高速公路監控系統的實現與應用研究

摘 要：高速公路的監控系統的主要目的就是能夠實時地監測道路異常狀況，并采取及時和有效的控制措施來建立各類信息發布渠道，真正地實現為道路經營與交通管理者提供科學的決策數據。道路交通信息采集子系統的主要功能是收集各類交通信息的原始數據，通常通過車輛檢測器或者檢測線圈以及通訊設備等組成交通流的采集，從而獲得各路段的具體交通量數據。道路交通控制子系統的主要功能是依據各個路段的氣象條件和交通狀態配置或者選擇科學的交通控制方案。計算機網絡子系統的主要功能把其它的各個子系統通過計算機網絡相互連接而成為完整體體系，從而真正使之成為一個設計科學和功能非常強大的有機系統。只有科學完善的高速公路監控系統，才能夠對交通流進行科學的控制與誘導，從而使路網的通行能力得到有效提升。

關鍵詞：高速公路；電子監控系統；交通誘導

高速公路的電子監控系統屬于整個交通工程機電系統的主要組成部分，它可以實現對于高速公路的交通流狀態與交通環境的實時監測，并且能夠依據有關需要而針對交通流實施科學的誘導與控制，從而保證道路中車輛的通暢運行，盡可能地避免或者減少交通事故的發生，最大限度地降低交通事故的危害程度。高速公路的電子監控系統主要由外場監控設施和站場監控室以及各級的監控中心組成，各系統互相協作，共同實現高速公路的安全高效運行，并為科學管理提供信息依據。

1 高速公路電子監控系統的主要作用

道路使用者的對于高速公路的基本要求是通行車輛能夠行駛高速、舒適安全和簡單快捷。但是不可避免會發生嚴重的交通事故或者車輛故障或者貨物散落的狀況，或者進行必要的道路施工，如果沒有得到及時的應急處理，就必然會造成交通阻塞，甚至會人為形成安全隱患。現代高速公路電子監控系統的主要目的就是要實時地監測這些異常狀況，并積極采取及時和有效的控制和應對措施。要準確和及時地采集交通環境和交通流與主要交通設施的各類數據信息，并在此基礎上經過交通模型的計算分析，而迅速做出科學的處理，然后優化控制并且迅速執行任務，再通過各類信息發布渠道，為各通行車輛提供最為全面的信息服務，從而引導正確駕駛員的駕駛行為，自覺保持交通流的動態平衡。針對于各類交通事故，也可以作出快速的響應，并迅速確定位置，或者排除事故的根源并提供各類救援服務，真正為道路經營與交通者管理提供全面科學的決策數據。

2 高速公路電子監控系統的工作目標

由于高速公路的運行狀況常常會受到氣候條件、車流狀態和道路狀況等多方面因素的影響，所以高速公路電子監控系統必須盡可能地及時掌握這類影響因素，努力解決因為氣候異常和交通事故及車輛故障而導致的各類交通阻塞與擁擠。要迅速準確地監測高速公路各路段交通流的具體參數及氣象數據，以便于及時地掌握高速公路的運行狀況，努力發現與排除各類安全隱患，盡可能低避免和減少各類交通事故隱患，努力減少諸如偶發事件、惡劣天氣和道路施工以及交通事故等各類因素對于道路正常運行的嚴重影響，保持正常的交通流量狀態，通過交通流數字模型理論來分析和規劃交通秩序，并在此基礎上進行科學控制與誘導，從而使路網的通行能力能夠得到有效的提升。

3 高速公路電子監控系統的主要構成和功能

3.1 交通數據信息采集子系統的主要功能

該系統主要負責收集各類交通信息中的原始數據，主要依賴于車輛檢測器和檢測線圈以及各類通信設備，運用架設在重要位置的攝像機與各類視頻設備，全面獲取該覆蓋地段的實時視頻數據；運用設在路側的緊急電話來獲得各類道路緊急救援信號；運用完善的氣象信息采集系統，快速反饋道路各個地段的溫度、濕度和能見度狀況以及風向、風速與雨雪臺風等各類氣象數據。并且該類視頻數據都能夠在計算機中或者電視墻上進行全面顯示。

3.2 交通數據控制子系統的主要功能

依據各個路段的不同氣象條件和交通狀態，合理配置或者選擇最優的交通控制方案。加強交通目標控制和交通參數控制。從而對交通流發揮積極影響。在控制的方式選擇上，主要是主線控制、匝道控制和通道控制等，在控制算法上，可以通過靜態和動態的交通模型來進行推導而加強算法控制，并依據該類算法在科學實踐中的不斷完善與發展，科學實現更為有效的交通控制。

3.3 道路監控計算機網絡子系統的主要功能

該系統通過計算機網絡各個監控子系統互相連接成為完整的體系，從而真正使整個電子監控系統有機結合。主要手段是通過計算機設備和操作系統、網絡數據連接設備和后臺數據庫系統，通過監控系統運行應用程序，而最終實現電子監控系統設計的各項功能。

4 高速公路電子監控系統中的核心技術分析

4.1 各類電子監控數據的處理

在進行道路交通監控時，數據輸出值設置為車輛的運行狀態， 輸入值設置為控制指標，受控的對象設置成交通流，并把道路交通與氣候環境等影響到交通流的各類因素，作為系統干擾進行輸入，經過信息采集和處理進行決策與執行等各個環節，按照預定的各項指標來實現各路段的交通控制任務。

4.2 監控分中心管理任務的實現

監控分中心屬于信息數據采集子系統與手提供子系統的連接環節，也屬于電子監控系統的最核心部分。通過對信息數據的接收判斷進行分析預測以及處理道路異常狀況，并進行交通指令的發布和設備的運行狀態的有效監視與控制等。基本的功能都是數據信息的分析處理，從而為管理提供有效的輔助決策服務。

4.3 外場監控系統設備的配合

為了實現道路監視與控制功能，完整的電子監控系統還包含了數量龐大的外場設備，其主要的功能是通過人工和自動兩種方式，采集道路環境數據、交通流數據和突發事件和氣象信息等等。同時交通信息的發布歸屬于交通信息發布子系統，還必須完善該系統，從而向通行車輛提供及時全面的道路交通信息，并向管理者和救援部門發出科學的誘導控制指令。

總之，建立科學完善的高速公路電子監控系統，不但有助于交通管理部門進行科學高效的交通分配和誘導控制，從而有效防止與疏導各類交通擁堵狀況，并及時地發現與處理高速公路各路段的各類交通事故，盡可能地減少交通事故的發生率，促使高速公路一直保持在最佳的運行狀態，從而真正提高通行的能力。

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