高速公路智能监控通信技术研究

冯航英

摘要：我国高速公路智能全监控是推动高速公路管理自动化和智能化发展的重要措施。结合我国高速公路建设与发展中的实际情况，探讨系统在高速公路监控中的实际运用，对高速公路管理技术手段、降低成本和提升服务水平都有着重要意义。

关键词：高速公路；智能监控；通信技术；数据收集系统；视频监控系统；交通监控系统；交通地理系统

中图分类号：U491 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2013）01-0015-03

和传统的高速公路相比，国家高速公路的交通具有运输流量大、长途车辆多、危险品车辆比例高的特点，所以，这些都对道路通行能力和服务具有极大考验。除了这些，大雾、冰雪以及各种自然灾害也在影响着高速公路的运行。

在不断推动高速公路自动化、智能化的发展趋势下，怎样才能实现高速公路智能的全监控，以此来提升服务质量、降低成本就成为了高速公路运营管理部门最迫在眉睫的问题。

1智能全监控中的关键技术

1.1将视频系统数据传输、控制以及存储设备相结合

高速公路智能全监控具有视频监控数量多且位置分散的特点，怎样才能用合理高效的视频传输控制以及存储技术方案，是智能监控系统中的重点。

高速公路上的收费站视频和服务区视频应该在控制室和服务区监控范围内，用视频编码器将其进行编码，实现对本地运行的情况进行实施监控，并把视频讯号用综合视频传输器传到控制中心。高速公路沿线的摄像机通过户外型视频编码器传到就近的收费站内，将其接入到交换机中进行本地存储，最后通过视频传输器传输到监控中心。

1.2高速公路智能监控

智能交通监控系统中通常会用到闪光灯，闪光灯一般额定功率很小，但是放电时瞬时功率非常大。系统设计时，逆变器的瞬间功率必须大于系统瞬间功率，以保证闪光灯放电瞬间系统正常工作。

2高速公路智能监控中的视频监视系统技术

高速公路的视频监控是一种有效的、直观的监控手段及方法，现在已经广泛运用在各种监控领域。视频监控可以通过外场摄像机，对目标实施全方位监控，将图像通过通信线路，传回到监控室，而且可以对其进行24小时录像，最重要的图像和事件可以进行人工控制，并进行抓拍，这对图像管理的查找工作带来了极大便利。

高速公路的监视系统是高速公路分布式的一个子系统，这主要用来对高速公路收费站出入车辆进行实时监控，对那些违章车辆和特殊处理的车辆进行抓拍，对高速公路上的立交桥、隧道、特大桥进行实时视频监视，为高速公路提供动态的图像监视功能。

超车道黄牌车自动检测采用视频检测方式，行车道超速、欠速采用雷达检测方式，非法占用应急车道采用视频检测方式，同时，采用大华高清网络球型摄像机做全景录像，前端配置2台大容量存储设备（内置1T硬盘），其中1台做录像存储，2台球机大约可存储12天左右的录像。管理中心部署集中管理软件，实现全景录像和抓拍图片的自动关联。

3高速公路智能监控的技术方案

3.1概述

中心站和分站两部分，共同组成了高速公路的监控应急系统。中心站主要设置在市中心或者高速公路管理中心，主要接受各个分站发过来的警报和分站运行情况；分站是设置在高速公路上的点，每个站包括了一个报警电话、一组数据通路和监控端口。当在高速公路上行驶的汽车发生故障或者是车祸时，可以向分站拨通中心求救，中心便可以根据这个对事故进行及时处理。中心同时还可以通过视频，主动查询每个分站的运营情况。

3.2高速公路智能监控系统组成的原理

这种系统所采用的是光纤传输和光中继来实现远距离通信，采用总分式组网，并且采用单片机嵌入系统。供电电源使用的是太阳能蓄电池，在选择电池时，要考虑到太阳能电池的蓄电能力，可以采用以下方式：如果有用户告警或者中心站对分站有通信要求时，才给予供电，其他时候可以通过MCU控制，将电源切断，让系统处于睡眠状态，让系统大部分处于零耗电状态。还要考虑到容量以及使用效率各方面，高速公路的监控系统要采用分时工作，保证只有四路分站可以通话，这在满足系统需求的同时，也降低了系统容量，为整个高速公路的智能监控提供了保障。对于建设的规模而言，可以根据系统的具体容量来定，一般情况下，一个分站可以支持300多个分站点，传输的距离可以用功率大、灵敏高的光器件来增加传输距离。高速公路智能监控中的中心站和分站通过光纤和光分路进行连通，由单机片完成分站和中心站的通信工作，通过固定的地址码分区，并且采用分时的工作方式。

4高速公路智能监控的主要系统

在现在的高速公路智能监控系统中，主要分为数据收集系统、视频监控系统、交通监控系统和交通地理系统等。

4.1数据收集系统

在高速公路的智能监控中，数据是整个交通管理中的基本元素，也是各个系统的纽带。这种系统主要是根据系统参数来确定信息采集的周期，通过并行监视的模式来读取分中心的车辆检测器、收费站、紧急电话、限速标志设备的实时数据，它为整个交通系统提供了便利，可以为道路电视监控、调度指挥、车流量检测提供通信服务。

4.2视频监视系统

这种系统会利用当今较为先进的视频技术，将收费亭、收费车道、广场的道路讯息进行收集，在将收集到的这些数字处理之后，通过信息传输系统将其传送到管理中心，对高速公路上的各种情况进行实时观察，可以帮助管理人员做出相应的管理措施。

高速公路的视频监控系统分为两部分，分别是收费监控和道路监控。其中收费系统主要是对收费亭和收费广场的收费情况，对收费车辆的车型和收费人员的操作流程进行监控。道路监控主要针对高速公路上的高架桥、互通立交等重要露点实行监控，掌握高速公路的交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，对其给予及时引导，最大限度地保证了高速公路安全畅通。

4.3交通监控系统

交通监控系统主要是收集路段上的外场设备数据、事件数据和高速公路的交通信息等，把收集回来的信息通过TGIS在地图上显示，对信息、高速公路养护和管制等叠加在路线网络中，并且对此进行事故处理、协调和诱导等。

为了使这种功能充分发挥，增强调度的自动化程度，还在系统中增添了事件处理功能，这种功能可以将交通事故、天气状况记录下来。

其实，交通监控系统的主要目的就是对交通进行一个诱导。交通诱导好比是一个讯息发送的端口，它通过设置固定的指示牌、可变情报板、信息发布等设备，发送出及时有效的信息，为车主提供最有效的交通讯息，让车辆在道路上可以舒适、畅通地行使。

在高速公路交通诱导方案里，又分为自动和半自动诱导两种。假如是自动诱导，就会根据情况自动在交通拥堵的地方发布诱导信息。假如是半自动诱导，系统就要启动中心的联动系统，经过工作人员分析后，确定好诱导方案，通过外场提示给监控中心的值班员，对交通进行诱导。

5结语

在高速公路智能监控通信技术的研发方面，我们可以积极地与国际社会进行一个交流和合作，了解和掌握发达国家在这方面取得的成功经验和做法，还要考虑到我国经济发展水平和整个产业结构、资金费用、道路状况、交通的特点等各方面因素，对其进行全面分析，通过这方面的分析，不断完善和加强我国高速公路智能监控通信技术，使其可以得到更为广泛的运用。

参考文献

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[2]黄天发，王景国，曹伟军．高速公路智能监控应急系统[A].全国第十六届十三省（市）光学学术会议论文集[C]．2007．

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（责任编辑：王书柏）