浅析高速公路监控系统的设计与应用

浅析高速公路监控系统的设计与应用

吕杰

吕杰

贵阳电气控制设备有限公司贵州贵阳550008

摘要：在高速公路上设置监控系统，可以很好地实时记录在高速公路上出现的异常情况，为高速公路的管理以及减少违章行为提供数据。本文就监控系统在高速公路上的重要性、其工作原理及应用做阐述，以便促进我国高速公路监控系统的发展。

关键词：高速公路监控系统应用

随着高速公路的增多，车辆的增加，如何提高车辆在高速公路上行驶的安全性，成为了相关人员关注的目标。对高速公路进行监控，不仅可以对特殊天气、特殊事故等及时发布诱导信息，而且可方便相关人员对道路的实时管理，使得我国高速公路安全高效的运行。

1、高速公路上电子监控系统的必要性

相比一般公路，高速公路具有线路好、设计标准高、交通量大、行车速度快等特点，但在交通流量大、天气恶劣的情况下，极其容易发生交通事故和阻塞，因此在一些车流量大的高速公路上全程部署监控系统就非常必要。这些监控系统可实施交通流量和交通运行的监控;对重点区域进行气象检测;对重点路段实施交通适时控制;及时发现各种异常情况并采取相应的措施，确保高速公路能高速、安全、经济地提供服务。因此，高速公路上电子监控系统的建设必要性是真实存在的。

2、高速公路监控系统的组成及作用

2.1高速公路监控系统的组成分析

高速公路监控系统无论是道路监控系统、还是收费监控系统的构成可划分为前端摄像机、传输链路、监控室显示设备三大部分。【1】下面我们就来分析这三大组成部分。前端摄像机主要包括道路沿线摄像机、隧道洞口摄像机、隧道洞内摄像机以及收费监控系统中的收费亭摄像机、收费车道摄像机、收费广场摄像机等。根据前端摄像机性能特点的不同可分为遥控式摄像机、固定式摄像机。遥控式摄像机包括道路沿线摄像机、隧道洞口摄像机、收费广场摄像机，固定式摄像机包括隧道洞内摄像机、收费亭摄像机，收费车道摄像机，传输链路主要是以点对点的方式进行传输，根据传输距离的远近具体的传输介质依次选择单模光纤、多模光纤或同轴电缆。在选用光缆后，还需选择与之相匹配的光端机。监控室控制设备基本包括视频控制知阵、监视器、时滞录像机、投影设备、视频分配器、多画面，分割器；前端摄像机、收费站管理所、收费站管理所及高速公路监控分中心之间图像传输采用光端机的原因是沿路的光纤资源充足，并且对干道交通状况视频要求图像质量高和实时性好，尤其违章车辆的图像抓拍更是如此。

2.2高速公路监控系统的作用分析

高速公路监控系统的主要作用有以下几点：一、要保证高速公路路面基本情况的掌握，一旦出现什么事情的时候就能够找到监控录像。比如，想要判断肇事车辆的责任，追查某个违反交通法规的车辆等。二、是交通部门可以通过交通监控的实时信息，来了解那些路面需要进行人工帮助等。

3、高速公路监控系统结构和设计

3.1高速公路监控系统结构的层级划分

目前，国内现有的高速公路监控系统主要是由外场设备、广场摄像机图像采集子系统、气象检测传感器、可变情报板、车辆检测器子系统、可变限速标志、地图板子系统以及投影仪和计算机处理系统等模块构成。一般来说，高速公路的监控系统结构可分为三级:收费站管理所高速公路路段一般包括若干个收费站，其作用是把收费亭和相关道路上摄像机采集的数据上传至收费站的管理所。高速公路路段监控，此监控分中心负责高速公路该路段的收费和道路监控，其作用是把各收费站管理所采集的部分图像上传至高速公路路段监控中心。

3.2高速公路监控系统设计分析

高速公路监控系统设计中，最重要的就是视频监控系统的设计。在进行视频监控系统的实现时需要明确知道，视频监视系统实现省监控中心与下级的各高速公路监控分中心、收费站管理所多级联网控制。联网控制方式有硬件联网和软件联网方式两种，软件联网是通过各管理监控中心计算机联网，由计算机软件操作管理矩阵主机来达到联网控制要求。这种方式比较容易兼容各厂家的知阵，不过受软件和计算机的影响，稳定性比较差，控制不灵活，并且成本比硬件联网高。因此在设计的时候需要对该方面的内容十分注意。

