基于電氣自動化在公路監(jiān)控系統(tǒng)的應用探究

任強

山西交通控股集團有限公司呂梁北高速公路分公司 山西呂梁 033000

1 公路監(jiān)控系統(tǒng)設計概述

1.1 設計目標

在進行系統(tǒng)設計時，確定系統(tǒng)設計的整體目標。在整體環(huán)節(jié)架構(gòu)時，注重提高視頻的監(jiān)測質(zhì)量。利用百萬像素級別分辨率的攝像機進行直接采集，再利用數(shù)字進行壓縮，避免線路傳輸中圖像抖動和模糊，為后端的智能分析提供有效清晰的數(shù)據(jù)資源，從側(cè)面維護畫面的整體質(zhì)量，擴大監(jiān)測的范圍。在系統(tǒng)監(jiān)控過程中，能夠提出車流量和車速等一切數(shù)據(jù)。后期再碰到異常事件時能夠準確監(jiān)測道路中所發(fā)生的實際情況，為后期維護高速公路運行和交通管理安全打下良好的基礎。

對于多發(fā)事故路段，應當采用低照度攝像機。此類攝像在無光條件下可以開啟紅外補光，同時對路段進行監(jiān)控作業(yè)。在大霧多發(fā)地區(qū)，利用雙目熱成像攝像機。夜晚可通過熱成像實現(xiàn)可見度較低或者無光情況下的路段視頻監(jiān)控，從而實現(xiàn)全天候的路段監(jiān)控作業(yè)。

1.2 設計原則

為了確保監(jiān)控系統(tǒng)的總體設計質(zhì)量，相關人員應當明確設計的具體原則，保證其先進性和實用性。在設計階段，應當綜合考慮國內(nèi)外相關監(jiān)控系統(tǒng)設計的最新技術(shù)及設備使用，通過提高系統(tǒng)設備的先進性，擴大系統(tǒng)監(jiān)測范圍。另外，在滿足系統(tǒng)功能設計要求的情況下，當考慮其成本因素保證建設的經(jīng)濟價值和使用價值對等。后期再選擇系統(tǒng)設備階段，應當選擇高質(zhì)量，高性能的設備，保證運行中的安全性。在某段監(jiān)控系統(tǒng)設計時，應當考慮與其他已建路段監(jiān)控系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)性。在保證提升高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的質(zhì)量水平時，提升區(qū)域路網(wǎng)監(jiān)控的有效性。

2 電氣自動化在公路監(jiān)控系統(tǒng)的應用要點

2.1 監(jiān)控量測觀測方法和觀測頻率

（1）地表沉降觀測方法。首先假設基準點高程，用天寶DINI03電子水準儀按二等水準觀測要求施測，進行平差處理，定出首期數(shù)據(jù)，依次按頻率觀測，繪制時間-沉降曲線表或圖。其次考慮坡本隧道淺埋段為堆積體，故增加地表位移觀測，從而保證施工安全。

（2）拱頂沉降觀測和周邊收斂測量方法。觀測拱頂沉降和周邊收斂均采用測角：1"、測距：1+1ppm高精度徠卡TS09全站儀，這種無接觸式量測方法已經(jīng)取代老式水準尺、鋼尺、收斂儀，在保證成果的同時，更快速、方便，對施工基本無干擾。觀測時保證儀器適應現(xiàn)場隧道內(nèi)環(huán)境，并做到人員固定、儀器固定、控制基準點固定。拱頂觀測時采用全站儀中間站不量儀器高法或自由設站的方法，減少人為誤差對量測數(shù)據(jù)的影響；周邊收斂可采用全站儀直接量測相對坐標反算測線長度[1]。測量完成后，將測量數(shù)據(jù)記錄到記錄表中，方便內(nèi)業(yè)處理分析。

2.2 視頻圖像的管理與存儲模塊設計

在進行視頻圖像管理和存儲模塊設計時將新增的視頻圖像接入有視頻的管理平臺，實現(xiàn)新增視頻圖像的管理功能。在進行原有的分中心磁盤陣列擴容時將新增的視頻圖像接入磁盤陣列中，可以實現(xiàn)圖像的完整存儲功能。此時設計人員應完善分中心圖像系統(tǒng)中該路段監(jiān)控圖像的數(shù)據(jù)信息和攝像機數(shù)量等。確保分中心對本工程范圍監(jiān)控錄像調(diào)用無障礙，響應時間應小于300ms。

