高速公路監控系統的設計探析

摘 要：隨著社會不斷發展，汽車行業的繁榮，汽車一族每天都在成倍增長，也導致了社會對高速公路的需求與要求也愈來愈多，高速公路的監控系統作為智能運輸體系的一部分，在保障高速公路交通系統順利運行過程中占據重要地位并且發揮著關鍵作用。因此，高速公路監控系統的設計顯得至關重要。基于此，本文分析了國內外高速公路監視控制系統的發展現狀，進一步了闡述了高速監控系統設計的目的、結構、過程、功能、原則以及主要注意的重點問題。

關鍵詞：高速公路；監控系統；設計

社會不斷進步，國民經濟不斷提升，我國高速公路的不斷修建完善，汽車數量每天不斷的增加，鼓勵出行的節假日免過路費政策等，導致了高速公路尤其是大城市高速上事故、擁堵等交通問題頻頻發生。交通延誤造成不可估量的經濟損失以及成倍增加的燃油消耗。高速監控系統的設計直接關系到整個線路的順利運行，可以及時高效反應相關情況，因此國家及交通部越來越重視高速公路監視系統的設計。基于此，以下筆者結合自身工作實踐，就高速公路監控系統的設計作出以下幾點僅供同行參考與交流的淺見。

1 中外高速監控系統現狀

國外對高速監控系統研究歷史悠久，直到現今已經相對完善，在高速公路監控研究領域在世界比較靠前的有歐美、加拿大、日本。以美國為例，在50年代已經開始大批量的修建，修建完成后非常注重高速公路的監管，因此在芝加哥、華盛頓等重要城市高速公開上設計并安裝了監控系統。歐洲部分國家也配置了完善的公路監控系統，比如在意大利的TATA系統。

而我國的高速公路監控系統發展比較慢，早期由于經費不足、當時交通量小等原因，導致已建成的大部分高速公路沒有完善的公路監視控制系統。隨著我國高速公路安全問題日益嚴峻，悲劇不斷上演，交通建設但聞逐漸意識到了高速監控的重大意義與重要性，現已經在大部分高速公路上設置監控系統。

信息時代的到來，計算機、自動化、通訊等技術的不斷發展，致使部分國家高速監視控制系統技術不斷更新變化，主要體現在單一計算機被多計算機處理方式取代、系統準確性提高、編制程序得到簡化、便于維護等方面。光纜的出現，取代了老式的電話線及電纜來傳輸數據、語音、電視信號。然而我國現在與國外存在一定的差距，高速監控系統的檢測器、信息標注等分布密度較低，監控軟件大部分也由國外引進[1]。

2 高速監控系統設計分析

高速監視控制系統設計是交通智能系統設計的重要設計部分，在交通智能系統設計中高速監視系統屬于設計的第五的領域——緊急事件與安全系統設計。在中國高速公路建設系統設計水平的不斷提高，系統網絡的不斷建立與完善，快速的提高了我國道路運輸效率。

2.1 高速監控設計的目的

高速監控系統設計的目的為及時高效公路信息采集、傳輸相關數據、中心有效控制以及發布信息等。換言之，公路監視系統由中心控制系統的子系統統一管理，根據公路網絡分布的各種檢測儀器（如汽車檢測、氣象檢測、能見度檢測）、攝像機等采集設備，高效準確的計算高速交通數據，及時有效的監視高速公路的交通情況、天氣狀況、運營狀況。然后，將儀器設備采集的交通流量數據、氣象數據、運行情況等數據信息同步傳輸到監控系統管理中心，通過計算機處理制成高速控制方案，經過變動信息、變動限速的標志進行引導。這樣的設計既便于交管部門對可能出現或者已經出現的公路擁堵狀況及時采取交通重新分配、引導、控制，規避與疏導公路擁堵以及成為出行者出行的重要參考。這也使得出行者可以在最短的時間判斷最佳駕駛路線，以允許最快的速度到達，高效的利用的時間、金錢，也使得高速的交通始終保持順暢，以最佳的狀態運行，對發生的交通事故進行及時有效處理，有效減少事故出現概率，提升交通運行整體能力。