4、高速公路监控系统的应用

随着中国高速公路里程的不断扩大，投资建设的规模不断增大。作为高速公路交通工程中的一部分，监控系统在高速公路的管理中所发挥的作用也越来越重要。为了保证现有的高速公路可以安全高效地运行，高速公路的监控系统必须满足收费站监控，公路路面状况监控，隧道和特大桥监控及特殊路段多元化监控等需求。下面我们就来具体分析一下高速公路监控系统的应用。

4.1收费站监控系统

首先，高速公路监控系统应用最广泛的地方就是收费站。【2】目前，大多数高速公路都是通过贷款的方法来进行资本筹集的。因此设立高速公路收费监控系统的目的之一是为了监视工作人员在工作中是否徇私舞弊现象，这也是为了保护国家的财产安全。而且为了方便高速公路的交通管理工作，除了监视收费站之内的收费工作情况外，高速公路监控系统还可以对过往的车辆在进收费站之前和出收费站之后的行驶情况进行查看，可以监察违章车辆的行驶情况。

4.2大桥及隧道监控系统

大桥与隧道都是我国重要的交通形式，近些年来，随着公路隧道和特大桥梁监控的车流量和车流密度的不断增长，再加上山区高速公路隧道和特大桥梁等危险交通路段的存在，还有些驾驶人员具有不良驾驶行、所驾驶车辆性能欠佳等因素，在这些特殊的路段设置必要的监控系统来监视交通状态，就显得十分重要。

4.3路面监控系统

高速公路上的路面面积十分广阔，上面分布了大大小小不计其数的摄像头，【3】有什么作用呢？路面监控系统的主要作用是对高速公路的干线进行监视，实时掌握高速公路交通状况。它主要是利用计算机应用技术，将摄像机、公路周围埋设的各种传感器等连接起来。收集实时的交通数据，将车流量等路面情况及时传输至公路管理部门。得到的这些信息通过预置的交通控制策略方案处理之后，再以信息情报板等方式及时提供给车辆驾驶人员。由于路面监控系统具有直观性和准确性，可以及时帮助交通管理人员疏导交通拥挤、阻塞现象。及时发现、指挥和处理车辆故障等事故，以确保“路畅人安”。

5、厦门翔安隧道工程中监控系统的设计分析

厦门市翔安隧道是国内第一条海底公路隧道，公路隧道机电工程是保证车辆安全通行的必要条件。设立完善的隧道机电设施十分必要。其中监控系统就是机电设施中的主要组成部分。下面，我们来分析一下厦门翔安隧道工程中的监控系统。它的监控系统主要由两大部分组成，分别是闭路电视监视系统和监控中心计算机系统。闭路电视监视系统：本系统中包括隧道、变电所和立交的监控，由现现场摄像设备单元、视频与数据光纤传输设备单元、图像显示设备单元四个部分组成。主要包括彩色变焦和定焦摄像机、云台、视频切换矩阵、视频分配器、视频光端机、数据光端机、彩色监视器、数字硬盘录像机、电源配电屏、CCTV光端机架、设备架、光电缆、光缆尾纤、视频电缆、分线盒等设备；监控中心计算机系统：本系统是由中心服务器、控制工作站、图形工作站、工作操作台、大屏幕投影显示系统、路由器、交换式集线器、打印机等构成；中心服务器是隧道控制系统的核心部分，它对各种数据进行存储、运算，对隧道交通、通风照明、变电所等设备进行控制。

结语

希望相关部门能够尽快完善我国高速公路的监控系统的设计与应用事业，从而促进我国交通行业的快速发展。让我国的公路交通行业，踏上一个高速、安全的发展过程。

参考资料：

[1]林恺丰.高速公路监控系统的设计与实现「D]中国优秀硕士学位论文全文数据库，2010(3)

[2]陈启美.高速公路通信收费监控系统构成与进展「M]北京:国防工业出版社2012（4）

[3]朱岳.高速公路联网监控系统的初步探讨，《中国交通信息产业》2011年