高速公路智能交通管理與控制系統(tǒng)工程研究

王龍輝

摘 要：科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展推動(dòng)我國公路建設(shè)的發(fā)展，更多新型技術(shù)被運(yùn)用在交通管控中，公路建設(shè)逐漸向智能化轉(zhuǎn)變。本文主要闡述高速公路智能交通系統(tǒng)概述，高速公路智能交通管理與控制系統(tǒng)工程研究，旨在為相關(guān)研究分析提供一些客觀的理論參考，推動(dòng)我國交通事業(yè)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：智能交通;管理與控制;系統(tǒng)工程

0 前言

近些年，城市化加快推進(jìn)使得城市人口迅速增多，人們對高速公路運(yùn)輸產(chǎn)生更多需求。智能技術(shù)的研發(fā)，是我國公路交通的一次大幅度跨進(jìn)，在保障人們正常出行的基礎(chǔ)上，減少人力成本，提高公路交通的管控質(zhì)量，為人們提供更加便捷的生活體驗(yàn)，智能化對整個(gè)高速公路領(lǐng)域有著十分重要的影響。

1 高速公路智能交通系統(tǒng)概述

智能交通主要是以先前智能道路轉(zhuǎn)變而成，智能交通在實(shí)際工作期間會(huì)將各種信息資料、電子傳感、通信數(shù)據(jù)、電子處理信息等多種技術(shù)，成功運(yùn)用在我國現(xiàn)階段的交通管控中，在此基礎(chǔ)上使其能夠在廣闊空間內(nèi)做到功能的有效發(fā)揮，是一種全方位的管控系統(tǒng)。智能交通對應(yīng)的系統(tǒng)可以縮寫為ITS，通常將車輛、高速、人員作為基礎(chǔ)管理要求，出于完成各方面因素相互配合的目的，進(jìn)而增加高速整體質(zhì)量，提高運(yùn)輸效率，避免出現(xiàn)道路堵塞的狀況，可以全方位提升配備的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行速度，減少交通事故出現(xiàn)可能，對整個(gè)高速運(yùn)輸有著非常積極的作用。

2 高速公路智能交通管理與控制系統(tǒng)工程研究

2.1 通信系統(tǒng)

對智能交通來說，最為基礎(chǔ)的效用是信息傳遞，通信工程為高速交通管控的關(guān)鍵部分，能夠?yàn)楦咚僬Ｍㄐ小⒁馔馓幚?、工程養(yǎng)護(hù)及后續(xù)的高速收費(fèi)提供有效的通信保障，還可以為提升高速配備的服務(wù)水平貢獻(xiàn)基礎(chǔ)力量。很多時(shí)候，通信工程在實(shí)際中的功能是為高速日常中的管控、收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)提供對應(yīng)的語音服務(wù)、圖像服務(wù)、傳輸數(shù)據(jù)的通道服務(wù)，使高速運(yùn)行維護(hù)更加堅(jiān)實(shí)可靠，在高速安全方面發(fā)揮著強(qiáng)大的效用，是現(xiàn)代化高速發(fā)展下的必然產(chǎn)物，也是保證高速高效經(jīng)營的必然需求，對現(xiàn)階段我國具備的信息技術(shù)而言，高速配備的信息系統(tǒng)通過兩種方式做到效用的具體實(shí)現(xiàn)，SDH（光纖傳輸）、千兆以太網(wǎng)。對高速特定的通信網(wǎng)絡(luò)來說，其能夠?yàn)楦咚俟ぷ魈峁┱Z音以及非語音的服務(wù)，其中語音服務(wù)是指業(yè)務(wù)、調(diào)度、對講電話，非語音服務(wù)是用于高速收費(fèi)、監(jiān)督控制系統(tǒng)、10M或是100M的以太網(wǎng)、RS232等方面信息傳輸?shù)闹饕緩?，在智能交通的管控期間，有著較為強(qiáng)大的作用。

2.2 收費(fèi)系統(tǒng)

