区域高速公路监控系统研究

2017-04-25李国静

科技传播 2017年5期

李国静

摘要随着社会和经济发展水平不断提高，机动车及物流量不断增长，道路使用者对高速公路的运营和服务水平提出了更高的要求，利用先进的信息技术，更新交通发展理念、转变交通发展模式是创新交通管理的手段，同时也是提升交通服务水平的手段。本文从区域高速公路监控系统的研究着手，对系统需求、总体设计进行了深入研究。

关键词高速公路；监控系统；外场设备

中图分类号 TP3 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2017）182-0086-02

1 研究背景与意义

近年来，随着各项基础设施建设步伐的加快，我国高速公路网的建设与发展进入了快车道，高速公路布局发生了由通道型向网络型的根本性转化，国家和区域高速公路網的主骨架已基本建成。我国实施高速公路监控和数据管理的省市虽然很多，但是无论是新建还是改造的高速公路，监控系统和数据管理都不太完善，有些区域发展缓慢。因此，在进一步完善交通信息基础设施建设的同时，应该更加重视监控系统的研究和开发，充分发挥监控系统优势，确保道路畅通，提高应对重大突发事件的能力，提供全方位的交通信息服务，构建和谐交通。

2 区域高速公路监控系统研究

2.1 高速公路监控系统特点

1）监控地域面积大，监控设备布设分散，要求系统有较高的环境适应性。

2）外场设备种类复杂，维护管理有一定难度。

3）涉及技术面广，包括计算机网络、数据采集与处理、多媒体图像处理、视频监视、通信、计算机软件设计等。

2.2 系统需求分析

2.2.1 业务用户分析

高速公路监控系统的用户分为：管理人员、操作人员、软件调试人员和维修人员。

管理人员的工作需求包括：对监控系统的整体运行进行管理，处理数据报表，配置系统参数；增加、修改、删除用户，更新密码。

操作人员的工作需求包括：对视频进行监视，接收外场设备上传的数据，通过控制计算机处理数据，打印统计报表，发布情报板信息等。

软件调试人员的工作内容为：对系统软件进行参数配置和日常维护。

维修人员的工作内容为：定期巡检设备，维修故障。

2.2.2 应用需求分析

高速公路监控与数据管理系统应用需求如下：

1）依托外场设备平台，实时对路网交通的运行情况进行监控，及时将道路信息发布给道路使用者。

2）预防交通事故的发生，出现事故及时救援，最大限度减少人员伤亡和经济损失。

3）系统能够提供准确、直观的路段交通状态、设备运行状态，使管理者能准确掌握整个路网的运行情况。

4）实现路网的匝道控制、主线控制和路网协调策略，能够指挥调度路网交通，保证道路交通顺畅，实现整个路网的最大通行效率。

2.3 系统功能

高速公路具有高速、安全、舒适等优点，但是不可避免的发生交通事故、车辆抛锚等偶发事件，如果没能及时处理这样的偶发事件，将会导致交通拥堵，存在安全隐患。监控系统的主要功能之一就是实时检测异常信息，及时采取有效措施进行处理，避免道路拥堵和交通事故的发生。

高速公路监控与数据管理系统的基本功能包括：第一，信息采集功能，即对变化的道路交通状态进行实时采集，包括交通流信息、异常事件信息、气象信息等；第二，信息的分析处理功能，对采集到的交通数据进行分析，判断交通运行状态是否正常，判断交通异常事件的严重程度，针对已经发生或可能发生的异常事件提出解决方案等；第三，信息发布功能，向驾驶人提供道路交通信息，对路上行驶的车辆发出诱导、限制通行等建议性指令，为信息媒体或社会大众提供更广泛的高速公路信息等。

3 区域高速公路监控系统设计

3.1 监控系统结构设计

区域高速公路监控系统总体架构分为三级：监控中心、监控分中心和路段监控站。

监控中心是监控系统的核心部分，主要对区域内各条高速公路的监控数据和上传的视频进行统一管理，通过视频切换了解各个监控现场的交通状况，当发生交通事故时进行协调调度，保障道路运行通畅。监控中心的建设提高了路网规划建设的宏观决策能力，协调路网内的交通突发事件，实现交通资源和信息共享。

一个监控分中心管辖某一指定路段以及路上的桥梁隧道、收费站，负责接收路段监控站上传的交通检测数据和事故数据，分析处理后下发控制指令，同时向监控中心上传各主要路段的监控视频，接收监控中心下发的调度指令。

路段监控站接收外场设备采集的各种数据，进行分析、处理和记录，对路上交通进行实时控制，并负责向上一级监控分中心传送交通检测数据和事故数据，接收其下达的控制指令。

3.2 监控系统外场设备布设设计

外场设备布设的过程中，要考虑到系统的协调性、一致性和可扩充性。外场设备的布设要使设备在功能上相互协调，并且与道路上的其他设施相互统一，避免相互干扰，造成标志含义不清导致驾驶员无法辨认。图1为外场监控系统结构图。