统的运行质量也越来越搞,软、硬件功能不断完善,对公路的监控也日益深入,公路监控系统的作用亦越来越突出。监控系统是保障高速公路的运行有效手段,提高了公路运输管理部门服务水平。

1 高速公路监控系统内容

1.1 监控系统发展概况。

高速公路监控系统是在一般交通管制系统基础上发展起来的,随着技术的进步,计算机信息技术、光纤通信技术及自动控制技术等新技术的出现,公路监控系统的构成也在不断变化,由过去单一的保持公路交通运行畅通功能,逐步向包含了交通监控、交通信息和气象信息的采集等一系列的综合功能,由单一的计算机集中处理方式代之为多计算机功能分散的计算机网络处理方式,朝着智能化的方向发展。系统的可靠性和兼容性不断提高,系统的扩展功能增强,后期的维护方便。系统技术也是一个不断发展的过程,随着社会科学技术的进步,其也是一个不断完善的过程。

1.2 监控系统的特点。

高速公路监控系统实质上是一个闭环系统,存在一定缺陷。高速公路监控系统通过对输入的交通参数和交通状况的分析,按照软件设计的方法对数据进行处理,输出指令,实施对交通流的调节和控制。但是其只能单一的输出指令,其自身并不能保证命令得到有效的执行,这时就需要相关的配套管理措施,在一定程度上取决于车辆驾驶员能否协调配合工作保证指令的执行,保证交通的畅通。高速公路监控系统信息化水平高。高速公路的监控系统结合了先进的信息技术,通过和先到自动控制技术的结合,通过对大量的信息的处理,及时有效的对公路交通进行控制,正是由于信息技术的有效利用,保证了信息传递和处理的时效性,实现高速公路的舒适、安全、高效、畅通。

2 高速公路监控系统的外场设备

2.1车辆检测器

目前在高速公路上用于速度、流量的检测技术有许多种，主要有超声波检测、微波多谱勒检测、微波真实现场检测、视频检测、声学检测、磁强计检测、感应线圈检测等。其中感应线圈利用互感原理，测量车流量，纵向布置还可测量车速和轴距，线圈放大器已经标准化，技术成熟，易于掌握，计数非常准确。由于其性能价格比较高、安装简单、精度高，目前在道路上使用最多的为环行线圈检测器。

环形线圈车辆检测器系统由以下部分组成：微处理器系统(含主控制处理器及母板和专用软件等)、车辆检测器(含车辆检测板及母板)、电源模块、环形线圈(含引入线)、l0英寸机架、机柜等。车辆检测器设备要能每天24小时，每周7天不间断工作。

车辆检测器推荐采用英国PEEK sarasota IDS车辆检测器。

2.2气象检测器

气象检测器可以检测气温、能见度、风速、风向、雨量、路面冰冻与积雪等参数。

气象检测器推荐采用芬兰的维萨拉(VAISALA)道路气象站DM31检测路面状况，并对冰冻和结冰现象给出报警，DM31WIND测量风速和风向，PWDll天气现象传感器测量能见度、降水类型、降水强度和累计量、计算降雪累计量等。

2.3可变限速标志

可变限速标志显示信息可通过中央监控室计算机控制或进行现场设置，当道路出现交通阻塞或天气恶劣时，用于显示限速信息，其显示的限速范围为10~ 110(Km／h)。可变限速标志应满足单点发光强度高、识认距离远、寿命长的性能要求。

可变限速标志采系统由可变限速标志显示屏、可变限速标志控制系统和可变限速标志机箱、安装立柱及控制箱组成。

2.4可变情报板

可变情报板主要设置于立交前，可变情报板用于交通、气象状况恶劣时，向道路使用者诱导或警告信息，提醒司机注意行车安全或选择合理的行驶路线。可变情报板由中央监控室计算机控制器控制，外场设备部分包括：可变情报显示板、微处理器、控制机箱、电源、电气保护及防雷装置等。可变情报板可显示汉字、英文字母、阿拉伯字母、特殊符号及图形。

2.5 CCTV外场设施

CCTV外场设施包括摄象机、云台、防护罩防护罩(含雨刷、清洁器、吹风机、加热器、自动除霜装置等)、解码器等。监控分中心、中心和总中心可以通过摄像机对高速公路进行直接监视。摄象机一般离路面8-10米，主要对立交、特大桥和隧道等特殊路段进行视频监视。

CCTV外场设施推荐采用日本JVC，日本Computar及美国VICON公司的系列产品。

3 高速公路监控系统实现的功能

3.1 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。

3.2 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。

3.3 高速公路与一般公路相比，具有线型好、设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点，如不采用先进的管理措施，在交通量大、气候恶劣的情况下，极易发生交通事故和交通阻塞。为此，在一些车流量非常大的高速公路上部署全程的监控系统就是必不可少了。这些监控系统可实施交通流量和交通运行监视；对关键点进行气象检测；对关键路段实施交通适时控制；及时发现各种异常情况并采取应急措施，保证高速公路高速、安全、经济地运营管理。

3.4 高速公路视频监控系统一般分为收费监控和道路监控两部分。收费监控系统主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况，对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录，实施有效的监督。道路监控系统主要是对高速公路干线、互通立交、隧道等高速公路重点路段进行监视，掌握高速公路交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，及时给予引导，保证高速公路的安全通畅，目前高速公路中对视频信号的监控和管理自下而上可分为以下几层：

（1）收费站：各收费站需要对本地的视频信号进行监控。各收费站所辖的摄像机信号全部引入本地视频监控系统，收费站对本地所有图像进行监控管理。

（2）监控分中心：一条高速公路通常设置几个路段监控分中心，分别对某一路段进行监控和管理。各收费站图像根据路段监控分中心要求选择几路上传，路段监控分中心对路段中各收费站上传的图像进行统一监控和管理。

（3）监控中心：多条高速公路的统一管理通常根据地域划分为若干个片区来进行。一个片区对某一区域内相临或相连的几条高速公路进行统一的监控和管理。这几条高速公路的监控分中心根据片区监控中心的要求上传图像，片区监控中心对各路段监控分中心上传的图像进行统一监控和管理。

（4）省监控中心：各省高速公路管理局需要对省内所有的高速公路进行统一监控、管理和调度。各片区监控中心将自己所辖区域内的视频信号选择上传到省中心，由省中心统一监控和管理。省中心、监控中心、监控分中心之间采用联网分级控制。控制信号采用逐级转发的形式转发到需要控制的设备。

4 结语

监控系统作为高速公路管理的重要组成部分,正发挥着日益重要的作用,特别是信息技术的充分利用,使高速公路的运行的管理质量大大提升。面对我国不断发展的交通网,不断采取新的技术,使监控系统不断朝着智能化的方向发展,提高我国高速公路管理的质量。