淺談高速公路智能管理系統(tǒng)的建設(shè)

黃冠群

摘 要：高速公路在我國快速發(fā)展，高效便捷管理的高速公路成為新的課題，文章通過高速公路的智能化管理系統(tǒng)必要性入手，著重闡述了高速公路智能管理系統(tǒng)中智能收費系統(tǒng)、智能監(jiān)控系統(tǒng)、智能查詢系統(tǒng)和高效通訊系統(tǒng)幾個子系統(tǒng)的功能，提出高速公路的智能化管理，從而改善高速公路交通狀態(tài)，促進物流相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有巨大的社會效益與經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：高速公路；智能管理

從我國上世紀八十年代開始建設(shè)第一條高速公路，經(jīng)過近四十年的發(fā)展，目前我國已建成和在建的高速公路里程已超過7萬公里，僅次于美國位居世界第二位。在高速公路快速發(fā)展的同時，如何高效便捷管理的高速公路成為新的課題，隨著現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線光纖傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)及云計算技術(shù)的發(fā)展，為高速公路的智能化管理奠定了基礎(chǔ)。

引言

智能高速公路交通系統(tǒng)是現(xiàn)代高效管理交通系統(tǒng)的必然發(fā)展趨勢，它是將先進的現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線光纖傳輸技術(shù)、電子傳感技術(shù)、系統(tǒng)控制技術(shù)及云計算技術(shù)有機的綜合應(yīng)用于高速公路管理系統(tǒng)中，從而建立起的一種實時、全天候發(fā)揮作用，立體和全方位的綜合交通運輸管理系統(tǒng)。智能高速公路交通系統(tǒng)有效整合現(xiàn)有的高速公路交通設(shè)施、減少高速公路車流密集和高速公路沿線大氣、噪聲和環(huán)境污染，實現(xiàn)高速公路傳統(tǒng)安全、提高道路的使用效率，在國內(nèi)高速公路上得到了大力的運用。在國內(nèi)一些發(fā)達省市智能高速公路管理系統(tǒng)的運用證明，這套系統(tǒng)可以有效解決當(dāng)前車流密集、車輛交通事故多發(fā)、高速公路沿線環(huán)境污染嚴重等問題，其車輛信息化為基礎(chǔ)，依托智能化數(shù)據(jù)傳輸，充分實現(xiàn)高速公路車流智能化識別和管理，高速公路的智能化是立體交通智能物聯(lián)網(wǎng)管理的推進和延伸。

1 建設(shè)高速公路智能管理系統(tǒng)的必要性

高速公路智能管理系統(tǒng)的建設(shè)，投資大，周期長，但是從多方面綜合評定，建設(shè)這套系統(tǒng)非常必要。

1.1 提高運輸效率

我國的高速公路目前的管理，大多還是基于現(xiàn)場人員的管理，管理效率低下。高速公路上一旦發(fā)生交通擁堵或交通事故往往需要很長一段時間才能將信息傳送到道路指揮中心，從收到信息到現(xiàn)場處理這一時間段內(nèi)，更加劇了道路的擁堵，大大降低了高速公路的運輸效率。從國內(nèi)每年的黃金周高速公路不高速就可見一斑。

1.2 有效降低大氣污染

由于目前高速公路的運輸效率低，車輛運行速度緩慢。造成車輛在高速公路上的平均行使時間加長，車輛的尾氣隨之大大增加。近些年在東部地區(qū)長時間大范圍的霧霾天氣，與汽車尾氣的氮污染有直接的關(guān)系。

1.3 減少交通事故

高速公路在建成后，車輛長時間的碾壓勢必對路面造成不同程度的損傷。另一方面高速公路上車輛眾多突發(fā)事件也多，但是在道路上行使的駕駛員對這些情況的變化全然不知，當(dāng)發(fā)現(xiàn)不良情況也許為時已晚，這也就是高速公路一旦發(fā)生事故，往往會造成大量車輛追尾，損傷慘重的直接原因。

2 高速公路智能管理系統(tǒng)的組成

高速公路智能管理系統(tǒng)是對公路收費、路面監(jiān)測、車輛監(jiān)測、信息采集、信息傳輸和信息發(fā)布等不同功能的集成，它由多個模塊組成。

2.1 智能收費系統(tǒng)

智能收費系統(tǒng)主要利用車輛電子通行卡或電子識別標簽等方式，實現(xiàn)公路收費電子化和實時化。目前大多數(shù)收費系統(tǒng)是車輛在收費處需停車，用車輛電子通行卡完成收費過程；另一種較為先進的收費系統(tǒng)是收費系統(tǒng)終端預(yù)讀車輛電子標簽內(nèi)容，識別車輛型號車主信息，車輛過程中，智能收費系統(tǒng)將收費終端的接受的車輛信息、繳費信息，實時傳輸?shù)焦芾碇行模ㄟ^中心在與車輛持有人的電子賬戶對接，實現(xiàn)費用的實時劃撥，并將收費信息回傳到收費終端，在車輛接近時對車輛放行，收費全過程車輛正常行駛實現(xiàn)車輛的不停車，大大提高了收費站的車輛通行速度，同時也節(jié)省了收費人員的投入。

2.2 智能監(jiān)控系統(tǒng)

