浅谈高速公路道路监控项目设计施工技术要点及注意事项

郭世军

(兰州朗青交通科技有限公司,甘肃兰州 730030)

浅谈高速公路道路监控项目设计施工技术要点及注意事项

郭世军

(兰州朗青交通科技有限公司,甘肃兰州 730030)

随着我国高速路网的不断发展,高速公路的信息化、智能化程度也越来越高。高速公路监控系统作为高速公路运行管理的重要手段,为保证高速公路快速、安全、舒适、高效提供了保障。本文结合作者实施过的高速公路全程监控项目和施工经验,对高速公路监控系统中的道路监控项目的设计和施工中的技术要点及注意事项进行了简要说明,希望对同行类似项目的设计、施工给予借鉴和指导。

高速公路 道路监控 技术要点 注意事项

高速公路监控系统的目的是保证行车安全和道路畅通，在此基础上进而实现出行服务、交通事件应急处置、路产路权保护、环境保护等其他目标。高速公路监控系统一般分为收费监控系统、隧道监控系统和道路监控系统。道路监控系统主要是对高速公路干线、互通立交、隧道等高速公路重点路段进行监视，掌握高速公路交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，及时给予引导，保证高速公路的安全通畅。2010年以前，甘肃省大部分高速公路由于在建设初期建设资金紧缺，线路长，路网车流量较少，高速公路监控系统的建设主要以收费监控系统和隧道监控系统为重点，道路监控系统建设规模相对欠缺，在路网内只安装了少量的外场监控设备，主要分布在互通立交处和隧道口，而且整个外场监控系统与收费监控系统合并运行，不能充分发挥监控系统作用。为进一步提高道路通行的服务水平、加强道路运行情况实时监控、及时处理道路通行中出现的各种问题、加强甘肃省高速公路管理局对交通突发公共事件的应急决策能力、监督管理控制能力、应急现场协调能力、监测和处置能力，基于以上原因，2011年，省高管局在全省高速路网范围建设了《高速路网智能监控系统升级改造项目》(以下简称《全程监控项目》)。该项目其中一项关键内容就是完善了全省高速路网的道路监控系统，基本实现了全省高速公路的“全程”监控，“无缝隙”监控。以下笔者将着重对《全程监控项目》中的道路监控系统进行介绍，并结合该项目总结出高速公路道路监控项目在设计、施工中的技术要点及注意事项。

1 《全程监控项目》简介

1.1 项目概述

《全程监控项目》涵盖了全省高速路网共计21条高速公路，共计里程约2000公里。建设单位将该项目划分了六个标段：2个通信标段、4个监控标段。通信标段主要负责全省高速路网的交通专网(即通信系统)升级改造；监控标段主要负责全省高速路网监控系统的升级改造。其中，监控标段的工程内容主要包括四个方面。

(1)原有收费监控系统的数字化改造。包括：“收费站——路段监控分中心——省监控中心”三级数字化视频监控平台建设；所有收费监控图像的数字化改造及传输；配套工程及附属工程。

(2)收费管理所监控分中心电视墙、监视器、控制台等的升级、改造。

(3)道路监控系统建设。包括高速公路沿线外场监控摄像机、可变情报板安装；配套工程及附属工程(如：基础土建工程、视频传输光缆工程、以及管道桥架工程等)。

(4)其他工程。包括：管理所门禁系统和视频会议系统升级、改造等。

1.2 道路监控系统建设情况简要介绍(以监控四标为例)

(1)外场监控摄像机设置。监控四标主要实施了甘肃省河西地区的六条高速公路、共计里程761．47Km路段范围的工程建设。在高速公路沿线共计安装了315套外场监控摄像机，平均间距约2．5公里。摄像机均采用基础路侧安装方法，主要设置在互通立交、服务区、停车区、急弯、长下坡、雨雪天气影响严重和易发生地质灾害等特殊地段。供电方式采用电缆供电和风光互补供电两种，距离收费站、服务器、停车区较近的摄像机采用铠装电缆供电方式(共计67套)；就近无法取电的摄像机采用900W风光互补供电系统供电(共计248套)。

图1 外场视频图像传输示意图

(2)可变情报板设置。全标段共设置了3套门架式可变情报板、20套F型可变情报板。主要设置在高速路网中的交通流关键点(互通、收费站、服务区等)和交通安全关键点(交通事故多发点、地质灾害易发点、长大坡、长隧道/隧道群等)。供电方式均采用就近电缆供电。

