高速公路智能監控系統的結構和主要功能研究

霍 啟

（開封市路達高速公路開發管理有限公司，河南 開封 475000）

目前，中國的高速公路里程已經居于世界首位。但是隨著交通流量的增大和長途車輛的增多，加之交通路況非常復雜，從而對高速公路的通行能力與綜合服務水平都提出了前所未有的嚴峻挑戰。另外，當遇上大風、冰雪、霧霾和臺風等比較惡劣的天氣時，就會嚴重影響到高速公路的通行安全。如果不采取高科技的智能交通監控措施和相關預案，就非常容易發生各類交通事故或者交通堵塞。因此必須在高速公路的全程盡快實施全程智能監控，以提高公路管理的效率、縮短緊急救援時間并提升道路服務的水平，從而快速推動高速公路的管理逐漸向智能化與自動化的方向發展。伴隨著計算機網絡技術和自動化水平以及視頻監視與人工智能等各項技術的廣泛應用，實現目前高速公路全程智能監控系統已經條件成熟，本文針對構建高速公路中全程智能監控系統中許多關鍵技術問題開展分析和研究。

1. 高速公路全程智能監控系統的結構和主要功能

1.1 監控中心 建立監控中心需要配備計算機系統與視頻監視設備，結合綜合控制臺和大屏幕投影系統以及太陽能電池或者UPS電源等。主要通過公路交通和各類氣象參數來實現路況自動檢測和交通事故檢測及報警以及全路程視頻監視等功能，還可以通過實現科學交通誘導和綜合信息發布系統等先進的技術手段，以便于及時地發現與快速處理高速公路全程所發生的各類交通事件，做種確保公路交通的快速通暢運行。還可以和臨近的路網監控中心進行聯網實現協調控制，從而真正實現系統內聯網監控的功能。

1.2 監控外場設備布局與設計 高速公路監控系統的監控外場設備的布設框架是全程智能監控系統的設計重點。在沿線配設若干套微波車檢器、攝像機、能見度檢測儀、信息發布屏、門式可變情報板、太陽能供電設備、液晶拼接屏以及各站點的收費車道設備等。那么怎樣來實現各外場監控設備之間的科學聯動與控制？這屬于高速公路全程智能監控系統布局與設計工作的主要難點。全程監控的外場設備在進行設計和布局的時候，應當首先設計外場設備的合理位置，從而發揮遠程攝像機對于交通誘導設備和信息發布設備實時有效的監視。同時還可以采用將預置點和能見度檢測儀以及車檢器等進行合理配置，從而實現系統聯動。

2. 實現公路全程智能監控系統的重點技術分析

2.1 視頻監控系統中各種數據的傳輸控制和存儲實現

視頻監控系統包含收費站和服務區監控以及道路監控等3個主要部分，由于該系統的視頻監控點布局需要較大數量，并且布局位置十分分散，所以，必須解決實時和高效視頻傳輸技術難題，并加強數據的控制和存儲方法研究，這也是對高速公路全程智能監控系統進行科學設計的重點與難點問題。目前系統通過TCP/IP 網絡傳輸協議方式來實現數字全編碼類的視頻監控系統，并通過這來實現道路監控和服務區監控和收費站監控，并和總監控中心組成二級監視與控制體系，從而對于整個監控網絡實現統一化科學管理。

對于服務區視頻監控和收費站視頻監控的實現，可以在各收費站點的控制室或者是服務區內的監控室內，運用本地的視頻編碼器實施自動編碼，并能夠完成本地信息的監控與儲存，同時還可以把該數字視頻信息經過綜合視頻傳輸系統而傳遞到總監控中心。在所有道路沿線架設的數字攝像機則通過配帶有EPON 接口戶外型的視頻編碼器發送到臨近的公路服務區或者收費站點，通過接入服務區或者收費站區內的監控視頻再次接入至交換機，在進行本地的儲存的基礎上，經過視頻傳輸系統而發送到總監控中心，這樣也就真正地實現監控數據的遠程傳輸和控制目標。

2.2 監控系統的外場設備需要解決的電源問題 監控系統外場設備的供電問題屬于是公路全程智能監控系統設計中的技術難點。其外場設備的電源系統可以采用一般常規的電纜供電方式和太陽能供電系統二者密切結合的方式。在設計太陽能供電系統方面，主要應當考慮太陽能蓄電池的型號選擇和容量的計算等關鍵技術，必須對使用的太陽能電池板的方陣功率實施科學的計算，以保證足夠的電源需求。

2.3 公路全程監控所有系統的各功能分析軟件設計 以往傳統常規的高速公路監控系統通常止能實現各類交通信息和氣象數據的采集、顯示和儲存，道路設備監控軟件和視頻監視軟件根本無法互相融合，很多情況是通過人工判斷來實現高速公路的交通誘導，基本談不上自動化與智能化，并且存在著的問題，所以要對于高速道路設備的各種監控軟件和視頻監視軟件實施同時性和一體化的設計，只有這樣才能實現真正全程、智能和高效的監控目的。

3. 總結

高速公路智能全程監控系統不但能夠提高高速公路全程行車平均速度，還能有效地增加公路交通的總流量，并可以減小交通堵塞的嚴重程度與車輛因此而停滯的時間，，通過對全程路況的監控，對于隨時發生的交通事故能夠積極預防，及時發現，迅速應對，從而能夠真正發揮高速公路實現安全、快速和舒適通行的功能設計初衷。而且，建立智能監控系統以后，還能夠迅速提升高速公路綜合管理的科技含量，從而有效地降低系統運營的成本，從而實現高速公路的高效安全運營和管理理念。伴隨著高速公路智能全程技術的不斷發展與完善，高速公路全程智能監控系統必然會在高速公路網發揮更大的作用。

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