高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題分析及應對策略

周小波

(廣深珠高速公路有限公司，廣東 東莞 523925)

高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)存在的問題分析及應對策略

周小波

(廣深珠高速公路有限公司，廣東 東莞 523925)

結合多年實踐經(jīng)驗，分析了當前高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)使用過程中存在的若干問題，并提出了相應的解決辦法，供相關專業(yè)技術人員參考。

高速公路；監(jiān)控系統(tǒng)；問題；應對策略

0 引言

現(xiàn)在的高速公路都配備了全程電子監(jiān)控系統(tǒng)，其應用可以使工作人員及時了解高速公路路況，也可以對各類交通事件實施報警與切換。以交通擁堵為例，高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)不但能夠提供具體的擁堵情況，還能夠根據(jù)實際情況引導車流，為干線分流與匝道控制等提供決策依據(jù)。但是，在長期的使用過程中，系統(tǒng)還是會出現(xiàn)一些問題，值得我們探討。

1 高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)使用過程中存在的問題

1.1 缺乏有效的數(shù)據(jù)分析設備，無法預測趨勢

現(xiàn)有的高速公路全程監(jiān)控雖然能夠將視頻信息傳送到監(jiān)控中心，但卻受到視頻圖像本身特點的限制，無法實現(xiàn)對這些圖像信息的統(tǒng)計與分析，進而無法通過這些信息進行有效的預測。盡管有的高速公路全程監(jiān)控可以一些事件檢測為基礎對車流等信息進行分類分析，但是如果遙控聚焦，則這方面的作用就無法進一步發(fā)揮。

1.2 重點區(qū)域監(jiān)控薄弱

高速公路中存在的交叉路段、地勢險要路段及事故多發(fā)路段等在高速公路的區(qū)域監(jiān)控中需要重點關注。現(xiàn)有的高速公路全程監(jiān)控基本上是沿高速公路均衡布置，而一些特殊路段或路口監(jiān)控系統(tǒng)布置相對薄弱，這就使得高速公路的上述重點區(qū)域設備密度與類型存在著一定的不足，無法實現(xiàn)對這些重點區(qū)域的無縫監(jiān)控。相對來說，在高速公路非重點區(qū)域的布設模式會造成監(jiān)控資源的浪費。

1.3 惡劣天氣下設備不能正常發(fā)揮作用

從高速公路交通事故發(fā)生頻率來看，夜間與惡劣天氣時發(fā)生的頻率較高，這就要求一些設備能夠及時地提供車流及路況方面的信息。在夜間或惡劣天氣、低能見度的情況下，高速公路全程監(jiān)控所設置的攝像機并不能拍到什么，同時，夜晚的攝像頭在大車打出的眩光下，顯示的也經(jīng)常是白茫茫的影像。事件檢測必須在分析采集圖像后進行，如果設備所獲得的圖像不清楚，設備的檢測功能也就無法發(fā)揮作用。

以廣東2013年對日照時間的統(tǒng)計為例，全省平均年日照時數(shù)為2 876.5 h，日照/全年總時間為：2 876.5/8 760=32.8%。也就是說，廣東現(xiàn)有的高速公路全程監(jiān)控所用的設備只有約1/3的時間是能夠正常進行監(jiān)控的，現(xiàn)有的高速公路全程監(jiān)控無法滿足1年365天實時監(jiān)控需求，使用效率還不足一半。

1.4 設備運行穩(wěn)定性較差

高速公路全程監(jiān)控所用的設備其所處的環(huán)境經(jīng)常是風吹日曬，如由于風吹塵土而導致的靜電堆積就會造成設備器材壽命的減短，振動會導致板卡出現(xiàn)松動等情況。也就是說，受惡劣的自然環(huán)境的影響，高速公路經(jīng)常會出現(xiàn)設備運行障礙，進而導致監(jiān)控中存在盲區(qū)，這些設備的遠端網(wǎng)絡維護很難發(fā)生作用，通常需要多次現(xiàn)場維護才能確保設備正常運行。廠商對設備所承諾的MTBF，即平均無故障時間是很難達標的，這已經(jīng)成為高速公路監(jiān)控設備存在的重要問題之一。

1.5 圖像數(shù)據(jù)信息傳輸與存儲不穩(wěn)定

高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)在搜集到圖像信息后，會把信息傳送到信息中心，信息中心通過綜合分析后可判斷公路路況。但在實際使用過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)信息傳輸與存儲不穩(wěn)定現(xiàn)象，導致信息中心無法獲得一手路況信息。

2 應對策略

2.1 重視數(shù)據(jù)統(tǒng)計設備的應用

高速公路路況通常會被分為地勢平坦路段與情況復雜路段2類。地勢平坦路段存在的問題主要是超速的情況，因而應多應用限速與測速的設備，把工作重點放在車流信息的搜集與整理上。情況復雜路段則因為地勢的原因事故發(fā)生率較高，因而需要應用視頻檢測設備，這樣有利于對突發(fā)事故進行緊急處理。從現(xiàn)有的高速公路全程監(jiān)控情況來看，還主要表現(xiàn)為對事件的被動處理。在高速公路中車流存在的異動以及擁堵等情況通常都有個漸進的過程，這就需要在高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)中提高數(shù)據(jù)搜集與統(tǒng)計處理方面的效率，通過對趨勢的分析做到提前預測。

