高速公路监控系统分析 高速公路隧道监控系统

　　摘要:检测高速公路路网内交通流量分布和气象情况、收集道路路况及车辆运行情况等项工作，都必须通过外场设备数据采集和发布，才能实现监控系统对整个高速公路路网的全程、实时和不间断的监控。并根据需要对交通流进行诱导和控制，保证车辆运行畅通、减少交通事故、降低事故的危害性。
　　关键词:高速公路； 监控系统； 目的； 构成； 功能
　　一、前言概述
　　高速公路机电系统是由收费、监控、通信三大系统以及隧道照明系统、通风系统和供配电系统等组成。以前狭义的监控系统只包括道路监控系统，随着隧道监控系统越来越广泛的应用，目前的监控系统广义上包含了路段监控系统和隧道监控系统。总之，不管如何划分，作为三大系统的重要组成部分之一，监控系统在高速公路机电系统中扮演着越来越重要的角色。
　　二、监控系统的目的
　　高速公路监控系统由信息采集、数据传输、中心控制和信息发布等组成。在中心控制子系统的统一管理下，通过公路沿线的车辆检测器、气象检测器、能见度检测器、摄像机等信息采集设备，准确计算道路交通数据，有效监测道路的交通、气象状况，及时掌握道路运营状况，将交通量分布、气象参数、车辆运行情况等信息即时采集到监控分中心， 经计算机处理形成交通控制方案，再经过可变信息标志、可变限速标志发布诱导信息，不仅有利于交通管理部门针对已经出现或即将出现的拥堵情况进行交通分配、诱导和控制，避免和疏导交通拥堵，同时也为出行者提供有意义的参考，协调道路使用者在合适的时间选择最佳路径，最快的到达目的地，避免时间和金钱的浪费，使高速公路的交通流始终保持在最佳的运行状态，及时发现和处理交通事故并减少事故的发生率，提高道路通行能力。
　　三、高速公路监控信息系统的构成及功能
　　（一）交通信息采集子系统
　　该子系统的功能是获取交通信息原始数据，主要包括：
　　1、通过车辆检测器、检测线圈、通讯设备等形成的交通量采集子系统，获得各段道路的交通量数据。
　　2、通过设在重要地段的摄像机和视频传输设备获取该地段的视频实时数据。
　　3、通过设在路边的紧急电话获取紧急救援信号。
　　4、通过气象信息采集系统采集高速公路各个地段的能见度、温度、风向、风速、雨雪等气象条件。
　　5、在交通数据采集的设计中，运用了信息采集子系统的多源异构采集功能，采集高速公路各类主流实时数据，同时进行数据预处理，数据融合，统一数据格式，得到正确广泛的动态信息及时存入数据库。并运用多线程技术有效改进海量数据的采集效率，满足了信息采集的实际需要。
　　（二）交通信息处理子系统
　　交通监控信息处理过程，输出为路况运行状态，输入为各信息采集系统原始数据，受控对象为交通流，道路、交通和气象环境等各种影响交通流的因素，作为系统的干扰输入表征交通流状态特征的信息历经采集、处理、决策和执行各个环节，遵循反馈控制原理，按预定指标完成控制任务。
　　1、监控分中心是信息处理系统的关键环节，是监控系统的核心部分。它的主要职能是将采集到的原始数据按与监控机事先约定的通信协议对这些数据进行解读，并对信息进行分类、分流和过滤，按不同方式传给监控中心内的数据库服务器和相应客户机。从各客户机对系统发出控制指令，控制系统的运行参数和运行状态。
　　2、监控分中心系统有集中式和分布式等多种形式，其功能随监控系统类型的不同有所差别，但基本功能是一致的，即信息的分析、处理、交通控制和管理的辅助决策。根据监控系统的功能要求，监控分中心主要硬件设备应包括综合控制台、显示设备和计算机系统。
　　3、信息处理子系统需构建了动态交通信息平台的框架体系，分析信息平台运行所需相关信息数据和实现功能，宏观上按照交通信息控制层面提出了信息采集、处理、信息发布和数据库四大部分组成的信息平台的系统结构。
