高速公路監(jiān)控系統(tǒng)原理及系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)原因分析

李黎+朱巍

摘 要 高速公路與普通道路相比具有全封閉、專(zhuān)用性的特點(diǎn)，車(chē)輛在高速公路上行駛速度快、流量大，建立高速公路的主要目的是保證道路交通安全、提高交通運(yùn)行速度、方便廣大人民群眾。目前，隨著我國(guó)汽車(chē)數(shù)量的急劇上升，道路交通安全的壓力越來(lái)越大，道路擁堵、交通事故時(shí)有發(fā)生，面對(duì)新的挑戰(zhàn)，在高速公路上安裝公路監(jiān)控系統(tǒng)成為了當(dāng)務(wù)之急。以通信信息技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子顯像技術(shù)、計(jì)算機(jī)模型構(gòu)建系統(tǒng)以及基本通信設(shè)備為基礎(chǔ)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于高速公路管理運(yùn)行之中，系統(tǒng)能夠在安裝控制設(shè)備的范圍內(nèi)發(fā)揮有效的控制作用，及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控關(guān)鍵路段，利用高速數(shù)據(jù)傳輸工具，掌握道路交通安全情況。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用為我國(guó)道路交通安全穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造了良好條件，為確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全提供了有力保證。

關(guān)鍵詞 高速公路；監(jiān)控系統(tǒng)；原理；原因

中圖分類(lèi)號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0139-02

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)路段監(jiān)視系統(tǒng)獲得道路運(yùn)行信息，根據(jù)設(shè)定的處理方式作出綜合分析判斷、并采取針對(duì)性措施。系統(tǒng)將決策的結(jié)果與控制措施指令通過(guò)高速的信息傳輸設(shè)備發(fā)布到終端的情報(bào)板、路段控制匝道、收費(fèi)站等。以及時(shí)的反應(yīng)動(dòng)作保證道路安全暢通。對(duì)于實(shí)際管理中的延誤，快速作出反應(yīng)，安排專(zhuān)門(mén)工作人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)排除影響事件，將延誤造成的損失降到最低，全面協(xié)調(diào)道路監(jiān)控管理工作。

1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)原理

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，管理中心系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集管理區(qū)域的信息數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)作出適當(dāng)?shù)姆治鎏幚恚簷z測(cè)安全事故威脅性、決定交通管理機(jī)制、應(yīng)急處理功能、資料收集檢索、顯像系統(tǒng)功能、系統(tǒng)功能運(yùn)行檢測(cè)、協(xié)調(diào)功能配合優(yōu)化各方資源配置等，為道路暢通運(yùn)行創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。系統(tǒng)對(duì)高速公路全線進(jìn)行整合管理、調(diào)整管理資源分配，以控制中心為基礎(chǔ)調(diào)動(dòng)功能模塊有序完成實(shí)際工作任務(wù)，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如下圖所示。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：是系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心，主要功能有保存信息、建立信息數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸功能服務(wù)、整理整合數(shù)據(jù)和進(jìn)行信息數(shù)據(jù)格式與形式轉(zhuǎn)化。

路段通信模塊：是分段道路信息連通器，收集實(shí)時(shí)路況信息，進(jìn)行分類(lèi)上傳，將采集數(shù)據(jù)類(lèi)型識(shí)別完成后，轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一形式上傳到信息數(shù)據(jù)庫(kù)保存。除此之外還負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)具體指令裝置，校對(duì)時(shí)間確保協(xié)調(diào)性。

路段監(jiān)控模塊：是指令接受處理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)接受主服務(wù)器信息處理完成信息，根據(jù)信息內(nèi)容采取管理措施，選擇適應(yīng)實(shí)際情況的管理方案，形成具體的信息情報(bào)公示板、變速指令等實(shí)時(shí)變化命令。也可以作為現(xiàn)場(chǎng)管理人員的控制器，人工輸入指令管理可變終端顯示管理裝置。通過(guò)對(duì)模塊功能地調(diào)整，在自動(dòng)與手動(dòng)之間靈活轉(zhuǎn)化。

