浅析高速公路监控系统

周华

摘要 近些年来，随着高速公路建设的快速发展，相关部门对高速公路监控系统的要求也逐渐提高，高速公路监控系统是一个相对复杂的信息处理系统，能够对高速公路的交通流进行全面的监测和控制。本文主要对高速公路监控系统的控制策略进行了探讨。

关键词：高速公路；监控系统；控制策略

一、高速公路监控系统的组成

高速监控系统主要由交通信息采集、信息处理和信息发布三部分组成。信息采集系统用于实时交通信息的采集，主要包括交通流数据采集、气象环境监测、闭路电视监视系统、隧道环境检测、紧急电话、火灾报警等设施和设备。信息处理系统是监控系统的核心环节，通过对采集的交通信息进行分析，形成控制方案、策略，进而对高速公路车辆运行状况进行引导。信息处理系统通常由计算机系统、室内显示设备和操作控制台等设备组成。信息发布系统主要包括可变信息标志、可变限速标志、可变车道控制标志、交通信号灯和交通广播等设施。

二、高速公路交通电子监控系统的目标及作用

1、监控系统的目标

高速公路交通状况受车流时空分布、气候、道路线型和地形等的影响，高速公路监控系统的目标在于减少上述因素的影响，解决气候异常、事故和车辆故障等造成的交通拥挤和阻塞。具体而言，高速公路监控的主要目标有五个方面：

（1）准确地检测道路交通流参数和气象数据。

（2）有效地监视道路交通和气候变化，及时掌握道路运营状况。

（3）及时发现和处理安全隐患，减少交通事故，降低事故的严重性。

（4）减少偶发事件、交通事故及恶劣气候对道路交通的影响。

（5）当交通量达到饱和时，利用交通流模型理论分析交通状态，对交通流进行诱导和控制，以提高路网通行能力。

2、监控系统的作用

车辆行驶高速、快捷、安全、舒適是高速公路交通的本质特征。然而，偶发事件如交通事故、车辆抛锚、货物散落和气候变化却不可避免，如果得不到及时处理，势必引起交通堵塞甚至成为安全隐患。高速公路监控系统的主要功能就在于实时检测这些异常信息，并采取及时有效的控制措施。具体而言，其主要作用如下：

（1）准确及时采集交通流、交通环境和主要交通设施的各种状态信息。

（2）根据已掌握的信息，通过交通流模型分析，迅速做出有针对性的处理和优化控制方案，并立即执行。

（3）建立多种信息发布渠道，为用户提供信息服务，通过驾驶员调整驾驶行为，使交通流动态平衡。

（4）进行专项监控，如用视频系统监视某大桥的车流通过情况，探测和确认交通事件及路面使用状态检测等。

（5）对交通事故作出快速响应，迅速排除事故根源和提供救援服务。

（6）建立道路交通数据库，用以支持道路运行状况评价，为改善道路经营和交通管理的决策提供数据分析。

三、高速公路监控系统需求分析

1、路段通信模块

路段通信模块是高速公路监控系统的核心部分，一方面收集通过路段通信图像对公路交通流进行分析，另外一方面发出分流和调度指令以保证高速公路的正常运行。路段通信模块包含的子功能有，交通信息采集、信息发布等功能，内置车辆检测装置、能见度检测装置、闭路电视、紧急电话、可变情报板、可变速标志。

2、视频监控模块

视频监控是高速路监控系统又一核心部分。第一，24小时全程监控高速公路车流、路况，向监控中心传输实时影像，方便监控中心进行全局管理。第二，在突发情况和交通事故责任认定上发挥了重要作用。第三，配合车辆检测装置对高速路上汽车速度、性能进行监控，达到危险预警的作用。视频监控模块包含视频摄像、图像传输、输出、控制子系统，内置摄像机、全景式摄像头、枪式摄像头、防护罩、云台、摄像机基座、电缆、光缆、视频发射机、视频切换矩阵等装置。