對智能交通中的收費(fèi)系統(tǒng)來說，大多數(shù)時(shí)候會(huì)將收費(fèi)站點(diǎn)、運(yùn)營收費(fèi)點(diǎn)、費(fèi)用結(jié)算點(diǎn)、車道收費(fèi)點(diǎn)這四個(gè)方面設(shè)置為主要體制，處于這些位置的工作人員都將計(jì)算機(jī)作為日常基本需求，利用以太網(wǎng)方式完成網(wǎng)絡(luò)連接。在車道收費(fèi)點(diǎn)獲得最初的數(shù)據(jù)信息，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)會(huì)將這些信息及時(shí)傳遞到收費(fèi)站點(diǎn)，收費(fèi)站點(diǎn)將獲取的信息集中整理后，傳送到費(fèi)用結(jié)算點(diǎn)和運(yùn)營收費(fèi)點(diǎn)。從這些站點(diǎn)的日常工作來看，系統(tǒng)完成的收費(fèi)操作為封閉形式，多數(shù)時(shí)候會(huì)以人工形式識別車體的外形、收取高速費(fèi)用、視頻監(jiān)控、核對檢測設(shè)備，是一種半自動(dòng)的工作形式。在聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的前提下，采取計(jì)重的方式收取貨車的費(fèi)用[1]。上面提到的收費(fèi)方式較為傳統(tǒng)，現(xiàn)階段高速收費(fèi)常見的方式為不停車自動(dòng)收費(fèi)，這種系統(tǒng)又被稱作ETC，這項(xiàng)技術(shù)是目前我國最為先進(jìn)的智能交通管控技術(shù)。與此同時(shí)，在其中還存在一些除現(xiàn)金以外的支付形式，比如在高速收費(fèi)點(diǎn)采取電子自動(dòng)收費(fèi)和人工收費(fèi)結(jié)合的方式，將不需要產(chǎn)生接觸的IC卡設(shè)置為高速通用的行程卡，還有為ETC及除現(xiàn)金之外支付配置的CPU卡，這種類型的卡已經(jīng)在我國很多省份推行。某些省份對高速繳費(fèi)設(shè)置專項(xiàng)的預(yù)付卡，可以實(shí)現(xiàn)除現(xiàn)金之外的費(fèi)用支付，持卡車輛在經(jīng)過配置ETC技術(shù)的欄桿時(shí)，ETC欄桿會(huì)識別卡的類型自動(dòng)扣費(fèi)，在相關(guān)部門購買通行卡并在其中存儲足夠數(shù)量的金錢就可以做到，很大程度上減少車輛?？康臅r(shí)間，避免車輛排隊(duì)時(shí)間過久發(fā)生道路堵塞現(xiàn)象，為人們出行提供極大方便，提升高速收費(fèi)的工作效率。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)

對智能交通中的監(jiān)控系統(tǒng)來說，這個(gè)系統(tǒng)主要構(gòu)成為監(jiān)控點(diǎn)和外場設(shè)備，其中監(jiān)控點(diǎn)是由網(wǎng)絡(luò)、投影、監(jiān)控、電源等多個(gè)系統(tǒng)設(shè)備構(gòu)成。工作人員可以在監(jiān)控點(diǎn)，使用網(wǎng)絡(luò)設(shè)備完成網(wǎng)絡(luò)視頻的連接導(dǎo)入、收發(fā)語音信息以及相關(guān)信息的集中管理，監(jiān)控點(diǎn)也可以稱作為一種網(wǎng)絡(luò)信息管控平臺[2]。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)能夠?qū)^大范圍內(nèi)的事物進(jìn)行有效搜索，還能夠保證整日的連續(xù)性工作。對高速智能交通配備的監(jiān)控系統(tǒng)來說，這個(gè)系統(tǒng)通常會(huì)位于收費(fèi)站點(diǎn)處，對一定范圍內(nèi)道路狀況實(shí)時(shí)監(jiān)控。對管理收費(fèi)的智能監(jiān)控來說，多數(shù)的作用是對車輛狀況、廣場范圍、收費(fèi)點(diǎn)完成監(jiān)督，實(shí)時(shí)監(jiān)控并記錄四周道路中車輛型號、人員操作以及多種意外事件的發(fā)生過程，并對交易雙方行為全面監(jiān)督。對管理道路的智能監(jiān)控來說，這個(gè)系統(tǒng)主要的作用是監(jiān)控高速主要路段狀況和事故頻發(fā)路段狀況，及時(shí)掌握路況信息監(jiān)視各種違章現(xiàn)象，發(fā)出指示正確引導(dǎo)順利通行，降低高速發(fā)生意外事故的概率，使高速更加安全通行順暢。

