高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主要功能研究

霍 啟

（開封市路達(dá)高速公路開發(fā)管理有限公司，河南 開封 475000）

目前，中國(guó)的高速公路里程已經(jīng)居于世界首位。但是隨著交通流量的增大和長(zhǎng)途車輛的增多，加之交通路況非常復(fù)雜，從而對(duì)高速公路的通行能力與綜合服務(wù)水平都提出了前所未有的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。另外，當(dāng)遇上大風(fēng)、冰雪、霧霾和臺(tái)風(fēng)等比較惡劣的天氣時(shí)，就會(huì)嚴(yán)重影響到高速公路的通行安全。如果不采取高科技的智能交通監(jiān)控措施和相關(guān)預(yù)案，就非常容易發(fā)生各類交通事故或者交通堵塞。因此必須在高速公路的全程盡快實(shí)施全程智能監(jiān)控，以提高公路管理的效率、縮短緊急救援時(shí)間并提升道路服務(wù)的水平，從而快速推動(dòng)高速公路的管理逐漸向智能化與自動(dòng)化的方向發(fā)展。伴隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和自動(dòng)化水平以及視頻監(jiān)視與人工智能等各項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)目前高速公路全程智能監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)條件成熟，本文針對(duì)構(gòu)建高速公路中全程智能監(jiān)控系統(tǒng)中許多關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題開展分析和研究。

1. 高速公路全程智能監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和主要功能

1.1 監(jiān)控中心 建立監(jiān)控中心需要配備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與視頻監(jiān)視設(shè)備，結(jié)合綜合控制臺(tái)和大屏幕投影系統(tǒng)以及太陽(yáng)能電池或者UPS電源等。主要通過(guò)公路交通和各類氣象參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)路況自動(dòng)檢測(cè)和交通事故檢測(cè)及報(bào)警以及全路程視頻監(jiān)視等功能，還可以通過(guò)實(shí)現(xiàn)科學(xué)交通誘導(dǎo)和綜合信息發(fā)布系統(tǒng)等先進(jìn)的技術(shù)手段，以便于及時(shí)地發(fā)現(xiàn)與快速處理高速公路全程所發(fā)生的各類交通事件，做種確保公路交通的快速通暢運(yùn)行。還可以和臨近的路網(wǎng)監(jiān)控中心進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)控制，從而真正實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的功能。

1.2 監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備布局與設(shè)計(jì) 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備的布設(shè)框架是全程智能監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。在沿線配設(shè)若干套微波車檢器、攝像機(jī)、能見(jiàn)度檢測(cè)儀、信息發(fā)布屏、門式可變情報(bào)板、太陽(yáng)能供電設(shè)備、液晶拼接屏以及各站點(diǎn)的收費(fèi)車道設(shè)備等。那么怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)各外場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備之間的科學(xué)聯(lián)動(dòng)與控制？這屬于高速公路全程智能監(jiān)控系統(tǒng)布局與設(shè)計(jì)工作的主要難點(diǎn)。全程監(jiān)控的外場(chǎng)設(shè)備在進(jìn)行設(shè)計(jì)和布局的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)首先設(shè)計(jì)外場(chǎng)設(shè)備的合理位置，從而發(fā)揮遠(yuǎn)程攝像機(jī)對(duì)于交通誘導(dǎo)設(shè)備和信息發(fā)布設(shè)備實(shí)時(shí)有效的監(jiān)視。同時(shí)還可以采用將預(yù)置點(diǎn)和能見(jiàn)度檢測(cè)儀以及車檢器等進(jìn)行合理配置，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)。

2. 實(shí)現(xiàn)公路全程智能監(jiān)控系統(tǒng)的重點(diǎn)技術(shù)分析

2.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)中各種數(shù)據(jù)的傳輸控制和存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)包含收費(fèi)站和服務(wù)區(qū)監(jiān)控以及道路監(jiān)控等3個(gè)主要部分，由于該系統(tǒng)的視頻監(jiān)控點(diǎn)布局需要較大數(shù)量，并且布局位置十分分散，所以，必須解決實(shí)時(shí)和高效視頻傳輸技術(shù)難題，并加強(qiáng)數(shù)據(jù)的控制和存儲(chǔ)方法研究，這也是對(duì)高速公路全程智能監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)問(wèn)題。目前系統(tǒng)通過(guò)TCP/IP 網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議方式來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字全編碼類的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，并通過(guò)這來(lái)實(shí)現(xiàn)道路監(jiān)控和服務(wù)區(qū)監(jiān)控和收費(fèi)站監(jiān)控，并和總監(jiān)控中心組成二級(jí)監(jiān)視與控制體系，從而對(duì)于整個(gè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一化科學(xué)管理。