2.3 數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)設計方法

對比傳統(tǒng)的技術(shù)模式，EPON主要是對用戶網(wǎng)絡拓撲進行了運用，以實現(xiàn)一對多的靈活性傳輸目的。在系統(tǒng)與視頻、數(shù)據(jù)業(yè)務接入的情況下，即可利用光纖接入方法達到目標。其中，基于EPON技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通常含括OLT、ONU、POS三個子系統(tǒng)。且在系統(tǒng)內(nèi)，ONU系統(tǒng)和OLT系統(tǒng)的距離應在20km。在注冊以后，OLT能夠?qū)崿F(xiàn)自動寬帶的配置，并且科學調(diào)整、分配帶寬。參考動態(tài)模式，OLT系統(tǒng)能夠保證所有ONU系統(tǒng)所獲取的帶寬合理。另外，對時延補償模式的運用，能夠增強時隙分配更加精準，使系統(tǒng)光纖對耦合信號有效接收，以免信號影響到上行包。對視頻圖像的傳輸，需確保監(jiān)控系統(tǒng)和圖像質(zhì)量聯(lián)系的緊密性。而在壓縮以后，視頻信號總量偏大。根據(jù)網(wǎng)絡傳輸視角分析，若視頻監(jiān)控系統(tǒng)同時對多路的實時信號進行傳輸，就會導致傳輸網(wǎng)絡被大量信號所擠占。此時，數(shù)據(jù)信號容易丟失亦或是出現(xiàn)延遲。所以說，網(wǎng)絡傳輸需根據(jù)既定通信協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸目標。

2.4 洞內(nèi)測點布設

隧道洞內(nèi)量測斷面的布置：洞口Ⅴ級圍巖淺埋段5m一個斷面，Ⅴ級深埋和Ⅳ級圍巖10m一個斷面，Ⅲ級圍巖30m一個斷面，可根據(jù)數(shù)據(jù)變化調(diào)整斷面布設間距。鑒于以往在實際操作中測點經(jīng)常被破壞，起不到監(jiān)控量測的作用，在隧道測點布設時，由測量人員放樣出具體埋設里程和位置，用噴漆標出，由專門人員（隧道雜工）用專用電鉆和線纜（最好為監(jiān)控量測專配）在作業(yè)班組進行立架工藝時布設，鉆眼后用水泥砂漿或錨固劑填滿后再插入測點固定桿。盡量使兩邊的測點固定桿在測量方向的同一軸線上，外漏部分不宜過長也不宜過短，考慮噴射混凝土厚度，待噴漿結(jié)束后，剛好外漏頂端鋼板即可。及時安排人員敲掉外漏鋼板混凝土，揭掉鋼板上保護膠帶，粘上徠卡反射片并再次用透明膠帶粘貼好，確保粘貼牢固可靠并安排監(jiān)控量測人員采集數(shù)據(jù)。洞內(nèi)量測斷面測點的布置個數(shù)應根據(jù)監(jiān)測規(guī)范和設計要求確定。

2.5 監(jiān)控監(jiān)測外場終端設計

視頻外場終端基本按照工可規(guī)模控制數(shù)量，對于市州提出的超工可規(guī)模的新增外場視頻終端需求，進一步整合接入全省現(xiàn)有終端監(jiān)控視頻和監(jiān)測數(shù)據(jù)，形成聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控監(jiān)測管理平臺。通過自建與租用電信部門服務相結(jié)合的方式，新建普通公路重點路段視頻監(jiān)控終端、可變情報板、車載和船載移動監(jiān)控終端[2]。

3 結(jié)語

因此，在高速公路建設中，良好的監(jiān)控系統(tǒng)設計可以更好地規(guī)范公路交通秩序，提高交通管控的效率性，減少安全事故的發(fā)生。為提升設計質(zhì)量，相關人員應當結(jié)合實際監(jiān)控目標和需求，進行信息采集模塊兒的墻畫和科學設計，以此更好地提升系統(tǒng)穩(wěn)定性和便捷性，為我國的交通行業(yè)做出一定貢獻。