現(xiàn)階段，在道路監(jiān)督控制的智能系統(tǒng)中，使用RFID的城市相對較多，這個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部配備有讀寫器、數(shù)量特定的天線、標(biāo)簽等。其內(nèi)部讀寫器設(shè)備和標(biāo)簽以特定形式完成能量轉(zhuǎn)換，這種方式對讀寫器設(shè)備和標(biāo)簽之間信息流通有著重要的意義。對現(xiàn)階段高速智能交通配置的監(jiān)控系統(tǒng)來說，尤其是將RFID技術(shù)運(yùn)用在車載機(jī)方面，這種運(yùn)用方式可以實(shí)現(xiàn)短程數(shù)據(jù)的有效讀取，彌補(bǔ)之前數(shù)據(jù)讀取期間存在的不足，有著較為重要的作用。與此同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用可以使高速中RFID標(biāo)簽以循環(huán)的方式完成掃描，每當(dāng)車載機(jī)對標(biāo)簽ID進(jìn)行一次有效讀取，車載機(jī)配置的關(guān)鍵控制芯片對這個(gè)標(biāo)簽ID進(jìn)行詳細(xì)的對比判斷，將最終的對比結(jié)論運(yùn)用GPRS、GSM網(wǎng)絡(luò)等方式，傳送到高速的監(jiān)控點(diǎn)，進(jìn)而做到對高速智能交通的有效管控。

對智能交通的整個(gè)管控系統(tǒng)來說，車載機(jī)是一個(gè)至關(guān)重要的部分，車載機(jī)是其所在高速智能交通整個(gè)管控系統(tǒng)的連接點(diǎn)，實(shí)際工作中最為主要的任務(wù)是采集所在高速路段中行駛車輛的相關(guān)記錄以及車輛具備的特點(diǎn)信息等，并全面接收高速智能交通配備的監(jiān)控點(diǎn)發(fā)來的信息。對車載機(jī)來說，其內(nèi)部主要組成有RFID部件和GPRS部件。車載機(jī)內(nèi)部的RFID部件主要負(fù)責(zé)對車載機(jī)所在車輛位置以及車輛運(yùn)行的速度數(shù)值進(jìn)行判定，而車載機(jī)內(nèi)部的GPRS部件主要負(fù)責(zé)運(yùn)用GPRS技術(shù)以及GSM技術(shù)，完成智能交通控制點(diǎn)與車載機(jī)兩者之間長距離的信息流通。

3 結(jié)論

總而言之，高速公路智能交通管理與控制系統(tǒng)完善與發(fā)展，對我國經(jīng)濟(jì)有著重要的影響，和高速自動(dòng)化管理控制有一定的關(guān)聯(lián)性，可以做到有效提升工作效率和質(zhì)量。由此可見，在現(xiàn)實(shí)生活中相關(guān)部門需要重視這方面的技術(shù)創(chuàng)新，增加資金與人才的投入，加快我國高速智能化發(fā)展步伐，推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)持續(xù)性發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李夢露.智能交通系統(tǒng)技術(shù)在交通管理與控制領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展[J].河南科技，2020，39（26）：98-100.

[2]張振鐸，劉曉冰，李忠芝.交通誘導(dǎo)管理控制系統(tǒng)通信協(xié)議安全性研究[J].網(wǎng)絡(luò)空間安全，2020，11（3）：34-38.