2.2 加強重點區(qū)域監(jiān)控

在高速公路全程監(jiān)控中首先應結合高速公路的實際情況確定應關注的重點區(qū)域。以所確定的重點區(qū)域使用者的需求為基礎，通過對歷史數(shù)據(jù)的搜集與整理，明確應加強監(jiān)控的重點路段區(qū)域。高速公路在車流密集度方面要低于市區(qū)，這就使得現(xiàn)有大且全的全程監(jiān)控模式不適合對高速公路進行實時監(jiān)控，也就是說，應加強對重點區(qū)域監(jiān)控的關注程度。

球機、云臺加槍機等設備在能見度好的情況下有效視距的最大值可達800 m。以1 000 m的間隔密度布局為例，在路況較好的地段存在資源閑置的情況，在路況較差的地段，如前文提到的交叉路段、地勢險要路段及事故多發(fā)路段等則在監(jiān)控中存在較多的盲區(qū)。香港運輸部對Tuen Mun路在駕駛員信息方面的研究結果表明，車速檢測器的密度為500 m一組有利于高速公路的監(jiān)控；對Tsing Ma區(qū)的檢測點則經(jīng)過研究認為密度定為200 m間隔比較合適。簡而言之，對于高速公路全程監(jiān)控應根據(jù)所在路段的實際情況，確定應加強監(jiān)控的重點區(qū)域，對于非重點區(qū)域的監(jiān)控，則應以車檢器為主，優(yōu)化資源的配置。

2.3 惡劣天氣環(huán)境下設備失靈的解決方案

針對現(xiàn)有高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)中存在的惡劣天氣環(huán)境設備失靈的問題，可通過利用性能穩(wěn)定的設備，提高數(shù)據(jù)采集效率。從費用成本的層面出發(fā)，可以采用線圈式車檢器作為信息采集設備，該設備在搜集數(shù)據(jù)、降低成本及全天候運行等方面有著比其他類型檢測器優(yōu)異的特點。

2.4 確立設備使用評價機制，促進廠商重視設備穩(wěn)定性

全程監(jiān)控在運行過程中應做到24 h連續(xù)工作，這就對設備的穩(wěn)定性提出了較高的要求，要求設備應有良好的密封性與散熱性。從現(xiàn)有高速公路全程監(jiān)控外場設備的運行情況來看，發(fā)生故障的幾率較高。雖然有的設備有著良好的MTBF，但在實際使用中仍存在很多問題。從這個層面出發(fā)，應統(tǒng)計設備后期的實際使用壽命以及故障發(fā)生率，并將統(tǒng)計結果列入評標時所確定的售后服務條款中，通過此類設備使用評價機制來推動設備穩(wěn)定性水平的提高。

2.5 高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸與存儲關鍵問題

(1) 從提高高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸速度的層面出發(fā)，可以通過網(wǎng)絡傳輸技術的應用，以高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)安置點分布的實際情況為基礎，實現(xiàn)這些安置點的數(shù)據(jù)同時傳送到數(shù)據(jù)中心。在具體的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸中可以通過應用TCP/IP網(wǎng)絡傳輸技術，通過發(fā)揮IP視頻服務器和數(shù)據(jù)處理服務器的作用，在快速將高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)中不同系統(tǒng)的視頻數(shù)據(jù)傳送到數(shù)據(jù)處理中心的基礎上，及時對這些信息進行統(tǒng)計與分析。(2) 高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)除了需要解決網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸方面的問題外，還需要解決存儲方面的問題。這是由于高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)在實施監(jiān)控的過程中要進行實時檢測，因而需要較大的存儲空間。結合現(xiàn)有的技術水平，本文確定通過物理分布式存儲方式來解決存儲方面的問題，通過ISCSI擴展快存技術的應用，把大量的數(shù)據(jù)在較短的時間內存儲到存儲介質中，同時還能夠實現(xiàn)在調取時秒級回放，進而有效地提高高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡的存儲效率。

3 結語

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，高速公路車流量日益增加，高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)的應用也越來越廣泛。針對當前監(jiān)控系統(tǒng)存在的若干問題，必須采用科學合理的手段予以解決，對于監(jiān)控信息的傳輸與存儲問題可以采取網(wǎng)絡技術來彌補，對圖像處理則可用改進算法加以解決。只有這樣，才能有效地推動我國高速公路管理水平的提升。

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[5]趙祥模，靳引利，張洋.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)理論及應用[M].北京：電子工業(yè)出版社，2003

2014-06-18

周小波(1983—)，男，陜西寶雞人，助理工程師，主要從事高速公路機電設備管理工作。