(3)外场监控图像传输方案(见图1)。外场监控视频图像的传输，包括：外场监控视频至管理所(路段监控分中心)的传输、管理所至省中心的传输。外场监控图像至管理所的传输采用先通过数字压缩视频传输系统传输至就近通信站(收费站或服务区)，再经过路段接入网传输至管理所的方式。管理所至省中心的传输由干线通信系统提供传输通道。

由于本项目建设资金有限，外场监控视频的传输光缆未单独敷设，而是复用原有主干通信光缆，整合了其中空闲的4芯作为本次视频传输的光纤通道。

首先，外场监控视频图像(模拟信号)接入视频传输系统前端的双路视频编码器(备用一个视频端口、输出为数字化以太网视频数据)。其次，连续串接或跳接的多台双路视频编码器通过4芯视频光纤与通信站内的三层以太网交换机组成千兆自愈环网。数字化后的视频流通过交换机进入通信系统接入网，通过接入网上传至路段管理所(监控分中心)，在路段管理所进行集中存储、管理。

(4)视频传输光缆(尾缆)(见图2）。外场摄像机信号通过尾缆(GYTA-4)接入中央分隔带主干光缆(4芯视频传输光缆)。部分外场摄像机基础处没有与中央分隔带相通的路面横穿管道，需要沿边坡埋设管道至最近的路肩人井，然后进入中央分隔带。

2 道路监控项目在设计、施工时的技术要点及注意事项

2.1 外场监控视频传输光缆

针对外场监控视频传输光缆方案设计时，视频传输光缆究竟是复用原有主干光缆的空余光纤(抽芯熔接)，还是全新敷设视频传输专用光缆的问题，笔者认为：对于建成通车时间较早的高速路段，由于是改建项目，限制因素和不确定因素较多，如果建设资金允许，建议选择全新敷设视频传输专用光缆的设计方案；对于新建高速路段的道路监控项目，建议选择复用主干光缆的设计方案。

笔者实施过的《全程监控项目》监控四标的道路监控工程，6条高速路段外场监控视频传输光缆全部采用了复用原有主干光缆空余纤芯(抽芯熔接)的方案。在实施的过程中发现很多问题(如：主干光缆纤芯断点太多；纤芯资源使用混乱；摄像机就近的中央分隔带人井没有原有的光纤接续盒；摄像机就近没有路面横穿管道等等)，施工难度极大，严重影响了施工进度，增加了施工成本，而且经常发生通信系统中断、影响收费业务的情况。工程完工后总结发现，该分项工程发生的成本和变更费用远高于单独敷设专用视频传输光缆的费用。

2.2 外场摄像机选点的问题

除考虑摄像机布设的一般原则外，还应考虑：(1)靠近有路面横穿管、或桥梁、涵洞的位置，减少尾缆的用量；(2)尽可能选择距离中央分隔带近，而且有光缆熔接盒的路侧位置；(3)选点要避开附近的山体和树木，减少对风光互补供电系统的影响。

2.3 摄像机供电方式的选择

(1)就近无法提供稳定的电源时，建议设计为风光互补系统供电方式。(2)收费站、服务区、停车区附近的外场摄像机可以选择就近电缆供电的方式。(3)当需用的电缆距离超过500以上时，建议选用风光互补供电方式。

2.4 风光互补供电设备的选择

(1)结合各地的风力、日照等气象条件合理选择风机类型。例如：监控四标在河西走廊地区选择了结构强度高的垂直风机，而且钢结构立柱变更为Φ325的加粗立柱，基础混凝土的强度变更为C30。

(2)其他地方可选择适用的垂直风机或水平风机。

(3)风光互补供电设备的选择还要结合负载的功率。根据笔者的经验，一般900W的风光互补供电系统(600W太阳能板+300W风机)最大可带的负载约为75W左右。

2.5 土建施工注意事项

(1)路肩处的摄像机基础、手孔以及蓄电池坑应保持1米左右的间距，避免做成连体式，否则造成路肩开挖的土方量较大，容易导致塌方，损坏路基。连体式开挖还有一个致命的缺点，就是支模难度大，浇筑时极容易跑模、炸模。

(2)手孔应设置在敷设光缆的一侧。

(3)蓄电池坑底部应预留渗水槽，盖板应预留安装排气管的孔洞。

3 结语

随着科学技术的发展，高速公路监控系统技术也发生了不断的创新和飞越发展。尤其是越来越多的新技术、新设备、新材料、新工艺的创新和使用，使得高速公路监控系统的设计、施工日趋完善，极大的提高了高速公路的运营管理水平，使得人们的出行变得更加安全、便捷。

[1]赵祥模,靳引利,张洋编著.高速公路监控系统理论及应用.电子工业出版社,2003.

[2]刘廷新编著.高速公路监控通信管理.人民交通出版社,2005.