淺談高速公路智能管理系統的建設

黃冠群

摘 要：高速公路在我國快速發展，高效便捷管理的高速公路成為新的課題，文章通過高速公路的智能化管理系統必要性入手，著重闡述了高速公路智能管理系統中智能收費系統、智能監控系統、智能查詢系統和高效通訊系統幾個子系統的功能，提出高速公路的智能化管理，從而改善高速公路交通狀態，促進物流相關產業的發展，具有巨大的社會效益與經濟效益。

關鍵詞：高速公路；智能管理

從我國上世紀八十年代開始建設第一條高速公路，經過近四十年的發展，目前我國已建成和在建的高速公路里程已超過7萬公里，僅次于美國位居世界第二位。在高速公路快速發展的同時，如何高效便捷管理的高速公路成為新的課題，隨著現代物聯網技術、無線光纖傳輸技術、電子傳感技術、系統控制技術及云計算技術的發展，為高速公路的智能化管理奠定了基礎。

引言

智能高速公路交通系統是現代高效管理交通系統的必然發展趨勢，它是將先進的現代物聯網技術、無線光纖傳輸技術、電子傳感技術、系統控制技術及云計算技術有機的綜合應用于高速公路管理系統中，從而建立起的一種實時、全天候發揮作用，立體和全方位的綜合交通運輸管理系統。智能高速公路交通系統有效整合現有的高速公路交通設施、減少高速公路車流密集和高速公路沿線大氣、噪聲和環境污染，實現高速公路傳統安全、提高道路的使用效率，在國內高速公路上得到了大力的運用。在國內一些發達省市智能高速公路管理系統的運用證明，這套系統可以有效解決當前車流密集、車輛交通事故多發、高速公路沿線環境污染嚴重等問題，其車輛信息化為基礎，依托智能化數據傳輸，充分實現高速公路車流智能化識別和管理，高速公路的智能化是立體交通智能物聯網管理的推進和延伸。

1 建設高速公路智能管理系統的必要性

高速公路智能管理系統的建設，投資大，周期長，但是從多方面綜合評定，建設這套系統非常必要。

1.1 提高運輸效率

我國的高速公路目前的管理，大多還是基于現場人員的管理，管理效率低下。高速公路上一旦發生交通擁堵或交通事故往往需要很長一段時間才能將信息傳送到道路指揮中心，從收到信息到現場處理這一時間段內，更加劇了道路的擁堵，大大降低了高速公路的運輸效率。從國內每年的黃金周高速公路不高速就可見一斑。

1.2 有效降低大氣污染

由于目前高速公路的運輸效率低，車輛運行速度緩慢。造成車輛在高速公路上的平均行使時間加長，車輛的尾氣隨之大大增加。近些年在東部地區長時間大范圍的霧霾天氣，與汽車尾氣的氮污染有直接的關系。

1.3 減少交通事故

高速公路在建成后，車輛長時間的碾壓勢必對路面造成不同程度的損傷。另一方面高速公路上車輛眾多突發事件也多，但是在道路上行使的駕駛員對這些情況的變化全然不知，當發現不良情況也許為時已晚，這也就是高速公路一旦發生事故，往往會造成大量車輛追尾，損傷慘重的直接原因。

2 高速公路智能管理系統的組成

高速公路智能管理系統是對公路收費、路面監測、車輛監測、信息采集、信息傳輸和信息發布等不同功能的集成，它由多個模塊組成。

2.1 智能收費系統

智能收費系統主要利用車輛電子通行卡或電子識別標簽等方式，實現公路收費電子化和實時化。目前大多數收費系統是車輛在收費處需停車，用車輛電子通行卡完成收費過程；另一種較為先進的收費系統是收費系統終端預讀車輛電子標簽內容，識別車輛型號車主信息，車輛過程中，智能收費系統將收費終端的接受的車輛信息、繳費信息，實時傳輸到管理中心，通過中心在與車輛持有人的電子賬戶對接，實現費用的實時劃撥，并將收費信息回傳到收費終端，在車輛接近時對車輛放行，收費全過程車輛正常行駛實現車輛的不停車，大大提高了收費站的車輛通行速度，同時也節省了收費人員的投入。

