公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與對(duì)策

胡覺(jué)鶴

（中鐵二院工程集團(tuán)有限責(zé)任公司，四川 成都 610031）

0 引言

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，車流量也逐漸增加，如何確保人、車、公路之間的關(guān)系維持均衡，成為擺在交通管理部門面前急需處理的熱點(diǎn)課題。公路智能化交通監(jiān)控系統(tǒng)屬于一體化系統(tǒng)，是交通管控體系的重要組成部分。其集合交通數(shù)據(jù)檢測(cè)、交通路線誘導(dǎo)、信號(hào)燈控制等多功能為一體，在城市交通管控工作中發(fā)揮著提高道路通行功能的重要作用。所以對(duì)公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展對(duì)策進(jìn)行深層分析意義重大。

1 發(fā)展背景分析

公路屬于國(guó)家與地區(qū)發(fā)展的重要象征，而公路信息化建設(shè)是對(duì)公路進(jìn)行現(xiàn)代化管理的主要路徑。伴隨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)逐漸發(fā)達(dá)，信息技術(shù)、交通理論與規(guī)劃工作正在高度融合，這些都讓公路管理朝信息化方向加速推進(jìn)。公路交通通過(guò)采用信息誘導(dǎo)技術(shù)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化控制，在促進(jìn)交通秩序?qū)崿F(xiàn)改善的同時(shí)，提升了公路的利用效率。通過(guò)研究公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的諸多通信方法發(fā)現(xiàn)，該系統(tǒng)可以以視頻方式收集公路交通流量、車輛超限超速、路面積雪積雨、碰撞事故、車輛監(jiān)控等信息，并對(duì)現(xiàn)場(chǎng)展開(kāi)預(yù)分析和預(yù)處理，選擇無(wú)線上網(wǎng)方式將完成處理的數(shù)據(jù)信息上傳給監(jiān)控中心，隨機(jī)監(jiān)控公路的危險(xiǎn)路段，從而對(duì)公路危險(xiǎn)情況、交通指揮、故障預(yù)報(bào)、違規(guī)車輛等進(jìn)行科學(xué)監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)公路智能管理。

2 國(guó)內(nèi)外公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外的發(fā)展現(xiàn)狀

自20世紀(jì)80年代以后，國(guó)外開(kāi)始運(yùn)用高速公路的智能化交通監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)融合了全息信息、數(shù)據(jù)傳輸、計(jì)算機(jī)處理等技術(shù)，在整體傳輸管理體系中實(shí)現(xiàn)合理運(yùn)用。世界諸多國(guó)家都開(kāi)始對(duì)這方面加強(qiáng)開(kāi)發(fā)與研制，著力研發(fā)出一套高效、完善的公路運(yùn)輸管理監(jiān)控系統(tǒng)。特別是一些發(fā)達(dá)國(guó)家，如日本、美國(guó)等，都通過(guò)制定研發(fā)規(guī)劃，投入大量人力、物力、財(cái)力等，在這方面獲得了理想的成效。

目前對(duì)于一些比較發(fā)達(dá)的國(guó)家來(lái)說(shuō)，無(wú)論是高速公路還是城市公路，研究智能化監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用的力度逐漸加大，具體呈現(xiàn)在交通控制系統(tǒng)、公路信號(hào)系統(tǒng)、公共服務(wù)系統(tǒng)等細(xì)節(jié)方面。研究發(fā)現(xiàn)，一些發(fā)達(dá)國(guó)家就算沒(méi)有交警，交通也可以保持順暢；在城市比較繁華的地區(qū)，汽車依然可以有秩序地前行，極少發(fā)生阻塞現(xiàn)象。主要原因在于當(dāng)?shù)剀囕d電子化監(jiān)控系統(tǒng)比較成熟，可以確保城市交通順暢。由此可見(jiàn)，完善的電子監(jiān)控系統(tǒng)在維持交通網(wǎng)絡(luò)順暢方面的重要作用。

