高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀及其發(fā)展

張文超

摘 要：高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設是現(xiàn)代高速公路建設的重要一環(huán)，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)指的是通過監(jiān)事和控制確保高速公路上車輛安全形式的一整套系統(tǒng)，主要包括監(jiān)視系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大子系統(tǒng)，控制系統(tǒng)又包含分析系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)。就目前的發(fā)展情況而言，中國高速公路監(jiān)控系統(tǒng)雖然已初步具備了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的基本模型，但是仍具有局限性，主要表現(xiàn)為監(jiān)控的局部性、監(jiān)控的模糊性、監(jiān)控的局部性和道路監(jiān)控系統(tǒng)的機械反應性。由此，必須要加強高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一體性建設，加強大數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)的融合，最終提升高速公路的利用率，降低高速公路事故發(fā)生的可能性。

關鍵詞：高速公路監(jiān)控系統(tǒng)；應用；發(fā)展

中圖分類號：U495.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）05-0112-02

隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，高速公路的建設的規(guī)模不斷擴大，建設水平也同時不斷提升。然而，在高速公路建設不斷提速的同時，高速公路行車安全問題也逐漸進入了人們的視野，車輛不規(guī)范行駛、車輛碰撞等安全交通事故，近年來呈多發(fā)趨勢。由此，如何更好的對高速公路車輛和道路行駛狀況進行監(jiān)控，如何在監(jiān)控的同時利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)對車輛進行分析，并對違規(guī)車輛進行反饋成為了現(xiàn)在諸多交通建設問題中必需要解決的一項。

1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的內涵

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)指的是通過監(jiān)事和控制確保高速公路上車輛安全形式的一整套系統(tǒng)。具體而言，它包括監(jiān)視和控制兩套系統(tǒng)。所謂監(jiān)視系統(tǒng)，主要是一個信息的采集收集系統(tǒng)，包括對高速公路上形式車輛的錄像、對每一輛車行車速度的記錄和對某一段公路行車流量的記錄等，監(jiān)視系統(tǒng)的要求是能夠準確及時的向監(jiān)控中心進行反饋。

所謂控制系統(tǒng)指通過對監(jiān)視系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)進行分析和決策，從而到達對高速公路交通情況進行有效控制的目的?？刂葡到y(tǒng)包含兩個子系統(tǒng)，一是分析系統(tǒng)，分析系統(tǒng)包括由交通規(guī)則、事故分析原則和行車流量分析原則等構成的一系列分析指令，通過將監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息輸入指令，就能夠快速得出某段公路的預計行車流量、事故發(fā)生的可能性以及提前預防事故的方法。二是反饋系統(tǒng)，反饋系統(tǒng)連接著道路信息和監(jiān)控中心、駕駛員三者，通過反饋系統(tǒng)，分析系統(tǒng)所得出的結論能夠迅速抵達監(jiān)控中心，并由監(jiān)控中心向駕駛員傳達。由此，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)就構成了道路信息-監(jiān)控中心-駕駛員三者的有效循環(huán)，能夠有效的防止高速公路道路事故的發(fā)生。

具體而言，如果我們把道路監(jiān)控系統(tǒng)看作一個車輛信息的收集、處理和反饋的系統(tǒng)，它包含了以下幾個信息處理步驟：

一是信息收集，這一部分由監(jiān)視系統(tǒng)完成，主要收集的數(shù)據(jù)包括道路交通流量、各段道路天氣量、道路整體的事故量和每輛行車的行車系數(shù)等。所收集的信息種類包括圖象信息、視頻信息和數(shù)字信息等。

二是信息處理，這一部分由控制系統(tǒng)完成，主要通過預先規(guī)定的原則對信息進行判斷，信息處理主要包括對信息的分類，對信息的比較、對信息的關聯(lián)和對信息的分析，其最終結果是給出對道路交通事故防范和對道路交通建設的合理建議，例如，通過對某一路段道路擁擠情況、天氣好壞情況和車速快慢情況得出該路段發(fā)生事故的可能性比例，當比例高于監(jiān)控中心設定的系數(shù)時，則提前向監(jiān)控中心發(fā)布預警。