　　4、分析了各部分数据组成，对各信息采集系统数据进行统一分析处理，对道路及隧道异常情况进行联动分析，制定相关预案。
　　（三）交通信息发布子系统
　　交通信息发布子系统即交通诱导子系统，是在高速公路上设置的用来向道路使用者提供道路交通信息和诱导控制指令，以及向管理、救助部门和社会提供求助指令或道路交通信息的设施，其主要设备包括可变信息标志、可变限速标志和路侧广播等。
　　1、信息发布子系统主要设置在路段监控分中心，负责对全线道路及隧道信息集中处理、统一调度、发布信息以及特殊情况处理。
　　2、在这些信息中，视频数据可在计算机或电视墙上显示，并根据需要对视频数据进行抓拍记录，其他交通流数据、气象信息数据和紧急救援信号数据一般通过电子地图板或大屏幕投影的方式显示。
　　3、道路信息发布系统主要采用设置在路段上及隧道内的可变信息情报板，提示道路信息情况，提醒过往司乘人员注意有关路段信息。
　　4、配置广播系统及紧急电话系统。该系统主要在隧道中使用。违法逆行、违规停车、沿途抛洒等违规行为也是造成重大交通事故的因素之一，广播系统是及时制止这些违规行为的重要手段。紧急电话系统还能为遇到困难的司乘人员提供指导和帮助。
　　5、配置车辆定位系统。在通行卡内植入GPS定位芯片，使之具有定位功能，实时采集和发送车辆的地理信息、车速、车牌等信息。与GIS系统结合，可直观显示所有行驶在高速公路上的车辆的状态信息。
　　6、各子系统与信息发布系统联动，对行驶车辆发出限制、引导、建议性指令，只有将监控系统各个子系统有机的结合在一起，提高系统实时响应度，才能真正发挥高速公路监控系统的核心功能，有效地提高高速公路安全性。
　　1）视频图像监控与事件检测联动：通过设置摄像机预置点，与气象检测器、能见度检测器、车辆检测器构成事件检测联动系统。当检测到交通异常时，显示屏自动切换图像，通过遥控摄像机进行事件确认。确认事件后采取相关措施。
　　2）信息发布系统与气象监测系统联动，当气象检测器检测到异常天气时，可变情报板将自动提示驾驶员注意风力、风向、温度、湿度、能见度等因素对行车安全的影响。
　　3）信息发布系统与车辆检测器联动，当检测器检测到车辆行驶速度异常时，可变情报板将自动提示驾驶员注意当前行车速度，减速慢行。
　　4）信息发布系统与视频事件检测设备联动，当视频事件检测器检测到交通异常事件时，可变情报板将自动根据事件类型，提示驾驶员注意前方交通状况，提前做好应对准备;
　　5）信息发布系统与车速检测、GSP、GIS等子系统联动，当发生超速、小于安全行车间距等事件时，向行驶车辆发出限制、引导、建议性提示，提醒驾驶员注意行车速度、保持安全行车间距。
　　四、结束语
　　据高速公路监控系统运行资料表明，它不仅能降低交通堵塞程度和车辆延滞时间，同时也能减少交通事故，缩短运输时间，发挥高速公路快速、安全、舒适和高效率的功能。
　　要实现完整的高速公路交通监控安全解决方案，一方面，要采用先进的技术手段，将分散、孤立的道路、交通、环境、事件信息综合起来，通过信息处理与控制系统，将信息采集与信息发布有机的结合在一起，实现真正意义上的互联互动；另一方面，要发挥总体的路段、路网优势，将一个个孤立的、负责单个路段的单一系统逐步发展成大范围的综合信息网络，为道路使用者提供更全面、更周到的服务。从而确保高速公路高速、安全、经济地运营管理。
　　参考文献：
　　[1] 赵祥模.高速公路监控系统理论及应用[J].电子工业出版社，2003
　　[2] 刘文智.高速公路监控软件设计[J].公路交通科技，2003