2.2 國(guó)內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀

伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)加速發(fā)展及民眾生活質(zhì)量逐漸上升，汽車總數(shù)量顯著上漲，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)汽車的保有量為6000 多萬(wàn)輛，而且呈現(xiàn)持續(xù)上漲趨勢(shì)，公路里程與駕駛?cè)藬?shù)量也相應(yīng)隨之增加，這就對(duì)城市公路及高速公路提出了智能化監(jiān)管的要求。公路智能交通管理系統(tǒng)將成為城市交通的重要管理方式，并將發(fā)揮其不可替代的作用?？旖莸钠嚱煌ńo人們提供方便的同時(shí)，暴露了很多問(wèn)題，如車輛超載超速的違規(guī)現(xiàn)象屢禁不止、車輛發(fā)生交通事故的概率居高不下等。據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，我國(guó)違章事件發(fā)生次數(shù)伴隨公路里程數(shù)的增長(zhǎng)而逐年遞增，過(guò)度依靠固定的公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)很難對(duì)公路交通的實(shí)際情況進(jìn)行全方位監(jiān)控。從國(guó)外經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，移動(dòng)電子警察發(fā)揮著良好的監(jiān)控作用。目前我國(guó)諸多城市公路上都布置了電子警察，且我國(guó)對(duì)此類技術(shù)的研究已經(jīng)收獲理想的效果，但具體適用范圍受限。所以可以從我國(guó)國(guó)情著手，在依靠現(xiàn)代化網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算機(jī)、圖像處理等諸多技術(shù)的輔助下，加大投入和研發(fā)力度，對(duì)保證公路交通智能化監(jiān)控系統(tǒng)的全面高效建設(shè)意義重大。

3 公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

3.1 可拓展性

伴隨信息數(shù)據(jù)的逐漸增加與新型技術(shù)的逐漸涌現(xiàn)，系統(tǒng)需求出現(xiàn)巨大變革，為了符合未來(lái)環(huán)境與系統(tǒng)變化需求，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可拓展性較強(qiáng)。

3.2 實(shí)用性

公路交通的智能化監(jiān)控系統(tǒng)的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)在于實(shí)用性，通過(guò)分析與研究系統(tǒng)的監(jiān)控流程，對(duì)此類系統(tǒng)進(jìn)行綜合研發(fā)與設(shè)計(jì)，在系統(tǒng)需求得到滿足的基礎(chǔ)下，可以提升系統(tǒng)界面的美觀性，使系統(tǒng)簡(jiǎn)單易操作，信息簡(jiǎn)單明了。

3.3 先進(jìn)性

對(duì)現(xiàn)代化軟件研發(fā)技術(shù)的系統(tǒng)性運(yùn)用，應(yīng)以現(xiàn)代化技術(shù)構(gòu)架作為支撐?？山梃b綜合軟件的開(kāi)發(fā)流程，深層開(kāi)發(fā)軟件并在多平臺(tái)上推廣運(yùn)用。

4 公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的主要構(gòu)成

4.1 監(jiān)視交通視頻的子系統(tǒng)

此類系統(tǒng)可以發(fā)送視頻信息至市級(jí)監(jiān)管中心及省級(jí)監(jiān)控中心，使相關(guān)監(jiān)控者與管理者及時(shí)了解現(xiàn)場(chǎng)直觀狀況，從而明確評(píng)估交通事故，并合理追蹤與明確處理流程。

4.2 檢測(cè)交通狀況的子系統(tǒng)

此類系統(tǒng)以分析交通理論為前提，采用收集的原始交通信息為依據(jù)，對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行合理運(yùn)用，分析各個(gè)路段的交通參數(shù)，從而對(duì)路段交通情況進(jìn)行明確評(píng)估。

4.3 自動(dòng)監(jiān)測(cè)交通事故的子系統(tǒng)

自動(dòng)監(jiān)測(cè)交通事故系統(tǒng)的構(gòu)成部分包括分析事故視頻設(shè)備、監(jiān)測(cè)管理事故的服務(wù)器、配套式監(jiān)測(cè)軟件與管理軟件、傳輸設(shè)備及外圍監(jiān)控?cái)z像機(jī)等。采用沿線布置攝像機(jī)的方式收集視頻圖像作為輸入信號(hào)，通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)分析處理視頻圖像。在攝像機(jī)全面覆蓋下，可以在查詢公路交通的參數(shù)、處理各類交通事故與自動(dòng)檢測(cè)交通事故預(yù)警時(shí)，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)報(bào)警與儲(chǔ)存錄像視頻，給公路交通的安全管理與公路運(yùn)行提供最大化幫助。

4.4 計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)

此類系統(tǒng)將上述子系統(tǒng)銜接在一起，保證各個(gè)子系統(tǒng)之間信息實(shí)現(xiàn)共享與指令順暢，從而形成功能強(qiáng)大的全過(guò)程監(jiān)控系統(tǒng)。

4.5 控制交通的子系統(tǒng)

此類系統(tǒng)在獲得各個(gè)路段的交通數(shù)據(jù)后，與有關(guān)資源配置狀況結(jié)合起來(lái)，制定科學(xué)的交通方案。

4.6 采集交通信息的子系統(tǒng)

此類系統(tǒng)的關(guān)鍵技能在于利用信息采集設(shè)備獲取交通流量、氣象、圖像等交通原始信息。常見(jiàn)的信息采集設(shè)備包含檢測(cè)氣象設(shè)施、通信設(shè)施、檢測(cè)車輛設(shè)施、傳輸視頻設(shè)施、攝像機(jī)等。