2.2 智能監控系統

高速公路智能管理系統智能監控系統。主要對高速公路外場和車輛的監控。外場監控的內容包括：路面、橋梁、隧道、路側綠化、機電設備等。車輛監控包括：路網中行駛的車輛實時行駛速度、駕駛員安全駕駛情況，全面監控道路上車流的密度，同時提供道路分流情況，適時對道路上車輛進行交通引導、事故多發地段預警、發生事故地段車輛定位等，保證最大限度地發揮路網通過能力。高速公路監控系統外場設施可分為兩類。一是信息采集設施，如路面檢測器、氣象檢測器、緊急電話、巡邏車、攝像機等，這類設施的主要任務是采集路況、沿路氣象和事故信息。主要是針對路面安全情況、道路車輛密度、兩車間距、車輛行駛速度和交通事故等數據的采集。二是信息發布設施，如情報預報板、LED可顯示限速標志等，這類設施根據中央監控系統的指令進行信息的發布。將采集的信息迅速傳輸到指揮中心，從而調動交警、道路管理等相關單位開始做出反應。

2.3 智能信息查詢系統

智能信息查詢系統是將由監控系統采集的數據，利用車載的導航設備與自動交通管理系統相配合，為道路上的駕駛人提供，出行所需的各種交通狀況、道路、氣象條件、車輛事故和自身安全等有關信息。通過公用通信網和個人計算機，還可以家中或辦公室得到出行前的最佳行駛路線和沿途的氣象情況等信息，使出行者可以合理地選擇出行方式、時間和路線，同時也可以使路網交通流量獲得平衡分配，提高運輸效率。

2.4 高效的通訊傳輸系統

高速公路智能管理系統建立在高效可靠的通信系統之上。通信信息管理系統由專用通信網絡、緊急電話系統、信息采集系統、信息顯示、發布系統和監控管理中心組成。高速公路上的信息采集、信息處理、交通分析和信息發布等這些數據通過高效的無線和光纖通信線路相互鏈接并直通高速公路指揮中心計算機，指揮中心計算機與以太網相聯進行全網數據共享。公路交通主管部門和交警部門通過這些共享數據，共同實現對高速公路監控、車輛誘導疏散和違章車輛信息采集傳輸和道路安全及監督檢查的工作，攜手確保高速公路的安全暢通。

高速公路通信系統主要包括光纖數字傳輸系統、程控數字交換系統、緊急電話系統、數據圖象傳輸系統、光電纜工程和通信電源系統。

光纖傳輸系統為高速公路沿線設施（如數據采集設備、道路預警發布板、無線道路預警發布器、收費系統的數據、采集車輛圖象等）提供傳輸通道。為提高傳輸的可靠性，多采用環路布線方式。

整個智能管理系統，建立一個指揮中心和幾個子中心，指揮中心就是一個通信數據收集傳輸儲存的中心，這樣既可以實現遠程管理，也可以實現就地控制。為實現數據的分布儲存，指揮中心數據可以直接接入異地大型云數據中心。

緊急電話傳輸由中心緊急電話主機、傳輸線路和道路路側緊急電話終端組成。緊急電話主機設在每個子中心，能及時顯示路側緊急電話的呼叫信息，也可以將其中任意兩個呼叫同時處理，可錄音，可與公用業務電話網相連。

監控系統的圖像傳輸：將經過編碼的數字圖像信號通過無線路由設備傳輸到通信分中心的通訊控制設備上，再通過專用接口解碼成模擬信號，在監控分中心的視頻顯示器上顯示。

3 結束語

高速公路智能管理系統是提高高速公路管理水平，保障高速公路安全行車，提高工作效率的必要系統，是實現全國智能交通系統的重要組成，通過建設高速公路智能管理系，可以大大改善高速公路交通狀態，促進物流相關產業的發展，具有巨大的社會效益與經濟效益。

參考文獻

[1]李中秋.高速公路建設與區域經濟發展[J].石家莊經濟學院學報.

[2]司小平，廣東省智能交通管理系統及投融資模式初步研究[D].廣東工業大學，2007.