信息管理模塊：是信息存儲(chǔ)輸出器，負(fù)責(zé)對(duì)以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)分析產(chǎn)生的管理指令與人工輸入的指令進(jìn)行形式轉(zhuǎn)化，以表格或統(tǒng)計(jì)圖的形式展示，并提供打印和查詢(xún)服務(wù)。

圖形處理模塊：是圖像收集管理器，負(fù)責(zé)將采集和處理路況的圖像信息，具體為道路通行走向、沿線設(shè)施分布、外場(chǎng)和隧道內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況（檢測(cè)參數(shù)、工作狀態(tài)）等交通管理要素以圖形為主的方式顯示在管理監(jiān)控屏幕上，并實(shí)時(shí)刷新。

視頻監(jiān)控模塊：主要功能對(duì)視頻切換矩陣主機(jī)、大屏幕投影儀的各項(xiàng)功能進(jìn)行操作和管理，控制收費(fèi)站視頻矩陣控制器對(duì)圖像進(jìn)行調(diào)度錄像。在計(jì)算機(jī)上提供圖形控制方式對(duì)相應(yīng)攝像機(jī)進(jìn)行操作。

隧道監(jiān)控模塊：是隧道內(nèi)管理控制裝置，負(fù)責(zé)采集隧道內(nèi)路況信息，并對(duì)采集的圖像以及參數(shù)進(jìn)行分析，其中包括火災(zāi)檢測(cè)儀器數(shù)據(jù)變化，隧道內(nèi)通風(fēng)、照明、供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，采集信息數(shù)據(jù)由管理人員確認(rèn)后調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)終端命令發(fā)布器，工作可以通過(guò)自動(dòng)處理也可以手動(dòng)輸入。

廣播模塊：在高速公路關(guān)鍵路段定點(diǎn)安裝聲音播報(bào)系統(tǒng)，由監(jiān)控中心控制信息播報(bào)內(nèi)容，對(duì)車(chē)輛安全進(jìn)行提示通報(bào)，并保證聲音播報(bào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)工作故障第一時(shí)間通知最近地點(diǎn)維修人員，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的詳細(xì)記錄。為應(yīng)付突發(fā)狀況會(huì)在隧道內(nèi)設(shè)置備用播報(bào)裝置。

緊急電話模塊：在公路沿線相隔固定距離點(diǎn)，設(shè)置緊急情況通話專(zhuān)線，為道路通行車(chē)輛提供緊急救助通道。

2 原因分析

針對(duì)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能模塊，分析系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)原因。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

可將應(yīng)用于高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)分為兩個(gè)工作區(qū)域：總控制系統(tǒng)工作區(qū)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集問(wèn)題處理工作區(qū)。總控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的處理計(jì)算機(jī)與服務(wù)器，以核心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立與道路收費(fèi)管理系統(tǒng)、道路應(yīng)急處理系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)等建立拓展延伸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.2 路段通信模塊

通信模塊是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，必須作為系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)。道路信息收集的圖像數(shù)據(jù)信息需要通過(guò)通信模塊上傳到中心控制系統(tǒng)，中心對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理結(jié)果生成指令需要及時(shí)發(fā)送到終端，均需要暢通的通信通道實(shí)現(xiàn)。

2.3 視頻監(jiān)控模塊

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，要想全面了解重要路段通行安全情況，僅依靠車(chē)輛檢測(cè)器設(shè)備無(wú)法獲得全面的信息，通過(guò)分段顯像控制方式可以把現(xiàn)場(chǎng)情況的畫(huà)面?zhèn)魉偷娇刂浦行模箍刂乒芾碚吣軌蛑庇^地觀測(cè)到具體情況，作為交通事件處理的事實(shí)依據(jù)。因此，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵。

2.4 圖形處理模塊

高速公路運(yùn)行管理者開(kāi)展工作的基礎(chǔ)就是全面地掌握道路交通實(shí)時(shí)信息，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就必須建立現(xiàn)代化信息化的圖形處理管理系統(tǒng)，給交通管理人員工作提供信息保證。目前的圖形處理模塊已經(jīng)能夠在控制中心以屏幕現(xiàn)象的方式顯示實(shí)時(shí)路況信息，需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題是處理速度與圖像清晰度。