高速公路智能管理系統(tǒng)智能監(jiān)控系統(tǒng)。主要對高速公路外場和車輛的監(jiān)控。外場監(jiān)控的內(nèi)容包括：路面、橋梁、隧道、路側(cè)綠化、機電設(shè)備等。車輛監(jiān)控包括：路網(wǎng)中行駛的車輛實時行駛速度、駕駛員安全駕駛情況，全面監(jiān)控道路上車流的密度，同時提供道路分流情況，適時對道路上車輛進行交通引導(dǎo)、事故多發(fā)地段預(yù)警、發(fā)生事故地段車輛定位等，保證最大限度地發(fā)揮路網(wǎng)通過能力。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)外場設(shè)施可分為兩類。一是信息采集設(shè)施，如路面檢測器、氣象檢測器、緊急電話、巡邏車、攝像機等，這類設(shè)施的主要任務(wù)是采集路況、沿路氣象和事故信息。主要是針對路面安全情況、道路車輛密度、兩車間距、車輛行駛速度和交通事故等數(shù)據(jù)的采集。二是信息發(fā)布設(shè)施，如情報預(yù)報板、LED可顯示限速標志等，這類設(shè)施根據(jù)中央監(jiān)控系統(tǒng)的指令進行信息的發(fā)布。將采集的信息迅速傳輸?shù)街笓]中心，從而調(diào)動交警、道路管理等相關(guān)單位開始做出反應(yīng)。

2.3 智能信息查詢系統(tǒng)

智能信息查詢系統(tǒng)是將由監(jiān)控系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，利用車載的導(dǎo)航設(shè)備與自動交通管理系統(tǒng)相配合，為道路上的駕駛?cè)颂峁?，出行所需的各種交通狀況、道路、氣象條件、車輛事故和自身安全等有關(guān)信息。通過公用通信網(wǎng)和個人計算機，還可以家中或辦公室得到出行前的最佳行駛路線和沿途的氣象情況等信息，使出行者可以合理地選擇出行方式、時間和路線，同時也可以使路網(wǎng)交通流量獲得平衡分配，提高運輸效率。

2.4 高效的通訊傳輸系統(tǒng)

高速公路智能管理系統(tǒng)建立在高效可靠的通信系統(tǒng)之上。通信信息管理系統(tǒng)由專用通信網(wǎng)絡(luò)、緊急電話系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、信息顯示、發(fā)布系統(tǒng)和監(jiān)控管理中心組成。高速公路上的信息采集、信息處理、交通分析和信息發(fā)布等這些數(shù)據(jù)通過高效的無線和光纖通信線路相互鏈接并直通高速公路指揮中心計算機，指揮中心計算機與以太網(wǎng)相聯(lián)進行全網(wǎng)數(shù)據(jù)共享。公路交通主管部門和交警部門通過這些共享數(shù)據(jù)，共同實現(xiàn)對高速公路監(jiān)控、車輛誘導(dǎo)疏散和違章車輛信息采集傳輸和道路安全及監(jiān)督檢查的工作，攜手確保高速公路的安全暢通。

高速公路通信系統(tǒng)主要包括光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)、程控數(shù)字交換系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)、數(shù)據(jù)圖象傳輸系統(tǒng)、光電纜工程和通信電源系統(tǒng)。

光纖傳輸系統(tǒng)為高速公路沿線設(shè)施（如數(shù)據(jù)采集設(shè)備、道路預(yù)警發(fā)布板、無線道路預(yù)警發(fā)布器、收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、采集車輛圖象等）提供傳輸通道。為提高傳輸?shù)目煽啃?，多采用環(huán)路布線方式。

整個智能管理系統(tǒng)，建立一個指揮中心和幾個子中心，指揮中心就是一個通信數(shù)據(jù)收集傳輸儲存的中心，這樣既可以實現(xiàn)遠程管理，也可以實現(xiàn)就地控制。為實現(xiàn)數(shù)據(jù)的分布儲存，指揮中心數(shù)據(jù)可以直接接入異地大型云數(shù)據(jù)中心。

緊急電話傳輸由中心緊急電話主機、傳輸線路和道路路側(cè)緊急電話終端組成。緊急電話主機設(shè)在每個子中心，能及時顯示路側(cè)緊急電話的呼叫信息，也可以將其中任意兩個呼叫同時處理，可錄音，可與公用業(yè)務(wù)電話網(wǎng)相連。

監(jiān)控系統(tǒng)的圖像傳輸：將經(jīng)過編碼的數(shù)字圖像信號通過無線路由設(shè)備傳輸?shù)酵ㄐ欧种行牡耐ㄓ嵖刂圃O(shè)備上，再通過專用接口解碼成模擬信號，在監(jiān)控分中心的視頻顯示器上顯示。

3 結(jié)束語

高速公路智能管理系統(tǒng)是提高高速公路管理水平，保障高速公路安全行車，提高工作效率的必要系統(tǒng)，是實現(xiàn)全國智能交通系統(tǒng)的重要組成，通過建設(shè)高速公路智能管理系，可以大大改善高速公路交通狀態(tài)，促進物流相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，具有巨大的社會效益與經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]李中秋.高速公路建設(shè)與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展[J].石家莊經(jīng)濟學(xué)院學(xué)報.

[2]司小平，廣東省智能交通管理系統(tǒng)及投融資模式初步研究[D].廣東工業(yè)大學(xué)，2007.