高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)的相關(guān)探究

張獻(xiàn)鈞

高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)中十分重要的構(gòu)成部分，同時(shí)也是確保高速公路管理工作安全有效運(yùn)行的重要手段。本文從影響高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)的因素展開研究，對(duì)高速公路道路健康系統(tǒng)的構(gòu)成及監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行了分析。

一、影響高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建的因素

（一）日益增長的交通壓力

伴隨著高速公路的發(fā)展，汽車擁有量的增長速度更加迅猛。汽車數(shù)量增多，帶來的不僅僅是交通擁堵，隨之而衍生的違規(guī)駕駛、交通事故，都將大大的影響高速公路的安全性和便利性，提升高速公路安防監(jiān)控的難度。

（二）不可預(yù)測(cè)的天氣變化

高速公路區(qū)分于普通公路的一個(gè)重要特點(diǎn)是線路短，人們可以用更短的時(shí)間到達(dá)目的地，實(shí)現(xiàn)方便、快捷的跨省出行。這些也是導(dǎo)致高速公路建設(shè)中遇山開山、遇水穿水、無路架橋的特性，復(fù)雜的室外環(huán)境、巨大的空間跨度，要求高速公路安防監(jiān)控產(chǎn)品的成熟性、穩(wěn)定性，以節(jié)約維護(hù)成本。

（三）高速發(fā)展的遺留問題

高速公路迅速發(fā)展，相配套的監(jiān)控產(chǎn)品更新?lián)Q代速度也較快，現(xiàn)有高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中模擬系統(tǒng)與數(shù)字系統(tǒng)并存，既包括以硬盤錄像機(jī)為代表的數(shù)字化的監(jiān)控系統(tǒng)，也包括以網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)一體球?yàn)榇淼木W(wǎng)絡(luò)化監(jiān)控系統(tǒng)。另外，不少地區(qū)已建設(shè)好的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，如何實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的擴(kuò)容、與上級(jí)系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)等擴(kuò)建、改造需求，都是我們面對(duì)的現(xiàn)實(shí)問題。

二、高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成

高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)包括監(jiān)視設(shè)備、外場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備、監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、緊急電話通訊設(shè)備和信息發(fā)布設(shè)備等部分。下面就這些部分的具體內(nèi)容進(jìn)行闡述：

（一）監(jiān)視設(shè)備。監(jiān)視設(shè)備可以采用閉路電視（CCTV）等設(shè)備，它主要布置在高速公路的關(guān)鍵路段來對(duì)該處的交通情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的檢測(cè)。

（二）外場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備。該設(shè)備主要是為了對(duì)于道路交通和氣象進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過借助外場(chǎng)車輛監(jiān)測(cè)器來對(duì)高速公路各路段上的車流量、車長、車速以及占有率等信息進(jìn)行采集;通過借助外場(chǎng)氣象監(jiān)測(cè)器來對(duì)高速公路各路段上的風(fēng)速、濕度、氣溫、降雨量、路面溫度和結(jié)冰情況等信息進(jìn)行采集。

（三）監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。通過在道路監(jiān)控中心設(shè)立計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)交通數(shù)據(jù)和圖像等信息的采集、分析、顯示和存儲(chǔ)。

（四）緊急電話通訊設(shè)備。為了方便人們?cè)诔霈F(xiàn)緊急問題后可以及時(shí)地獲得道路管理人員的幫助，在高速公路的適當(dāng)位置需要設(shè)置緊急通話設(shè)備，一般每隔一公里需要設(shè)置一部緊急通話設(shè)備。

（五）信息發(fā)布設(shè)備。為了向高速公路的道路使用者發(fā)布各類實(shí)時(shí)的交通信息，需要在高速公路上設(shè)置可變情報(bào)板和可變限速標(biāo)志。

（六）設(shè)備通信。監(jiān)控設(shè)備的監(jiān)控信號(hào)一般按照“光端機(jī)—光纖—光端機(jī)”的傳遞路徑傳送至監(jiān)控中心，而各個(gè)外場(chǎng)設(shè)備則需要通過“調(diào)至解調(diào)器—電話線—調(diào)至解調(diào)器”的連接形式來連接至監(jiān)控中心上的計(jì)算機(jī)串口上。如果涉及到的外場(chǎng)設(shè)備較多，則需要借助多串口卡擴(kuò)充計(jì)算機(jī)的串口，借助交換機(jī)來組成一個(gè)局域網(wǎng)。

三、高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

（一）控制策略

高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)主要包括閉路電視了系統(tǒng)、信息采集了系統(tǒng)、交通事件檢測(cè)系統(tǒng)、信息發(fā)布與控制了系統(tǒng)等，其功能的實(shí)現(xiàn)必須是各了系統(tǒng)協(xié)調(diào)有序工作，同時(shí)該系統(tǒng)功能的有效發(fā)揮，還涉及到與路政、養(yǎng)護(hù)、交警等部門的聯(lián)動(dòng)問題。

