區域高速公路監控系統研究

李國靜

摘 要 隨著社會和經濟發展水平不斷提高，機動車及物流量不斷增長，道路使用者對高速公路的運營和服務水平提出了更高的要求，利用先進的信息技術，更新交通發展理念、轉變交通發展模式是創新交通管理的手段，同時也是提升交通服務水平的手段。本文從區域高速公路監控系統的研究著手，對系統需求、總體設計進行了深入研究。

關鍵詞 高速公路；監控系統；外場設備

中圖分類號 TP3 文獻標識碼 A 文章編號 1674-6708（2017）182-0086-02

1 研究背景與意義

近年來，隨著各項基礎設施建設步伐的加快，我國高速公路網的建設與發展進入了快車道，高速公路布局發生了由通道型向網絡型的根本性轉化，國家和區域高速公路網的主骨架已基本建成。我國實施高速公路監控和數據管理的省市雖然很多，但是無論是新建還是改造的高速公路，監控系統和數據管理都不太完善，有些區域發展緩慢。因此，在進一步完善交通信息基礎設施建設的同時，應該更加重視監控系統的研究和開發，充分發揮監控系統優勢，確保道路暢通，提高應對重大突發事件的能力，提供全方位的交通信息服務，構建和諧交通。

2 區域高速公路監控系統研究

2.1 高速公路監控系統特點

1）監控地域面積大，監控設備布設分散，要求系統有較高的環境適應性。

2）外場設備種類復雜，維護管理有一定難度。

3）涉及技術面廣，包括計算機網絡、數據采集與處理、多媒體圖像處理、視頻監視、通信、計算機軟件設計等。

2.2 系統需求分析

2.2.1 業務用戶分析

高速公路監控系統的用戶分為：管理人員、操作人員、軟件調試人員和維修人員。

管理人員的工作需求包括：對監控系統的整體運行進行管理，處理數據報表，配置系統參數；增加、修改、刪除用戶，更新密碼。

操作人員的工作需求包括：對視頻進行監視，接收外場設備上傳的數據，通過控制計算機處理數據，打印統計報表，發布情報板信息等。

軟件調試人員的工作內容為：對系統軟件進行參數配置和日常維護。

維修人員的工作內容為：定期巡檢設備，維修故障。

2.2.2 應用需求分析

高速公路監控與數據管理系統應用需求如下：

1）依托外場設備平臺，實時對路網交通的運行情況進行監控，及時將道路信息發布給道路使用者。

2）預防交通事故的發生，出現事故及時救援，最大限度減少人員傷亡和經濟損失。

3）系統能夠提供準確、直觀的路段交通狀態、設備運行狀態，使管理者能準確掌握整個路網的運行情況。

4）實現路網的匝道控制、主線控制和路網協調策略，能夠指揮調度路網交通，保證道路交通順暢，實現整個路網的最大通行效率。

2.3 系統功能

高速公路具有高速、安全、舒適等優點，但是不可避免的發生交通事故、車輛拋錨等偶發事件，如果沒能及時處理這樣的偶發事件，將會導致交通擁堵，存在安全隱患。監控系統的主要功能之一就是實時檢測異常信息，及時采取有效措施進行處理，避免道路擁堵和交通事故的發生。

高速公路監控與數據管理系統的基本功能包括：第一，信息采集功能，即對變化的道路交通狀態進行實時采集，包括交通流信息、異常事件信息、氣象信息等；第二，信息的分析處理功能，對采集到的交通數據進行分析，判斷交通運行狀態是否正常，判斷交通異常事件的嚴重程度，針對已經發生或可能發生的異常事件提出解決方案等；第三，信息發布功能，向駕駛人提供道路交通信息，對路上行駛的車輛發出誘導、限制通行等建議性指令，為信息媒體或社會大眾提供更廣泛的高速公路信息等。

3 區域高速公路監控系統設計

3.1 監控系統結構設計

區域高速公路監控系統總體架構分為三級：監控中心、監控分中心和路段監控站。

監控中心是監控系統的核心部分，主要對區域內各條高速公路的監控數據和上傳的視頻進行統一管理，通過視頻切換了解各個監控現場的交通狀況，當發生交通事故時進行協調調度，保障道路運行通暢。監控中心的建設提高了路網規劃建設的宏觀決策能力，協調路網內的交通突發事件，實現交通資源和信息共享。

一個監控分中心管轄某一指定路段以及路上的橋梁隧道、收費站，負責接收路段監控站上傳的交通檢測數據和事故數據，分析處理后下發控制指令，同時向監控中心上傳各主要路段的監控視頻，接收監控中心下發的調度指令。

路段監控站接收外場設備采集的各種數據，進行分析、處理和記錄，對路上交通進行實時控制，并負責向上一級監控分中心傳送交通檢測數據和事故數據，接收其下達的控制指令。

3.2 監控系統外場設備布設設計

外場設備布設的過程中，要考慮到系統的協調性、一致性和可擴充性。外場設備的布設要使設備在功能上相互協調，并且與道路上的其他設施相互統一，避免相互干擾，造成標志含義不清導致駕駛員無法辨認。圖1為外場監控系統結構圖。

外場設備布設原則：

1）車輛檢測器一般布設在收費站出入口處，用于檢測高速公路斷面雙向的交通流數據；

2）可變情報板布設在互通立交出口之前的主線上或車流量較大的路段上，用于指揮誘導路上車輛和發布道路信息；

3）氣象檢測器布設在天氣變化異常的路段。用于檢測局部的氣象參數，管理部門可以根據檢測到的氣象情況控制道路的通斷；

4）外場攝像機布設在特殊路段、互通立交和車流量較大處，用于實時監測道路上的交通運行狀況。

4 結論

高速公路是國民經濟和社會發展的基礎設施，是一個國家綜合實力和經濟活力的重要標志。隨著計算機技術、通信技術以及自動化技術的發展，高速公路監控系統將朝著更加自動化、智能化的方向發展。

參考文獻

[1]高明勝，高瑋陽.淺談高速公路管理中監控系統的管理與應用[J].城市建設理論研究：電子版，2012（19）.

[2]紀玉海.淺談監控系統在高速公路上的應用[J].北方交通，2010（4）：166-168.

[3]謝穎俊.淺析高速公路監控系統功能設計及系統構成[J].建筑工程技術與設計，2015（2）.

[4]保書彬.京石高速公路（河北段）監控系統優化方案[J].中國交通信息化，2011（6）：90-91.