對(duì)于服務(wù)區(qū)視頻監(jiān)控和收費(fèi)站視頻監(jiān)控的實(shí)現(xiàn)，可以在各收費(fèi)站點(diǎn)的控制室或者是服務(wù)區(qū)內(nèi)的監(jiān)控室內(nèi)，運(yùn)用本地的視頻編碼器實(shí)施自動(dòng)編碼，并能夠完成本地信息的監(jiān)控與儲(chǔ)存，同時(shí)還可以把該數(shù)字視頻信息經(jīng)過(guò)綜合視頻傳輸系統(tǒng)而傳遞到總監(jiān)控中心。在所有道路沿線架設(shè)的數(shù)字?jǐn)z像機(jī)則通過(guò)配帶有EPON 接口戶外型的視頻編碼器發(fā)送到臨近的公路服務(wù)區(qū)或者收費(fèi)站點(diǎn)，通過(guò)接入服務(wù)區(qū)或者收費(fèi)站區(qū)內(nèi)的監(jiān)控視頻再次接入至交換機(jī)，在進(jìn)行本地的儲(chǔ)存的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)視頻傳輸系統(tǒng)而發(fā)送到總監(jiān)控中心，這樣也就真正地實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸和控制目標(biāo)。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)的外場(chǎng)設(shè)備需要解決的電源問(wèn)題 監(jiān)控系統(tǒng)外場(chǎng)設(shè)備的供電問(wèn)題屬于是公路全程智能監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的技術(shù)難點(diǎn)。其外場(chǎng)設(shè)備的電源系統(tǒng)可以采用一般常規(guī)的電纜供電方式和太陽(yáng)能供電系統(tǒng)二者密切結(jié)合的方式。在設(shè)計(jì)太陽(yáng)能供電系統(tǒng)方面，主要應(yīng)當(dāng)考慮太陽(yáng)能蓄電池的型號(hào)選擇和容量的計(jì)算等關(guān)鍵技術(shù)，必須對(duì)使用的太陽(yáng)能電池板的方陣功率實(shí)施科學(xué)的計(jì)算，以保證足夠的電源需求。

2.3 公路全程監(jiān)控所有系統(tǒng)的各功能分析軟件設(shè)計(jì) 以往傳統(tǒng)常規(guī)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)通常止能實(shí)現(xiàn)各類交通信息和氣象數(shù)據(jù)的采集、顯示和儲(chǔ)存，道路設(shè)備監(jiān)控軟件和視頻監(jiān)視軟件根本無(wú)法互相融合，很多情況是通過(guò)人工判斷來(lái)實(shí)現(xiàn)高速公路的交通誘導(dǎo)，基本談不上自動(dòng)化與智能化，并且存在著的問(wèn)題，所以要對(duì)于高速道路設(shè)備的各種監(jiān)控軟件和視頻監(jiān)視軟件實(shí)施同時(shí)性和一體化的設(shè)計(jì)，只有這樣才能實(shí)現(xiàn)真正全程、智能和高效的監(jiān)控目的。

3. 總結(jié)

高速公路智能全程監(jiān)控系統(tǒng)不但能夠提高高速公路全程行車平均速度，還能有效地增加公路交通的總流量，并可以減小交通堵塞的嚴(yán)重程度與車輛因此而停滯的時(shí)間，，通過(guò)對(duì)全程路況的監(jiān)控，對(duì)于隨時(shí)發(fā)生的交通事故能夠積極預(yù)防，及時(shí)發(fā)現(xiàn)，迅速應(yīng)對(duì)，從而能夠真正發(fā)揮高速公路實(shí)現(xiàn)安全、快速和舒適通行的功能設(shè)計(jì)初衷。而且，建立智能監(jiān)控系統(tǒng)以后，還能夠迅速提升高速公路綜合管理的科技含量，從而有效地降低系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)的成本，從而實(shí)現(xiàn)高速公路的高效安全運(yùn)營(yíng)和管理理念。伴隨著高速公路智能全程技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，高速公路全程智能監(jiān)控系統(tǒng)必然會(huì)在高速公路網(wǎng)發(fā)揮更大的作用。

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