3 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)工作流程

在固定時(shí)段路段信息處理器從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取采集的圖像與數(shù)據(jù)，整理整合后進(jìn)行評(píng)估，對(duì)車(chē)流量、天氣狀況、能見(jiàn)度等關(guān)鍵要素通過(guò)多媒體功能作出顯示，對(duì)于可能出現(xiàn)交通管理危險(xiǎn)的情況，自動(dòng)生成措施指令，通過(guò)終端現(xiàn)象設(shè)施，及時(shí)通知過(guò)往車(chē)輛，同時(shí)通知附件的管理人員加強(qiáng)監(jiān)控。如果出現(xiàn)突發(fā)情況，第一時(shí)間作出警報(bào)警示，通知監(jiān)控人員封鎖事故路段。

4 總結(jié)

發(fā)展高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是目前公路交通安全發(fā)展的要求，目前我國(guó)道路監(jiān)控系統(tǒng)還處于起步階段，需要不斷進(jìn)行技術(shù)完善，從綜合控制、信息采集、警報(bào)通告等方面提高處理速度，全面提升系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)我國(guó)高速公路交通安全管理工作的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]楊哲.京開(kāi)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津大學(xué)，2010.

[2]莊啟成.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（11）.

[3]金克明，顧漢霆，徐加佳.基于GIS技術(shù)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2010（04）.endprint

摘 要 高速公路與普通道路相比具有全封閉、專(zhuān)用性的特點(diǎn)，車(chē)輛在高速公路上行駛速度快、流量大，建立高速公路的主要目的是保證道路交通安全、提高交通運(yùn)行速度、方便廣大人民群眾。目前，隨著我國(guó)汽車(chē)數(shù)量的急劇上升，道路交通安全的壓力越來(lái)越大，道路擁堵、交通事故時(shí)有發(fā)生，面對(duì)新的挑戰(zhàn)，在高速公路上安裝公路監(jiān)控系統(tǒng)成為了當(dāng)務(wù)之急。以通信信息技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子顯像技術(shù)、計(jì)算機(jī)模型構(gòu)建系統(tǒng)以及基本通信設(shè)備為基礎(chǔ)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于高速公路管理運(yùn)行之中，系統(tǒng)能夠在安裝控制設(shè)備的范圍內(nèi)發(fā)揮有效的控制作用，及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控關(guān)鍵路段，利用高速數(shù)據(jù)傳輸工具，掌握道路交通安全情況。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用為我國(guó)道路交通安全穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造了良好條件，為確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全提供了有力保證。

關(guān)鍵詞 高速公路；監(jiān)控系統(tǒng)；原理；原因

中圖分類(lèi)號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0139-02

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)路段監(jiān)視系統(tǒng)獲得道路運(yùn)行信息，根據(jù)設(shè)定的處理方式作出綜合分析判斷、并采取針對(duì)性措施。系統(tǒng)將決策的結(jié)果與控制措施指令通過(guò)高速的信息傳輸設(shè)備發(fā)布到終端的情報(bào)板、路段控制匝道、收費(fèi)站等。以及時(shí)的反應(yīng)動(dòng)作保證道路安全暢通。對(duì)于實(shí)際管理中的延誤，快速作出反應(yīng)，安排專(zhuān)門(mén)工作人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)排除影響事件，將延誤造成的損失降到最低，全面協(xié)調(diào)道路監(jiān)控管理工作。

1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)原理

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，管理中心系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集管理區(qū)域的信息數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)作出適當(dāng)?shù)姆治鎏幚恚簷z測(cè)安全事故威脅性、決定交通管理機(jī)制、應(yīng)急處理功能、資料收集檢索、顯像系統(tǒng)功能、系統(tǒng)功能運(yùn)行檢測(cè)、協(xié)調(diào)功能配合優(yōu)化各方資源配置等，為道路暢通運(yùn)行創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。系統(tǒng)對(duì)高速公路全線進(jìn)行整合管理、調(diào)整管理資源分配，以控制中心為基礎(chǔ)調(diào)動(dòng)功能模塊有序完成實(shí)際工作任務(wù)，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如下圖所示。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：是系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心，主要功能有保存信息、建立信息數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸功能服務(wù)、整理整合數(shù)據(jù)和進(jìn)行信息數(shù)據(jù)格式與形式轉(zhuǎn)化。