3、隧道监控模块

通常的高速公路存在一些隧道、山洞等，隧道属于半封闭空间，视野、灯光、道宽都受到了限制，因此，将隧道监控单独列出，强化其功能对保证高速路畅通和安全具有重要意义。隧道监控模块主要采集隧道内车流量、占有率、光强、通风火灾事故、交通事故等数据信息。隧道监控模块包含的内容有交通信号灯、车道指示器、车辆检测器、可变情报板、射流风机、光强检测仪、环境检测仪。实施对隧道的宏观管理和调度，为驾驶员提供一个安全、舒适、通畅的行车环境。

4、应急通信模块

为了防止交通事故、恶劣天气、人为损坏、设备老化而出现的信号中断、信号滞后和全局性信号中断等情况。通常高速公路检测系统需要继续进行配置应急通信模块。应急通信模块包含紧急电话、应急摄影传输机、应急对讲机等，用于处理复杂情况和道路交通救援等，在主体监控系统恢复正常后，对应急通信模块进行老旧设备损坏更换、保养工作，以应对下一次可能突发的情况。

5、图形处理模块

图形处理模块是位于总监测中心和分检测中心，为了更加直观的展示高速公路道路交通情况实施图形而设定的，以中心大屏幕LED显示屏或者采用高清投影仪为核心，以路段地图板与隧道地图板数据汇集而成，地图板固定显示内容有，关键路段收费站实况、重要河流路段、跨江及跨河大桥、铁路与高速路立体交叉图像，动态现实的图像有道路交通事故多发地段实时影像等。

四、监控系统的控制手段

交通事故一般都是不可预知的，通常情况下给人们带了很多的不便甚至会演变成灾难事件，最常见的就是撞车事件，直接导致交通的堵塞，很大程度上影响了人们的安全。

当然也包括一些气象条件和其它不可预见的因素，如大雾、雨、雪等引起的道路通行能力下降的情况。一旦高速公路上出现交通事件，就会导致区域性的交通能力下降。当道路的通行能力低于基本的需求时，就会发生偶发性的拥挤，这就很容易引发二次性事故。高速公路监控系统能够及时的处理交通事件的发生，能够减少小事故发生的概率，同时也能够保障高速公路良好的运作。

为了更好的控制高速公路监控系统，保障高速公路的通行能力，首先要对交通事件进行分类。总的来讲可以将交通事件分为常发性事件和突发性事件。对于常发性事件的监控可以通过相关的交通参数进行判断，在时间的发生上也有一定的规律性。而偶发性事件一般无法预测，在通行能力大于交通流量时很难发现。由于突发事件很难预料，也就很容易造成二次事故的发生。针对这种情况需要制定有效的控制管理策略，其核心步骤可分为：事件的检测、鉴别、反应、清除、现场交通管理及向司机朋友们提供相关的信息。

监测系统对高速公路的安全、通畅起到了一个有效的约束作用，它能够全方面的记录交通情况，提供相应的处理信息，能够及时快速的稳定交通区域，以确保交通安全顺利的进行。同时，监控系统对于交通安全起到了一个引导的作用，通过合理的交通控制能够有效的改善交通的运输能力而且对不安全因素也起到了一个防范的作用。例如：天气的不稳定、交通事件的出现。系统都会及时的采取相应的措施，运用科技化的手段尽可能避免出现损失，在有效的时间内解决问题，是交通能够及时的得到恢复。

结束语

总的来说，高速公路监控系统是实现高速公路智能化管理的主要组成部分，是提高道路服务水平的主要手段，通过该系统能够有效的解决高速公路上出现的各种突发事件。随着道路建设形势的变化，以及交通工程技术的发展，相信在不久的将来，一个完善、技术先进的现代化高速公路监控系统将会出现在我们面前。

参考文献：

[1]张啸林.高速公路监控系统视频传输技术的发展[J].科技风，2009，（12）.

[2]刘欣.浅析某高速公路全程监控系统方案设计[J].机电信息，2010，（18）.