高速公路監控系統的設計研究

摘 要：高速公路憑借高速、舒適、便捷的優勢，已成為道路運輸的重要組成部分。然而，交通事故等問題嚴重影響著高速公路的快速發展。目前，高速公路監控系統的應用是解決這些問題的主要途徑，也是確保高速公路快速、安全暢通的最有效途徑之一。基于此，本文首先對高速公路監控系統的構成及功能進行分析，對高速公路監控系統的發展現狀和技術發展趨勢進行研究，然后提出高速公路監控系統的基本設計步驟及實施方案，最后對監控系統在高速公路上的實際應用進行分析，為高速公路監控系統的進一步開發提供技術支持。

關鍵詞：高速公路；監控系統；設計；交通信息

中圖分類號：TP277 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2018）01-0011-02

Study on the Design of Monitoring System on Expressway

LIAN Hushan1 YAN Kaijun2 WANG Li2

（1.Yuguang Expressway General Contracting Department， POWERCHINA Road Bridge Group Co.， Ltd.，Chongqing 400700；2.POWERCHINA Road Bridge Group Engineering Design and Research Institute Co.， Ltd.，Beijing 100080）

Abstract： With the advantages of high speed， comfort and convenience， expressway has become an important part of road transportation. However， traffic accidents and other problems seriously affect the rapid development of highways. At present， the application of highway monitoring system has become the main way to solve these problems， and it is also one of the most effective ways to ensure the expressway’s fast， safe and smooth flow. First of all， the composition and function of highway monitoring system were analyzed. Secondly， the development status and technology development trend of expressway monitoring system were studied. Then， the basic design steps and implementation plan of expressway monitoring system were put forward. Finally， the actual application of the monitoring system on the highway was analyzed， to provide technical support for the further development of highway monitoring system.

Keywords： expressway；monitoring system；design；traffic information

近年來，隨著我國交通運輸業的發展壯大，高速公路在帶給人的高速、舒適、快捷出行體驗的同時，也出現了許多問題，如交通事故頻繁發生。因此，高速公路急需提高通行能力，降低交通事故發生率，快速處理在人為或自然條件下造成的交通突發事件[1]。而高速公路監控系統的應用是保障高速公路順暢通行的重要措施之一。因此，加強高速公路監控系統的研究與開發，在保證道路順利通行和人身財產安全方面具有重大意義。

1 高速公路監控系統概述

監控系統能夠利用高速公路沿線的各類設施，如各類顯示和檢測等裝置，準確和全面地收集數據，并且能夠將前方路段的各類交通信息進行有效預告。此外，可以通過高速公路監控設備直接觀測當前高速公路交通運行情況。如果高速公路某路段出現交通異常情況，監控系統能夠快速確定交通事故發生區域和交通受阻區域，并能夠立刻發出救援和誘導信息。

1.1 高速公路監控系統結構組成

高速公路監控系統由交通信息采集、通信傳輸、監控中心、信息發布等子系統組成。從功能結構上劃分，監控系統由7個子系統構成：火災自動報警子系統、隧道通風控制子系統、隧道照明控制子系統、交通監控子系統、閉路電視監視子系統、緊急電話子系統和有線廣播子系統。一般的高速公路監控系統結構如圖1所示。

1.2 高速公路監控系統的目標

高速公路交通狀況受車流時空分布、道路線型和地形、天氣狀況等因素的影響，高速公路監控系統的主要目標是減少以上因素的影響，解決因天氣異常、交通事故和汽車故障等造成的交通擁擠及堵塞問題。

1.3 高速公路監控系統的作用

高速公路能夠給人們帶來高速、快捷、安全、舒適的出行體驗。但是，如果發生天氣變化、汽車拋錨、貨物散落等偶發事件且得不到及時處理，則會導致交通堵塞，影響行駛安全。所以，高速公路監控系統的主要作用是實時監測道路上的異常情況，并能夠及時采取控制措施。

2 高速公路監控系統的設計

推廣應用道路監控系統，是道路管理部門隨時全面掌握高速公路路段、隧道內的交通、環境和設備運行狀態的重要手段。根據監控系統的實現功能及目標，高速公路監控系統具備的基本功能如圖2所示。現結合其基本功能介紹如何設計高速公路監控系統。

2.1 數據采集

數據采集模塊是道路監控系統的重要組成部分，利用視頻攝像機檢測交通參數。檢測的基本參數有交通流量、道路占有率、車輛間距、汽車車速等。這些參數能夠為汽車的超速與事故監測以及出行時間的估計提供數據支持。

2.2 數據傳輸

數據傳輸模塊的主要功能是完成道路監控系統的數據傳輸，保證整個系統正常運行。以往，高速公路圖像監控基本采用點對點模擬圖像光端機+視頻切換矩陣的模式。現今，數據傳輸的方式已向數字節點式和數字矩陣方向發展。

2.3 視頻監控

視頻監控模塊能夠實現對視頻切換矩陣主機、大屏幕投影儀進行控制，監控高速公路的收費站視頻矩陣控制器，并對圖像進行錄像。

2.4 突發事件檢測

突發事件檢測模塊的主要作用是檢測高速公路上的突發事件，并對發生的交通事件進行實時監測、報警記錄、傳輸和統計。道路管理部門能夠掌握高速公路上發生的異常交通情況，快速作出反應，最大程度地減輕突發事件對道路交通的影響。

3 結語

建立先進的高速公路電子監控系統，不僅對高速公路交通管理部門進行高效的交通分配和誘導控制起到重大作用，而且能夠積極有效地防止擁堵或疏導擁堵車輛。此外，高速公路監控系統能夠及時發現并快速處理高速公路各路段的各類交通事故，最大程度地降低道路上交通事故的發生率，保證高速公路維持在最佳的通行狀態。

參考文獻：

[1]譚曉軍，沈偉，郭志豪.一種基于視頻的道路交通流量監測方法[J].計算機應用，2005（5）：125-130.