2.2 監控過程

高速監控系統監控過程是公路交通情況為輸出，控制標準為輸入，交通流量為被控對象，天氣狀況、道路狀況等干擾交通流因素為干擾信息輸入，交通流信息通過收集、處理、判斷、執行，按照反饋控制要求，完成預定指標任務。

2.3 高速監控系統設計原則

在高速監視系統設計時，須嚴格按照以下幾點設計原則設計：一是安全可靠原則，選擇設備須合理可靠，系統安全性高，確保系統順利運行；二是先進實用原則，綜合國內外高速監控系統發展成果，選用高技術含量的設備，確保最高性價比，盡量節約資金；三是系統性，高速監控系統設計有機、全面、系統的整合交通路網，讓高速監控系統設計系統、合理，在分布規避重復設置、矛盾設置，將系統功能與效益發揮到極致；四是協調性原則，設計須很好的協調配合路網的其他的系統，發揮交通設施最大整體效益與作用，也要考慮相鄰的路段系統，確保整體交通的安全順暢；五是擴充性原則，選擇的系統設備應兼容性良好且具有開放性，便于系統升級與擴充；六是易操作性原則，簡化操作與維護系統，設計更人性化，便于維護與管理；七是合理性原則，系統安裝須遠近結合、科學合理[2]。

2.4 監控系統設計結構

監控系統的結構設計包括監控設計中心設計、外場設備設計以及信息傳輸系統設計。高速監視控制系統子中心是檢測交通狀態的分系統以及控制交通流量的分系統組成，外面監視控制系統是信息采集分系統與信息提供分系統組成。

2.5 監控子中心設計

監控子中心是高速監控系統最核心部分，存在于采集信息分系統與提供信息分系統之間。該中心的主要功能是接收信息、分析判斷信息、預測及確認交通事故并提出處理辦法、發布指令、監視控制設備運行等。監控子中心設計主要包括計算機系統設計、顯示設備設計、控制臺設計等內容。監控子中心存在多種形式，如集中式、分布式，功能隨著其類型差異有所不同，對于基本的功能如分析信息、處理信息、控制交通及輔助管理決策等是一樣的。按照監控系統要求，監控子中心硬件設計須包含處理綜合信息的控制臺、設備顯示器、計算機系統。

2.6 外場監控設計

外場監控系統是指除了監控子中心系統之外的外場設備，該系統屬于交通采集分系統與交通誘導分系統，主要負責采集與提供交通信息。外場監控系統是高速上用來收集信息以及傳輸提供信息的設備。交通信息收集內容主要有：交通流量信息、天氣狀況信息、交通事故信息等。搜集數據的方式也分為人工與自動，該設計主要包括：檢測車輛裝置、空氣密度監測裝置、緊急電話、閉路電視等。

交通提供信息分系統作為高速上向車主及時提供交通情況信息并誘導控制交通的設備，同時也是提供求助指令及高速交通信息的設施，該設計內容主要包括：信息可變標志、限速可變標志及路旁廣播等[3]。

3 結束語

總之，在高速公路監控管理系統設計中，由于監控子中心作為整個監控系統的核心，承擔著接收、分析判斷、預測等重要任務，因此其設計內容應作為重中之重。但細節決定成敗，因而在其它內容設計中也應精細化，任何細節都關系著整個交通系統順暢與安全。

參考文獻

[1]陳麗花，王長華，許豪.對高速公路監控系統技術研究分析[J].中國新技術新產品，2012，（09）：39.

[2]樊博.淺談高速公路監控系統的設計[J].計算機光盤軟件與應用，2012，（06）：200-201.

[3]張良.高速公路監控系統設計中存在的問題與建議[J].科技致富向導，2012，（24）：329.