三是反饋控制，這一部分也由控制系統(tǒng)完成。首先是將道路預警情況、事故發(fā)生情況、道路分析意見等向監(jiān)控中心及時反饋，同時，同步將交通違規(guī)情況、道路好壞情況向路上駕駛員及時反饋。信息的反饋和控制要格外注意信息發(fā)布的及時性，因為，如果監(jiān)控中心和駕駛員較早收到了信息就很可能會有效避免一場事故的發(fā)生，信息發(fā)布的及時性能夠大大降低和控制道路事故發(fā)生率。此外，信息的反饋和控制也要注重信息的建設性，道路系統(tǒng)不是簡單的信息傳播器，而且也要能夠通過信息的分析給監(jiān)控中心對未來道路建設以合理的意見建議。

綜上所述，筆者認為，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)首先指通過監(jiān)事和控制確保高速公路上車輛安全形式的一整套系統(tǒng)，主要包括監(jiān)視系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大子系統(tǒng)，控制系統(tǒng)又包含分析系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)通過信息收集、信息處理和反饋控制三大步驟完成了道路信息、監(jiān)控中心和駕駛員的有效結合，從而極大程度上控制了道路交通事故的發(fā)生。

2 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的應用現(xiàn)狀

隨著我國高速公路的建設的高速發(fā)展，我國的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設已經(jīng)取得了長足的進步。就目前的發(fā)展情況而論，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)我國的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要包含以下四個部分：

一是視頻采集系統(tǒng)，由分布在道路上的攝像機組成，攝像機連接有云臺裝置。同時，在低像素攝像機的基礎上海配備了高性能數(shù)碼相機，以完成路況實時圖像、視頻信息的傳送。二是云臺控制系統(tǒng)，主要由云臺和控制器兩者組成。監(jiān)控中心可以利用云臺鏡頭的遙控攝像機實現(xiàn)對觀測點圖像進行縮放處理和改變觀測位置。三是信號傳送系統(tǒng)，通過電源、視頻和控制信號的線路，實現(xiàn)對高速公路沿線交通狀況、收費站、收費車道等附屬設施的數(shù)據(jù)監(jiān)控和圖像監(jiān)控。四是視頻處理系統(tǒng)，主要由處理器組成。處理器通過信號傳送系統(tǒng)傳輸來的信號進行分析和處理。通過這四個組成部分，我國高速公路監(jiān)控系統(tǒng)初步實現(xiàn)了對公路的監(jiān)視與控制。

然而，由于資金投入有限，我國告訴公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展還很不完善，呈現(xiàn)出以下特點：

一是監(jiān)控的局部性。所謂局部性的監(jiān)控指采取光端機和視頻矩陣組合的方式對道路進行監(jiān)控，此外，多對部分交通事故高發(fā)或多發(fā)地段的道路進行監(jiān)控，對交通事故不多發(fā)的地段則少監(jiān)控或者不監(jiān)控。這種情況的出現(xiàn)一方面式由于政府資金的短缺，另一方面也來源于我國高速公路道路的復雜性，在一些道路條件比較復雜的地段，由于技術水平的限制很難實現(xiàn)道路交通的有效監(jiān)控。

二是監(jiān)控的模糊性。所謂模糊性的監(jiān)控與精準式的監(jiān)控相反，主要表現(xiàn)為監(jiān)控畫面的模糊性、監(jiān)控數(shù)據(jù)的浮動性等。出現(xiàn)模糊性監(jiān)控的主要原因在于，我國地域遼闊，信息的較長傳輸距離會嚴重影響信息自身的完整性，從而使得信息最終呈現(xiàn)的畫面和數(shù)據(jù)具有模糊性和浮動性。此外，隨著社會經(jīng)濟的告訴發(fā)展，人們對信息的準確性和清晰性要求要越來越高，傳統(tǒng)的道路信息監(jiān)控系統(tǒng)顯然已無法滿足人們的精細化需求。

三是監(jiān)控系統(tǒng)的局部性。隨著高速公路道路建設的告訴發(fā)展，我國高速公路道路系統(tǒng)已基本搭建完成，形成了一條貫穿東西南北的道路網(wǎng)。與此相應，道路監(jiān)控系統(tǒng)也應該是一個貫穿各個地域監(jiān)控系統(tǒng)的整體，每一段高速公路系統(tǒng)都不是封閉的，而應該是整體道路的重要組成部分。但是，我國的告訴公路道路系統(tǒng)之間卻未形成相互聯(lián)系的網(wǎng)絡系統(tǒng)，而是相互割裂的的局部系統(tǒng)，系統(tǒng)與系統(tǒng)間不能相互兼容，有的系統(tǒng)可以傳輸圖像，有的系統(tǒng)則只能傳輸數(shù)據(jù)。