監(jiān)控系統(tǒng)管理者首先借助閉路電視攝像機(jī)、車輛檢測(cè)器、緊急電話等外場(chǎng)設(shè)備的信息采集，通過中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理及判定，再在道路服務(wù)情況發(fā)布給外場(chǎng)門架式或立柱式可變情報(bào)板以進(jìn)行信息發(fā)布及交通告警;如系統(tǒng)出現(xiàn)交通事件告警，則利用閉路電視攝像機(jī)和日常巡邏車輛對(duì)發(fā)生的情況進(jìn)一步確認(rèn)及全程跟蹤處理，進(jìn)行信息發(fā)布及交通控制，同時(shí)出動(dòng)人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度或救援，加快交通事件處理效率，防范交通事件影響進(jìn)一步擴(kuò)大。

（二）道路監(jiān)控系統(tǒng)外場(chǎng)設(shè)備布設(shè)

高速公路道路監(jiān)控閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)外場(chǎng)設(shè)備的布設(shè)，直接影響到系統(tǒng)總體功能的實(shí)現(xiàn)及投資額度。其布設(shè)準(zhǔn)則，主要受外場(chǎng)設(shè)備一道路攝像機(jī)功能狀況及道路線形影響。性能優(yōu)良的攝像機(jī)一般最遠(yuǎn)攝像可遠(yuǎn)達(dá)1km，但此時(shí)攝像質(zhì)量已不能為人眼所辨識(shí)，在距離800m左右的范圍內(nèi)時(shí)，其攝像清晰可辨。因此，考慮到系統(tǒng)投資經(jīng)濟(jì)性，高速公路道路監(jiān)控閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)外場(chǎng)設(shè)備布設(shè)可以選擇2km一個(gè)，特殊線形及重點(diǎn)路段可適當(dāng)加密的布設(shè)原則。

（三）信息發(fā)布及交通誘導(dǎo)控制

通過技術(shù)手段提高路段通行能力，為出行提供更為便捷舒適的交通服務(wù)，不僅是高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)出發(fā)點(diǎn)，也是其最終歸屬。因此，信息發(fā)布及交通誘導(dǎo)控制系統(tǒng)是高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)的重要組成部分，否則，其將只能僅僅實(shí)現(xiàn)監(jiān)視功能，而嚴(yán)重制約系統(tǒng)整體功能的實(shí)現(xiàn)。信息發(fā)布及交通誘導(dǎo)控制系統(tǒng)主要通過收費(fèi)站區(qū)及路段可變情報(bào)板等外場(chǎng)設(shè)施，使路段使用者獲知相關(guān)交通信息以進(jìn)行相關(guān)行駛決策，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)交通誘導(dǎo)控制。

（四）高速公路道路監(jiān)控防雷保護(hù)技術(shù)

當(dāng)電源線或信號(hào)線等穿越不同的保護(hù)分區(qū)時(shí)。因電磁感應(yīng)的作用，會(huì)產(chǎn)生較高的過電壓，影響室內(nèi)設(shè)備的安全。因此，需安裝相應(yīng)的過電壓保護(hù)器，對(duì)設(shè)備進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)需要作相應(yīng)的等電位處理。在不同的保護(hù)分區(qū)，所采用的防雷器級(jí)別是不同的。

1.外場(chǎng)設(shè)備防雷

外場(chǎng)的遠(yuǎn)端監(jiān)控設(shè)施因距監(jiān)控室較遠(yuǎn)，采用就地綜合接地。綜合接地電阻小于4Ω。接地體采用 50X50X5 鍍鋅角鋼，接地網(wǎng)線采用 50×5 鍍鋅扁鋼。接地網(wǎng)線間續(xù)接、與接地體的連接均采用滿焊焊接。

2.電源防雷

為了避免高電壓經(jīng)過避雷器對(duì)地放電后的殘壓過大或因更大雷電流在擊毀避雷器后繼續(xù)毀壞后續(xù)設(shè)備，以及進(jìn)一步防止電纜遭受二次感應(yīng)，通常選用EPP20T/S電源避雷器，，其主要指標(biāo)為：每路流通量：20kA，每路最大持續(xù)耐壓：275Vrms 一 320Vrms，保護(hù)電壓：1.0kV，響應(yīng)時(shí)間：<25RS，功能特點(diǎn)：可視告警，保護(hù)級(jí)別：D 類。

3.信號(hào)防雷

為防止電氣控制開關(guān)在轉(zhuǎn)換過程中產(chǎn)生的操作過電壓以及附近發(fā)生雷擊時(shí)形成的強(qiáng)大瞬變磁場(chǎng)（感應(yīng)過電壓）危害低壓和弱電控制系統(tǒng)，也有必要對(duì)弱電控制系統(tǒng)（主要是 PLC 模塊、微電子設(shè)備等）進(jìn)行保護(hù)。信號(hào)避雷器主要是選擇其恰當(dāng)?shù)念l率、保護(hù)電壓、接口形式、放電電流和插入損耗等。

總之，高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)作為一種道路檢測(cè)手段，通過對(duì)其有效利用可實(shí)現(xiàn)交通信息的高效處理，避免重大交通事故的發(fā)生，同時(shí)也可以為司法判定交通事故的責(zé)任人提供確切的證據(jù)等。因此，優(yōu)化高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和管理意義重大。