路段通信模塊：是分段道路信息連通器，收集實(shí)時(shí)路況信息，進(jìn)行分類(lèi)上傳，將采集數(shù)據(jù)類(lèi)型識(shí)別完成后，轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一形式上傳到信息數(shù)據(jù)庫(kù)保存。除此之外還負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)具體指令裝置，校對(duì)時(shí)間確保協(xié)調(diào)性。

路段監(jiān)控模塊：是指令接受處理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)接受主服務(wù)器信息處理完成信息，根據(jù)信息內(nèi)容采取管理措施，選擇適應(yīng)實(shí)際情況的管理方案，形成具體的信息情報(bào)公示板、變速指令等實(shí)時(shí)變化命令。也可以作為現(xiàn)場(chǎng)管理人員的控制器，人工輸入指令管理可變終端顯示管理裝置。通過(guò)對(duì)模塊功能地調(diào)整，在自動(dòng)與手動(dòng)之間靈活轉(zhuǎn)化。

信息管理模塊：是信息存儲(chǔ)輸出器，負(fù)責(zé)對(duì)以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)分析產(chǎn)生的管理指令與人工輸入的指令進(jìn)行形式轉(zhuǎn)化，以表格或統(tǒng)計(jì)圖的形式展示，并提供打印和查詢(xún)服務(wù)。

圖形處理模塊：是圖像收集管理器，負(fù)責(zé)將采集和處理路況的圖像信息，具體為道路通行走向、沿線設(shè)施分布、外場(chǎng)和隧道內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況（檢測(cè)參數(shù)、工作狀態(tài)）等交通管理要素以圖形為主的方式顯示在管理監(jiān)控屏幕上，并實(shí)時(shí)刷新。

視頻監(jiān)控模塊：主要功能對(duì)視頻切換矩陣主機(jī)、大屏幕投影儀的各項(xiàng)功能進(jìn)行操作和管理，控制收費(fèi)站視頻矩陣控制器對(duì)圖像進(jìn)行調(diào)度錄像。在計(jì)算機(jī)上提供圖形控制方式對(duì)相應(yīng)攝像機(jī)進(jìn)行操作。

隧道監(jiān)控模塊：是隧道內(nèi)管理控制裝置，負(fù)責(zé)采集隧道內(nèi)路況信息，并對(duì)采集的圖像以及參數(shù)進(jìn)行分析，其中包括火災(zāi)檢測(cè)儀器數(shù)據(jù)變化，隧道內(nèi)通風(fēng)、照明、供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，采集信息數(shù)據(jù)由管理人員確認(rèn)后調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)終端命令發(fā)布器，工作可以通過(guò)自動(dòng)處理也可以手動(dòng)輸入。

廣播模塊：在高速公路關(guān)鍵路段定點(diǎn)安裝聲音播報(bào)系統(tǒng)，由監(jiān)控中心控制信息播報(bào)內(nèi)容，對(duì)車(chē)輛安全進(jìn)行提示通報(bào)，并保證聲音播報(bào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)工作故障第一時(shí)間通知最近地點(diǎn)維修人員，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的詳細(xì)記錄。為應(yīng)付突發(fā)狀況會(huì)在隧道內(nèi)設(shè)置備用播報(bào)裝置。

緊急電話模塊：在公路沿線相隔固定距離點(diǎn)，設(shè)置緊急情況通話專(zhuān)線，為道路通行車(chē)輛提供緊急救助通道。

2 原因分析

針對(duì)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能模塊，分析系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)原因。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

可將應(yīng)用于高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)分為兩個(gè)工作區(qū)域：總控制系統(tǒng)工作區(qū)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集問(wèn)題處理工作區(qū)。總控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的處理計(jì)算機(jī)與服務(wù)器，以核心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立與道路收費(fèi)管理系統(tǒng)、道路應(yīng)急處理系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)等建立拓展延伸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.2 路段通信模塊

通信模塊是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，必須作為系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)。道路信息收集的圖像數(shù)據(jù)信息需要通過(guò)通信模塊上傳到中心控制系統(tǒng)，中心對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理結(jié)果生成指令需要及時(shí)發(fā)送到終端，均需要暢通的通信通道實(shí)現(xiàn)。

