高速公路全程监控系统存在的问题分析及应对策略

2014-04-16周小波

机电信息 2014年21期

关键词：路况路段全程

周小波

(广深珠高速公路有限公司，广东东莞 523925)

高速公路全程监控系统存在的问题分析及应对策略

周小波

(广深珠高速公路有限公司，广东东莞 523925)

结合多年实践经验，分析了当前高速公路全程监控系统使用过程中存在的若干问题，并提出了相应的解决办法，供相关专业技术人员参考。

高速公路；监控系统；问题；应对策略

0 引言

现在的高速公路都配备了全程电子监控系统，其应用可以使工作人员及时了解高速公路路况，也可以对各类交通事件实施报警与切换。以交通拥堵为例，高速公路全程监控系统不但能够提供具体的拥堵情况，还能够根据实际情况引导车流，为干线分流与匝道控制等提供决策依据。但是，在长期的使用过程中，系统还是会出现一些问题，值得我们探讨。

1 高速公路全程监控系统使用过程中存在的问题

1.1 缺乏有效的数据分析设备，无法预测趋势

现有的高速公路全程监控虽然能够将视频信息传送到监控中心，但却受到视频图像本身特点的限制，无法实现对这些图像信息的统计与分析，进而无法通过这些信息进行有效的预测。尽管有的高速公路全程监控可以一些事件检测为基础对车流等信息进行分类分析，但是如果遥控聚焦，则这方面的作用就无法进一步发挥。

1.2 重点区域监控薄弱

高速公路中存在的交叉路段、地势险要路段及事故多发路段等在高速公路的区域监控中需要重点关注。现有的高速公路全程监控基本上是沿高速公路均衡布置，而一些特殊路段或路口监控系统布置相对薄弱，这就使得高速公路的上述重点区域设备密度与类型存在着一定的不足，无法实现对这些重点区域的无缝监控。相对来说，在高速公路非重点区域的布设模式会造成监控资源的浪费。

1.3 恶劣天气下设备不能正常发挥作用

从高速公路交通事故发生频率来看，夜间与恶劣天气时发生的频率较高，这就要求一些设备能够及时地提供车流及路况方面的信息。在夜间或恶劣天气、低能见度的情况下，高速公路全程监控所设置的摄像机并不能拍到什么，同时，夜晚的摄像头在大车打出的眩光下，显示的也经常是白茫茫的影像。事件检测必须在分析采集图像后进行，如果设备所获得的图像不清楚，设备的检测功能也就无法发挥作用。

以广东2013年对日照时间的统计为例，全省平均年日照时数为2 876.5 h，日照/全年总时间为：2 876.5/8 760=32.8%。也就是说，广东现有的高速公路全程监控所用的设备只有约1/3的时间是能够正常进行监控的，现有的高速公路全程监控无法满足1年365天实时监控需求，使用效率还不足一半。

1.4 设备运行稳定性较差

高速公路全程监控所用的设备其所处的环境经常是风吹日晒，如由于风吹尘土而导致的静电堆积就会造成设备器材寿命的减短，振动会导致板卡出现松动等情况。也就是说，受恶劣的自然环境的影响，高速公路经常会出现设备运行障碍，进而导致监控中存在盲区，这些设备的远端网络维护很难发生作用，通常需要多次现场维护才能确保设备正常运行。厂商对设备所承诺的MTBF，即平均无故障时间是很难达标的，这已经成为高速公路监控设备存在的重要问题之一。

1.5 图像数据信息传输与存储不稳定

高速公路全程监控系统在搜集到图像信息后，会把信息传送到信息中心，信息中心通过综合分析后可判断公路路况。但在实际使用过程中，经常会出现信息传输与存储不稳定现象，导致信息中心无法获得一手路况信息。

2 应对策略

2.1 重视数据统计设备的应用

高速公路路况通常会被分为地势平坦路段与情况复杂路段2类。地势平坦路段存在的问题主要是超速的情况，因而应多应用限速与测速的设备，把工作重点放在车流信息的搜集与整理上。情况复杂路段则因为地势的原因事故发生率较高，因而需要应用视频检测设备，这样有利于对突发事故进行紧急处理。从现有的高速公路全程监控情况来看，还主要表现为对事件的被动处理。在高速公路中车流存在的异动以及拥堵等情况通常都有个渐进的过程，这就需要在高速公路全程监控系统中提高数据搜集与统计处理方面的效率，通过对趋势的分析做到提前预测。

2.2 加强重点区域监控

在高速公路全程监控中首先应结合高速公路的实际情况确定应关注的重点区域。以所确定的重点区域使用者的需求为基础，通过对历史数据的搜集与整理，明确应加强监控的重点路段区域。高速公路在车流密集度方面要低于市区，这就使得现有大且全的全程监控模式不适合对高速公路进行实时监控，也就是说，应加强对重点区域监控的关注程度。

球机、云台加枪机等设备在能见度好的情况下有效视距的最大值可达800 m。以1 000 m的间隔密度布局为例，在路况较好的地段存在资源闲置的情况，在路况较差的地段，如前文提到的交叉路段、地势险要路段及事故多发路段等则在监控中存在较多的盲区。香港运输部对Tuen Mun路在驾驶员信息方面的研究结果表明，车速检测器的密度为500 m一组有利于高速公路的监控；对Tsing Ma区的检测点则经过研究认为密度定为200 m间隔比较合适。简而言之，对于高速公路全程监控应根据所在路段的实际情况，确定应加强监控的重点区域，对于非重点区域的监控，则应以车检器为主，优化资源的配置。

2.3 恶劣天气环境下设备失灵的解决方案

针对现有高速公路全程监控系统中存在的恶劣天气环境设备失灵的问题，可通过利用性能稳定的设备，提高数据采集效率。从费用成本的层面出发，可以采用线圈式车检器作为信息采集设备，该设备在搜集数据、降低成本及全天候运行等方面有着比其他类型检测器优异的特点。

2.4 确立设备使用评价机制，促进厂商重视设备稳定性

全程监控在运行过程中应做到24 h连续工作，这就对设备的稳定性提出了较高的要求，要求设备应有良好的密封性与散热性。从现有高速公路全程监控外场设备的运行情况来看，发生故障的几率较高。虽然有的设备有着良好的MTBF，但在实际使用中仍存在很多问题。从这个层面出发，应统计设备后期的实际使用寿命以及故障发生率，并将统计结果列入评标时所确定的售后服务条款中，通过此类设备使用评价机制来推动设备稳定性水平的提高。

2.5 高速公路智能监控系统网络数据传输与存储关键问题

(1) 从提高高速公路全程监控系统中数据传输速度的层面出发，可以通过网络传输技术的应用，以高速公路智能监控系统安置点分布的实际情况为基础，实现这些安置点的数据同时传送到数据中心。在具体的网络数据传输中可以通过应用TCP/IP网络传输技术，通过发挥IP视频服务器和数据处理服务器的作用，在快速将高速公路全程监控系统中不同系统的视频数据传送到数据处理中心的基础上，及时对这些信息进行统计与分析。(2) 高速公路全程监控系统除了需要解决网络数据传输方面的问题外，还需要解决存储方面的问题。这是由于高速公路全程监控系统在实施监控的过程中要进行实时检测，因而需要较大的存储空间。结合现有的技术水平，本文确定通过物理分布式存储方式来解决存储方面的问题，通过ISCSI扩展快存技术的应用，把大量的数据在较短的时间内存储到存储介质中，同时还能够实现在调取时秒级回放，进而有效地提高高速公路智能监控系统网络的存储效率。