四是道路監(jiān)控系統(tǒng)的機械反應性?，F(xiàn)代化的道路監(jiān)控系統(tǒng)應該包括了對信息的處理和反饋，而不只是對信息的機械的反應。就目前我國的交通系統(tǒng)來看，主要還局限在對數(shù)據(jù)信息的機械傳輸，系統(tǒng)自身的設計還比較簡單，沒有引入人工智能的成分，因此不能給監(jiān)控中心具有建設性的建議，與當代社會提出的智慧交通的理念要求還存在較大差距。

綜上所述，筆者認為中國高速公路監(jiān)控系統(tǒng)雖然已初步具備了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的基本模型，但是仍具有局限性，主要表現(xiàn)為監(jiān)控的局部性、監(jiān)控的模糊性、監(jiān)控的局部性和道路監(jiān)控系統(tǒng)的機械反應性。

3 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

2018年我國對高速公路建設的投資，其中道路建設的投資占總比例為70%，用于公路監(jiān)控系統(tǒng)的建設則占據(jù)了25%。相比于從前對于監(jiān)控系統(tǒng)投入少。不投入的情況而言有了不小的改觀?？梢院貌豢鋸埖恼f，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展將迎來一個高峰，對監(jiān)控系統(tǒng)的維修、改造和升級的費用必然會不斷增加。由此，如何把費用用在刀刃上，如何通過研發(fā)費用的增加改善高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，便成為了一個必然要解決的問題。就目前而言，我國高速公路系統(tǒng)需要向以下幾個方向發(fā)展：

一是加強道路控制系統(tǒng)的建設。在上文中我們把公路監(jiān)控系統(tǒng)劃分為監(jiān)視系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，我國高速公路監(jiān)視系統(tǒng)雖然信號傳輸不精確、不清晰的缺點，但是已基本符合國際標準，與之相比，我國的道路控制系統(tǒng)還處在摸索階段，如何通過道路控制系統(tǒng)的建設有效方法交通事故的發(fā)生成了我們必須要解決的問題。例如，我們可以利用工業(yè)標準服務器，將公路上的各類信息儲存在云系統(tǒng)中，并通過網(wǎng)格式計算和分布式處理對信息進行高效分析，幫助行車合理的選擇車輛路線，由此提升整個告訴公路的安全系數(shù)和同性能力。

二是加強高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一體性建設。就目前的公路監(jiān)控系統(tǒng)來看，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)還是一個割裂于其他系統(tǒng)的封閉系統(tǒng)，并不能實現(xiàn)與周遭事物的有效溝通。如此一來，監(jiān)控系統(tǒng)就不能通過通盤考慮所有因素，有效預防交通事故的發(fā)生。由此就必須將拓展高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的開放性。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)技術將車輛、駕駛員、天氣、行車環(huán)境融為一體，構成行車域，并通過計算機技術、網(wǎng)絡云及時、人工智能技術等打造一個物與物相互連接的整體系統(tǒng)，從而實現(xiàn)高速公路的高校運營，提升車輛行駛信息的準確性。

三是加強大數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)的融合。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)所形成的數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)多、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型豐富的特點，因此傳統(tǒng)技術已經(jīng)無法對這些數(shù)據(jù)進行有效挖掘，必須要發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術在處理數(shù)據(jù)和挖掘數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢，形成面向大數(shù)據(jù)分布式存儲與數(shù)據(jù)管理框架，實現(xiàn)視頻系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)的有效結合，形成立體化的數(shù)據(jù)結果的呈現(xiàn)，從而為監(jiān)控中心提供更加有效的決策。

綜上所述，筆者認為，要想使中國的告訴公路監(jiān)控系統(tǒng)得到有效發(fā)展，就必須要加強道路控制系統(tǒng)的建設，要加強高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一體性建設，要加強大數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)的融合，最終形成道路、行車、天氣、周圍環(huán)境、監(jiān)控中心的有效結合，最終提升高速公路的利用率，降低高速公路事故發(fā)生的可能性。

參考文獻

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