2.3 視頻監(jiān)控模塊

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，要想全面了解重要路段通行安全情況，僅依靠車(chē)輛檢測(cè)器設(shè)備無(wú)法獲得全面的信息，通過(guò)分段顯像控制方式可以把現(xiàn)場(chǎng)情況的畫(huà)面?zhèn)魉偷娇刂浦行模箍刂乒芾碚吣軌蛑庇^地觀測(cè)到具體情況，作為交通事件處理的事實(shí)依據(jù)。因此，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵。

2.4 圖形處理模塊

高速公路運(yùn)行管理者開(kāi)展工作的基礎(chǔ)就是全面地掌握道路交通實(shí)時(shí)信息，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就必須建立現(xiàn)代化信息化的圖形處理管理系統(tǒng)，給交通管理人員工作提供信息保證。目前的圖形處理模塊已經(jīng)能夠在控制中心以屏幕現(xiàn)象的方式顯示實(shí)時(shí)路況信息，需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題是處理速度與圖像清晰度。

3 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)工作流程

在固定時(shí)段路段信息處理器從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取采集的圖像與數(shù)據(jù)，整理整合后進(jìn)行評(píng)估，對(duì)車(chē)流量、天氣狀況、能見(jiàn)度等關(guān)鍵要素通過(guò)多媒體功能作出顯示，對(duì)于可能出現(xiàn)交通管理危險(xiǎn)的情況，自動(dòng)生成措施指令，通過(guò)終端現(xiàn)象設(shè)施，及時(shí)通知過(guò)往車(chē)輛，同時(shí)通知附件的管理人員加強(qiáng)監(jiān)控。如果出現(xiàn)突發(fā)情況，第一時(shí)間作出警報(bào)警示，通知監(jiān)控人員封鎖事故路段。

4 總結(jié)

發(fā)展高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是目前公路交通安全發(fā)展的要求，目前我國(guó)道路監(jiān)控系統(tǒng)還處于起步階段，需要不斷進(jìn)行技術(shù)完善，從綜合控制、信息采集、警報(bào)通告等方面提高處理速度，全面提升系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)我國(guó)高速公路交通安全管理工作的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]楊哲.京開(kāi)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津大學(xué)，2010.

[2]莊啟成.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（11）.

[3]金克明，顧漢霆，徐加佳.基于GIS技術(shù)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2010（04）.endprint

摘 要 高速公路與普通道路相比具有全封閉、專(zhuān)用性的特點(diǎn)，車(chē)輛在高速公路上行駛速度快、流量大，建立高速公路的主要目的是保證道路交通安全、提高交通運(yùn)行速度、方便廣大人民群眾。目前，隨著我國(guó)汽車(chē)數(shù)量的急劇上升，道路交通安全的壓力越來(lái)越大，道路擁堵、交通事故時(shí)有發(fā)生，面對(duì)新的挑戰(zhàn)，在高速公路上安裝公路監(jiān)控系統(tǒng)成為了當(dāng)務(wù)之急。以通信信息技術(shù)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、電子顯像技術(shù)、計(jì)算機(jī)模型構(gòu)建系統(tǒng)以及基本通信設(shè)備為基礎(chǔ)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)始應(yīng)用于高速公路管理運(yùn)行之中，系統(tǒng)能夠在安裝控制設(shè)備的范圍內(nèi)發(fā)揮有效的控制作用，及時(shí)、準(zhǔn)確地監(jiān)控關(guān)鍵路段，利用高速數(shù)據(jù)傳輸工具，掌握道路交通安全情況。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用為我國(guó)道路交通安全穩(wěn)定發(fā)展創(chuàng)造了良好條件，為確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全提供了有力保證。

關(guān)鍵詞 高速公路；監(jiān)控系統(tǒng)；原理；原因

中圖分類(lèi)號(hào)：TP277 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）03-0139-02

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)通過(guò)路段監(jiān)視系統(tǒng)獲得道路運(yùn)行信息，根據(jù)設(shè)定的處理方式作出綜合分析判斷、并采取針對(duì)性措施。系統(tǒng)將決策的結(jié)果與控制措施指令通過(guò)高速的信息傳輸設(shè)備發(fā)布到終端的情報(bào)板、路段控制匝道、收費(fèi)站等。以及時(shí)的反應(yīng)動(dòng)作保證道路安全暢通。對(duì)于實(shí)際管理中的延誤，快速作出反應(yīng)，安排專(zhuān)門(mén)工作人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)排除影響事件，將延誤造成的損失降到最低，全面協(xié)調(diào)道路監(jiān)控管理工作。

