淺析高速公路監(jiān)控系統(tǒng)

周華

摘要 近些年來，隨著高速公路建設(shè)的快速發(fā)展，相關(guān)部門對(duì)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的要求也逐漸提高，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)相對(duì)復(fù)雜的信息處理系統(tǒng)，能夠?qū)Ω咚俟返慕煌鬟M(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)和控制。本文主要對(duì)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：高速公路；監(jiān)控系統(tǒng)；控制策略

一、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的組成

高速監(jiān)控系統(tǒng)主要由交通信息采集、信息處理和信息發(fā)布三部分組成。信息采集系統(tǒng)用于實(shí)時(shí)交通信息的采集，主要包括交通流數(shù)據(jù)采集、氣象環(huán)境監(jiān)測(cè)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、隧道環(huán)境檢測(cè)、緊急電話、火災(zāi)報(bào)警等設(shè)施和設(shè)備。信息處理系統(tǒng)是監(jiān)控系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)，通過對(duì)采集的交通信息進(jìn)行分析，形成控制方案、策略，進(jìn)而對(duì)高速公路車輛運(yùn)行狀況進(jìn)行引導(dǎo)。信息處理系統(tǒng)通常由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、室內(nèi)顯示設(shè)備和操作控制臺(tái)等設(shè)備組成。信息發(fā)布系統(tǒng)主要包括可變信息標(biāo)志、可變限速標(biāo)志、可變車道控制標(biāo)志、交通信號(hào)燈和交通廣播等設(shè)施。

二、高速公路交通電子監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)及作用

1、監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)

高速公路交通狀況受車流時(shí)空分布、氣候、道路線型和地形等的影響，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的目標(biāo)在于減少上述因素的影響，解決氣候異常、事故和車輛故障等造成的交通擁擠和阻塞。具體而言，高速公路監(jiān)控的主要目標(biāo)有五個(gè)方面：

（1）準(zhǔn)確地檢測(cè)道路交通流參數(shù)和氣象數(shù)據(jù)。

（2）有效地監(jiān)視道路交通和氣候變化，及時(shí)掌握道路運(yùn)營(yíng)狀況。

（3）及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理安全隱患，減少交通事故，降低事故的嚴(yán)重性。

（4）減少偶發(fā)事件、交通事故及惡劣氣候?qū)Φ缆方煌ǖ挠绊憽?/p>

（5）當(dāng)交通量達(dá)到飽和時(shí)，利用交通流模型理論分析交通狀態(tài)，對(duì)交通流進(jìn)行誘導(dǎo)和控制，以提高路網(wǎng)通行能力。

2、監(jiān)控系統(tǒng)的作用

車輛行駛高速、快捷、安全、舒適是高速公路交通的本質(zhì)特征。然而，偶發(fā)事件如交通事故、車輛拋錨、貨物散落和氣候變化卻不可避免，如果得不到及時(shí)處理，勢(shì)必引起交通堵塞甚至成為安全隱患。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能就在于實(shí)時(shí)檢測(cè)這些異常信息，并采取及時(shí)有效的控制措施。具體而言，其主要作用如下：

（1）準(zhǔn)確及時(shí)采集交通流、交通環(huán)境和主要交通設(shè)施的各種狀態(tài)信息。

（2）根據(jù)已掌握的信息，通過交通流模型分析，迅速做出有針對(duì)性的處理和優(yōu)化控制方案，并立即執(zhí)行。

（3）建立多種信息發(fā)布渠道，為用戶提供信息服務(wù)，通過駕駛員調(diào)整駕駛行為，使交通流動(dòng)態(tài)平衡。

（4）進(jìn)行專項(xiàng)監(jiān)控，如用視頻系統(tǒng)監(jiān)視某大橋的車流通過情況，探測(cè)和確認(rèn)交通事件及路面使用狀態(tài)檢測(cè)等。

（5）對(duì)交通事故作出快速響應(yīng)，迅速排除事故根源和提供救援服務(wù)。

（6）建立道路交通數(shù)據(jù)庫，用以支持道路運(yùn)行狀況評(píng)價(jià)，為改善道路經(jīng)營(yíng)和交通管理的決策提供數(shù)據(jù)分析。

三、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)需求分析

1、路段通信模塊

路段通信模塊是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，一方面收集通過路段通信圖像對(duì)公路交通流進(jìn)行分析，另外一方面發(fā)出分流和調(diào)度指令以保證高速公路的正常運(yùn)行。路段通信模塊包含的子功能有，交通信息采集、信息發(fā)布等功能，內(nèi)置車輛檢測(cè)裝置、能見度檢測(cè)裝置、閉路電視、緊急電話、可變情報(bào)板、可變速標(biāo)志。

2、視頻監(jiān)控模塊

視頻監(jiān)控是高速路監(jiān)控系統(tǒng)又一核心部分。第一，24小時(shí)全程監(jiān)控高速公路車流、路況，向監(jiān)控中心傳輸實(shí)時(shí)影像，方便監(jiān)控中心進(jìn)行全局管理。第二，在突發(fā)情況和交通事故責(zé)任認(rèn)定上發(fā)揮了重要作用。第三，配合車輛檢測(cè)裝置對(duì)高速路上汽車速度、性能進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到危險(xiǎn)預(yù)警的作用。視頻監(jiān)控模塊包含視頻攝像、圖像傳輸、輸出、控制子系統(tǒng)，內(nèi)置攝像機(jī)、全景式攝像頭、槍式攝像頭、防護(hù)罩、云臺(tái)、攝像機(jī)基座、電纜、光纜、視頻發(fā)射機(jī)、視頻切換矩陣等裝置。

