關于高速公路監控系統改造設計方案探討

郭笑妤

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽　550022)

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關于高速公路監控系統改造設計方案探討

郭笑妤

(貴州省交通規劃勘察設計研究院股份有限公司，貴州 貴陽550022)

摘要：根據對廈蓉高速公路格龍至都勻段監控系統運營情況進行調查，分析道路條件、氣候條件、交通量及服務水平，結合貴州省相關規劃、規范以及公安交警提供的特殊路段設置要求，對廈蓉高速公路格龍至都勻段高速公路監控系統進行外場高清視頻監控點改造增設方案設計，為高速公路監控改造、優化資源配置、提升高速公路服務水平提供參考。

關鍵詞：高速公路；監控改造

1道路運營情況及改造需求

1.1服務水平及運營狀況

根據對本項目服務水平分析，道路2011 年開通。根據交通部《公路工程技術標準》(JTGB01-2003)規定，80 km/h 設計速度的高速公路，二級服務水平下其設計通行能力為1 200 pcu/h/ln，按照本項目工可K、D 取值，計算得出本項目在2025 年以前均保持在二級服務水平以上，舒適度和便利程度較高。2030 年以前部分路段服務水平逐漸降為三級。

格都高速公路開通服務5年多時間，區域路網雖未全部形成，但因本項目橋隧比較高，結合項目地理位置情況，已有多處路段屬于危險路段，諸如長大隧道、長大下坡、易霧等路段，雖在上述路段已設置監控外場設備，但部分設備已出現無法使用，并且因原設計采用的是標清攝像機已無法滿足貴州省高速公路機電高清攝像機使用要求。

1.2改造需求

對于現有道路來說，在已有的技術水平之下，努力提高其通行能力、安全性、快速性和舒適性，保障其良好的服務水平是高速公路交通控制的主要目標。然而，高速公路的一些危險路段卻成為“瓶頸”。

危險路段是山區高速公路的常見路段形式，主要是指在一些特殊的區域內，限制于所處的地勢地形，在設計過程中往往要采取一些安全系數較低的方案，包括人們所熟知的“傍山臨淵”、“長大隧道”等。從當前山區高速公路管理的現狀來看，危險路段往往也是事故多發路段，因此需要重視對危險路段的管理，切實保證駕駛人員行車安全。

根據相關學者對高速公路事故率統計數據結果與我國高速公路監控設備管理規范的相關內容，筆者認為在山區高速公路上增設監控設備時，應該考慮以下內容：(1)長大下坡或急彎路段。在此類路段行駛中，由于大型貨車超載或小型汽車超速等汽車制動原因，出現汽車側翻等交通事故的概率明顯高于其他路段；(2)氣象異常路段。此類路段受到天氣因素的影響，經常出現，路段凝凍或多霧現象，嚴重影響了駕駛人員的行車條件，更容易出現追尾、汽車打滑等交通事故；(3)行人橫穿路段，主要出現在居民聚集區，部分村民為圖方便，步行橫穿高速公路，高速行駛中的汽車容易撞上橫穿高速公路的行人。

筆者根據上述理論，對所研究的高速公路上的危險路段進行研究，并根據研究結果總結攝像機的改造、增設方案，具體的資料如表1所示。

表1　格都高速公路監控設備加裝位置

2設計原則

(1)符合貴州省高速公路相關規劃、標準、技術方案中對監控系統的要求；

(2)滿足區域中心、總中心對監控數據傳輸、控制的要求，達到數據傳輸實時、可靠、可控的目的；

(3)最大限度利用現有已建系統設備，結合實際情況對設備進行改造，實現區域管理，聯網監控。

3設計方案

3.1視頻方案

本次設計采用的是高清壓縮，高清圖像1080p的分辨率是CIF分辨率的20倍，圖像清晰，可以提高監控人員的觀看體驗。H.264編碼格式，在保證圖像質量的前提下，1080P帶寬為4M，節約傳輸帶寬。

3.2傳輸方案

采用工業以太網環網為光纖組環模式，該模式由千兆環網遠端接入設備和千兆環網中心接入設備組成。其基于網絡組網交換技術，一個環網可以傳輸幾十路高清視頻，每個監控點配置一臺千兆環網遠端接入設備，由主干光纜挑出一芯在監控點處熔斷后接入千兆環網遠端接入設備，多臺千兆環網遠端接入設備組成千兆傳輸網絡將高清視頻傳輸局端。

3.3事件檢測

視頻事件檢測系統由攝像機、視頻傳輸設備、高清事件檢測分析儀、事件檢測服務器、事件檢測工作站及網絡交換機構成。本方案沿線外場攝像機均配置1臺球型高清攝像機及1臺固定槍式攝像機。固定攝像機圖像通過視頻傳輸設備傳輸至就近通信站進行事件檢測。

在系統應用中，該系統能通過自動采集、處理事故視頻信息資料，為相關單位開展事故分析提供必要的影像學資料。從其整體結構來看該系統主要通過攝像機采集影像資料，而這些資料也能通過高清視頻分析儀獲取事故報警、交通量等信息。在獲取上述資料后，這些信息會被傳送到監控站分管理計算機上。在操作中，交通事件檢測系統能實時分析目標路段的交通裝填，判斷車輛停駛、交通擁堵等數據資料，并個人劇每個攝像機中所儲存的事件發生時間進行數字視頻序列排序，并觸發區域監控中心的主監視器顯示報警的圖像，使整個系統具有更強的信息處理能力。

3.4閉路電視系統構成

本方案新增和改造的監控點，外場攝像機利用環網遠端模塊及站內環網接入設備，占用原主干光纜中的2芯光纜成環，傳輸至就近收費站。圖像在站內落地后，通過通信系統RPR傳輸通道，上傳至都勻片區監控中心。

在每個就近收費站設置1套環網接入設備，外場則由環網遠端模塊組成環網。

在收費站內配置高清事件檢測分析儀等設備，并利用近期建設項目已設置的視頻三層以太網交換機、視頻監控工作站、IP-SAN視頻存儲完成閉路電視系統的構成。

3.5供電方案

方案綜合考慮已建外場攝像機供電方式，并與新建系統相結合。本次新建外場監控點均利用已建監控設備或已建沿線供電點的供配電系統，新建監控點敷設電纜至其原設備配電箱取電。供電困難的外場設備采用遠程直流供電設備供電，電力電纜選用YJV電纜，采用管道敷設的方式，可利用原有通信管道，敷設在中央分隔帶硅芯管內。

4結束語

目前，廈蓉高速公路格龍至都勻段監控系統方案已經得到實施。根據方案實施后相關路段的事故統計數據表明，隨著高速公路監控設施的完善，上述路段的監控率已提高了80%，高速公路管理部門對事故處置的效率也大幅提高，有效提升了上述路段的服務水平。

監控系統的改造應使高速公路監控系統能夠在統一的運營模式和技術標準下，達到智能化、信息化、網絡化、社會化、為大眾出行提供服務的目的，并實現路網環境下交通信息共享，保障路網行車的“高速、高效、安全、暢通”，實現聯網監控、聯動救援。參考文獻：

[1]郭笑妤.貴州省高速公路監控系統改造建設工程——廈蓉高速公路格龍至都勻段，2015，(3).

收稿日期：2016-04-08

作者簡介：郭笑妤(1984-)，女，河北人，工程師，研究方向：交通工程。

中圖分類號：U492

文獻標識碼：C

文章編號：1008-3383(2016)06-0193-01