1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)原理

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，管理中心系統(tǒng)實(shí)時(shí)收集管理區(qū)域的信息數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)作出適當(dāng)?shù)姆治鎏幚恚簷z測(cè)安全事故威脅性、決定交通管理機(jī)制、應(yīng)急處理功能、資料收集檢索、顯像系統(tǒng)功能、系統(tǒng)功能運(yùn)行檢測(cè)、協(xié)調(diào)功能配合優(yōu)化各方資源配置等，為道路暢通運(yùn)行創(chuàng)造基礎(chǔ)條件。系統(tǒng)對(duì)高速公路全線進(jìn)行整合管理、調(diào)整管理資源分配，以控制中心為基礎(chǔ)調(diào)動(dòng)功能模塊有序完成實(shí)際工作任務(wù)，系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如下圖所示。

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器：是系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理中心，主要功能有保存信息、建立信息數(shù)據(jù)庫(kù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸功能服務(wù)、整理整合數(shù)據(jù)和進(jìn)行信息數(shù)據(jù)格式與形式轉(zhuǎn)化。

路段通信模塊：是分段道路信息連通器，收集實(shí)時(shí)路況信息，進(jìn)行分類(lèi)上傳，將采集數(shù)據(jù)類(lèi)型識(shí)別完成后，轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一形式上傳到信息數(shù)據(jù)庫(kù)保存。除此之外還負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)具體指令裝置，校對(duì)時(shí)間確保協(xié)調(diào)性。

路段監(jiān)控模塊：是指令接受處理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)接受主服務(wù)器信息處理完成信息，根據(jù)信息內(nèi)容采取管理措施，選擇適應(yīng)實(shí)際情況的管理方案，形成具體的信息情報(bào)公示板、變速指令等實(shí)時(shí)變化命令。也可以作為現(xiàn)場(chǎng)管理人員的控制器，人工輸入指令管理可變終端顯示管理裝置。通過(guò)對(duì)模塊功能地調(diào)整，在自動(dòng)與手動(dòng)之間靈活轉(zhuǎn)化。

信息管理模塊：是信息存儲(chǔ)輸出器，負(fù)責(zé)對(duì)以原始數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)分析產(chǎn)生的管理指令與人工輸入的指令進(jìn)行形式轉(zhuǎn)化，以表格或統(tǒng)計(jì)圖的形式展示，并提供打印和查詢(xún)服務(wù)。

圖形處理模塊：是圖像收集管理器，負(fù)責(zé)將采集和處理路況的圖像信息，具體為道路通行走向、沿線設(shè)施分布、外場(chǎng)和隧道內(nèi)設(shè)備運(yùn)行情況（檢測(cè)參數(shù)、工作狀態(tài)）等交通管理要素以圖形為主的方式顯示在管理監(jiān)控屏幕上，并實(shí)時(shí)刷新。

視頻監(jiān)控模塊：主要功能對(duì)視頻切換矩陣主機(jī)、大屏幕投影儀的各項(xiàng)功能進(jìn)行操作和管理，控制收費(fèi)站視頻矩陣控制器對(duì)圖像進(jìn)行調(diào)度錄像。在計(jì)算機(jī)上提供圖形控制方式對(duì)相應(yīng)攝像機(jī)進(jìn)行操作。

隧道監(jiān)控模塊：是隧道內(nèi)管理控制裝置，負(fù)責(zé)采集隧道內(nèi)路況信息，并對(duì)采集的圖像以及參數(shù)進(jìn)行分析，其中包括火災(zāi)檢測(cè)儀器數(shù)據(jù)變化，隧道內(nèi)通風(fēng)、照明、供電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，采集信息數(shù)據(jù)由管理人員確認(rèn)后調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)終端命令發(fā)布器，工作可以通過(guò)自動(dòng)處理也可以手動(dòng)輸入。