3、隧道監(jiān)控模塊

通常的高速公路存在一些隧道、山洞等，隧道屬于半封閉空間，視野、燈光、道寬都受到了限制，因此，將隧道監(jiān)控單獨(dú)列出，強(qiáng)化其功能對(duì)保證高速路暢通和安全具有重要意義。隧道監(jiān)控模塊主要采集隧道內(nèi)車流量、占有率、光強(qiáng)、通風(fēng)火災(zāi)事故、交通事故等數(shù)據(jù)信息。隧道監(jiān)控模塊包含的內(nèi)容有交通信號(hào)燈、車道指示器、車輛檢測(cè)器、可變情報(bào)板、射流風(fēng)機(jī)、光強(qiáng)檢測(cè)儀、環(huán)境檢測(cè)儀。實(shí)施對(duì)隧道的宏觀管理和調(diào)度，為駕駛員提供一個(gè)安全、舒適、通暢的行車環(huán)境。

4、應(yīng)急通信模塊

為了防止交通事故、惡劣天氣、人為損壞、設(shè)備老化而出現(xiàn)的信號(hào)中斷、信號(hào)滯后和全局性信號(hào)中斷等情況。通常高速公路檢測(cè)系統(tǒng)需要繼續(xù)進(jìn)行配置應(yīng)急通信模塊。應(yīng)急通信模塊包含緊急電話、應(yīng)急攝影傳輸機(jī)、應(yīng)急對(duì)講機(jī)等，用于處理復(fù)雜情況和道路交通救援等，在主體監(jiān)控系統(tǒng)恢復(fù)正常后，對(duì)應(yīng)急通信模塊進(jìn)行老舊設(shè)備損壞更換、保養(yǎng)工作，以應(yīng)對(duì)下一次可能突發(fā)的情況。

5、圖形處理模塊

圖形處理模塊是位于總監(jiān)測(cè)中心和分檢測(cè)中心，為了更加直觀的展示高速公路道路交通情況實(shí)施圖形而設(shè)定的，以中心大屏幕LED顯示屏或者采用高清投影儀為核心，以路段地圖板與隧道地圖板數(shù)據(jù)匯集而成，地圖板固定顯示內(nèi)容有，關(guān)鍵路段收費(fèi)站實(shí)況、重要河流路段、跨江及跨河大橋、鐵路與高速路立體交叉圖像，動(dòng)態(tài)現(xiàn)實(shí)的圖像有道路交通事故多發(fā)地段實(shí)時(shí)影像等。

四、監(jiān)控系統(tǒng)的控制手段

交通事故一般都是不可預(yù)知的，通常情況下給人們帶了很多的不便甚至?xí)葑兂蔀?zāi)難事件，最常見的就是撞車事件，直接導(dǎo)致交通的堵塞，很大程度上影響了人們的安全。

當(dāng)然也包括一些氣象條件和其它不可預(yù)見的因素，如大霧、雨、雪等引起的道路通行能力下降的情況。一旦高速公路上出現(xiàn)交通事件，就會(huì)導(dǎo)致區(qū)域性的交通能力下降。當(dāng)?shù)缆返耐ㄐ心芰Φ陀诨镜男枨髸r(shí)，就會(huì)發(fā)生偶發(fā)性的擁擠，這就很容易引發(fā)二次性事故。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)能夠及時(shí)的處理交通事件的發(fā)生，能夠減少小事故發(fā)生的概率，同時(shí)也能夠保障高速公路良好的運(yùn)作。

為了更好的控制高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，保障高速公路的通行能力，首先要對(duì)交通事件進(jìn)行分類?？偟膩碇v可以將交通事件分為常發(fā)性事件和突發(fā)性事件。對(duì)于常發(fā)性事件的監(jiān)控可以通過相關(guān)的交通參數(shù)進(jìn)行判斷，在時(shí)間的發(fā)生上也有一定的規(guī)律性。而偶發(fā)性事件一般無法預(yù)測(cè)，在通行能力大于交通流量時(shí)很難發(fā)現(xiàn)。由于突發(fā)事件很難預(yù)料，也就很容易造成二次事故的發(fā)生。針對(duì)這種情況需要制定有效的控制管理策略，其核心步驟可分為：事件的檢測(cè)、鑒別、反應(yīng)、清除、現(xiàn)場(chǎng)交通管理及向司機(jī)朋友們提供相關(guān)的信息。

監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)高速公路的安全、通暢起到了一個(gè)有效的約束作用，它能夠全方面的記錄交通情況，提供相應(yīng)的處理信息，能夠及時(shí)快速的穩(wěn)定交通區(qū)域，以確保交通安全順利的進(jìn)行。同時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)于交通安全起到了一個(gè)引導(dǎo)的作用，通過合理的交通控制能夠有效的改善交通的運(yùn)輸能力而且對(duì)不安全因素也起到了一個(gè)防范的作用。例如：天氣的不穩(wěn)定、交通事件的出現(xiàn)。系統(tǒng)都會(huì)及時(shí)的采取相應(yīng)的措施，運(yùn)用科技化的手段盡可能避免出現(xiàn)損失，在有效的時(shí)間內(nèi)解決問題，是交通能夠及時(shí)的得到恢復(fù)。

結(jié)束語

總的來說，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)高速公路智能化管理的主要組成部分，是提高道路服務(wù)水平的主要手段，通過該系統(tǒng)能夠有效的解決高速公路上出現(xiàn)的各種突發(fā)事件。隨著道路建設(shè)形勢(shì)的變化，以及交通工程技術(shù)的發(fā)展，相信在不久的將來，一個(gè)完善、技術(shù)先進(jìn)的現(xiàn)代化高速公路監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)出現(xiàn)在我們面前。

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