廣播模塊：在高速公路關(guān)鍵路段定點(diǎn)安裝聲音播報(bào)系統(tǒng)，由監(jiān)控中心控制信息播報(bào)內(nèi)容，對(duì)車(chē)輛安全進(jìn)行提示通報(bào)，并保證聲音播報(bào)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，一旦出現(xiàn)工作故障第一時(shí)間通知最近地點(diǎn)維修人員，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的詳細(xì)記錄。為應(yīng)付突發(fā)狀況會(huì)在隧道內(nèi)設(shè)置備用播報(bào)裝置。

緊急電話模塊：在公路沿線相隔固定距離點(diǎn)，設(shè)置緊急情況通話專(zhuān)線，為道路通行車(chē)輛提供緊急救助通道。

2 原因分析

針對(duì)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能模塊，分析系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)原因。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

可將應(yīng)用于高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)分為兩個(gè)工作區(qū)域：總控制系統(tǒng)工作區(qū)與現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集問(wèn)題處理工作區(qū)。總控制系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的處理計(jì)算機(jī)與服務(wù)器，以核心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，建立與道路收費(fèi)管理系統(tǒng)、道路應(yīng)急處理系統(tǒng)、信息傳輸系統(tǒng)等建立拓展延伸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

2.2 路段通信模塊

通信模塊是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮作用的基礎(chǔ)，必須作為系統(tǒng)建設(shè)的重點(diǎn)。道路信息收集的圖像數(shù)據(jù)信息需要通過(guò)通信模塊上傳到中心控制系統(tǒng)，中心對(duì)數(shù)據(jù)的分析處理結(jié)果生成指令需要及時(shí)發(fā)送到終端，均需要暢通的通信通道實(shí)現(xiàn)。

2.3 視頻監(jiān)控模塊

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，要想全面了解重要路段通行安全情況，僅依靠車(chē)輛檢測(cè)器設(shè)備無(wú)法獲得全面的信息，通過(guò)分段顯像控制方式可以把現(xiàn)場(chǎng)情況的畫(huà)面?zhèn)魉偷娇刂浦行模箍刂乒芾碚吣軌蛑庇^地觀測(cè)到具體情況，作為交通事件處理的事實(shí)依據(jù)。因此，視頻監(jiān)控系統(tǒng)是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的關(guān)鍵。

2.4 圖形處理模塊

高速公路運(yùn)行管理者開(kāi)展工作的基礎(chǔ)就是全面地掌握道路交通實(shí)時(shí)信息，要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)就必須建立現(xiàn)代化信息化的圖形處理管理系統(tǒng)，給交通管理人員工作提供信息保證。目前的圖形處理模塊已經(jīng)能夠在控制中心以屏幕現(xiàn)象的方式顯示實(shí)時(shí)路況信息，需要進(jìn)一步解決的問(wèn)題是處理速度與圖像清晰度。

3 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)工作流程

在固定時(shí)段路段信息處理器從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取采集的圖像與數(shù)據(jù)，整理整合后進(jìn)行評(píng)估，對(duì)車(chē)流量、天氣狀況、能見(jiàn)度等關(guān)鍵要素通過(guò)多媒體功能作出顯示，對(duì)于可能出現(xiàn)交通管理危險(xiǎn)的情況，自動(dòng)生成措施指令，通過(guò)終端現(xiàn)象設(shè)施，及時(shí)通知過(guò)往車(chē)輛，同時(shí)通知附件的管理人員加強(qiáng)監(jiān)控。如果出現(xiàn)突發(fā)情況，第一時(shí)間作出警報(bào)警示，通知監(jiān)控人員封鎖事故路段。

4 總結(jié)

發(fā)展高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是目前公路交通安全發(fā)展的要求，目前我國(guó)道路監(jiān)控系統(tǒng)還處于起步階段，需要不斷進(jìn)行技術(shù)完善，從綜合控制、信息采集、警報(bào)通告等方面提高處理速度，全面提升系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值，促進(jìn)我國(guó)高速公路交通安全管理工作的進(jìn)一步發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]楊哲.京開(kāi)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].天津大學(xué)，2010.

[2]莊啟成.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)分析[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2009（11）.

[3]金克明，顧漢霆，徐加佳.基于GIS技術(shù)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用[J].公路交通技術(shù)，2010（04）.endprint