4.7 應(yīng)急調(diào)度子系統(tǒng)

該系統(tǒng)具體包含遙感道面狀態(tài)傳感器、溫濕度傳感器、視頻系統(tǒng)、能見(jiàn)度檢測(cè)設(shè)備等收集到的交通事故信息與交通參數(shù)。一旦能見(jiàn)度參數(shù)、溫濕度參數(shù)、交通參數(shù)等大于閾值，系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，并利用情報(bào)板與廣播發(fā)布。應(yīng)急調(diào)度子系統(tǒng)可與車輛管理系統(tǒng)結(jié)合起來(lái)，開(kāi)發(fā)監(jiān)控、報(bào)警、管理、調(diào)度、GIS 等調(diào)度系統(tǒng)，確保其與巡查養(yǎng)護(hù)車輛、維護(hù)機(jī)電系統(tǒng)車輛、運(yùn)行管理車輛實(shí)現(xiàn)協(xié)調(diào)聯(lián)動(dòng)及實(shí)時(shí)共享信息，從而對(duì)突發(fā)性事故進(jìn)行妥善處理。

4.8 誘導(dǎo)交通的子系統(tǒng)

此類系統(tǒng)需要按照預(yù)先制定的交通控制方案，利用信號(hào)燈、廣播、可變信息情報(bào)板等交通誘導(dǎo)設(shè)備，給車輛提供預(yù)警及誘導(dǎo)數(shù)據(jù)。

5 公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)方案

5.1 告警配置設(shè)計(jì)

其對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的前端設(shè)備和各類服務(wù)器發(fā)出警告信息后開(kāi)展管理工作。系統(tǒng)應(yīng)提供告警聯(lián)動(dòng)的處理功能，通過(guò)設(shè)計(jì)告警配置，可將諸多前端聯(lián)動(dòng)攝像機(jī)的視頻結(jié)合起來(lái)進(jìn)行綜合管理。前端攝像機(jī)進(jìn)行告警信息的發(fā)布時(shí)，會(huì)將此類信息輸入設(shè)備激活，發(fā)出錄像及抓拍等指令。

5.2 組合資源業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)

輪切配置指的是分組切換監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)，并按照現(xiàn)實(shí)順序進(jìn)行切換設(shè)置。電視墻指的是監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)用諸多電視單元組合成大型的電視墻體，屬于視頻與圖像數(shù)據(jù)顯示工具，可以顯示出計(jì)算機(jī)的輸出信號(hào)、視頻信號(hào)等。系統(tǒng)提供電視墻的配置功能，便于操作者進(jìn)行直接查找等相關(guān)操作。

5.3 單項(xiàng)資源業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)

儲(chǔ)存配置是指監(jiān)控系統(tǒng)儲(chǔ)存攝像信息的功能，系統(tǒng)儲(chǔ)存管理具體可以分成儲(chǔ)存視頻的三級(jí)設(shè)備，即前端儲(chǔ)存、中心儲(chǔ)存和客戶端儲(chǔ)存。前端儲(chǔ)存就是前端設(shè)備儲(chǔ)存在硬盤中的內(nèi)容，即攝像機(jī)錄制的信息，系統(tǒng)硬盤空間不足時(shí)，應(yīng)該設(shè)置自動(dòng)暫停錄制或者報(bào)警功能；中心儲(chǔ)存是儲(chǔ)存大量信息的部分，與前端儲(chǔ)存類似的是，在硬盤空間不足時(shí)，需要自動(dòng)暫停覆蓋或者錄制工作；客戶端儲(chǔ)存可以在本地儲(chǔ)存視頻信息，并提供手動(dòng)儲(chǔ)存和報(bào)警錄制功能。

5.4 系統(tǒng)業(yè)務(wù)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)應(yīng)提供電子地圖功能，操作者可將當(dāng)?shù)氐貓D經(jīng)過(guò)處理后，在系統(tǒng)中上傳。處理工作包括原點(diǎn)坐標(biāo)設(shè)置、放大或者縮小等。系統(tǒng)管理人員可向電子地圖中增加前端監(jiān)控設(shè)備，完成圖元名稱的輸入操作。

6 公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展對(duì)策

公路智能監(jiān)控系統(tǒng)的主要目標(biāo)在于采用現(xiàn)代監(jiān)測(cè)方法進(jìn)行交通狀態(tài)的調(diào)節(jié)，讓運(yùn)輸?shù)氖孢m性、快捷性、安全性得以提升。公路交通現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)通常都是利用超聲波檢測(cè)、視頻攝像等設(shè)備采集交通數(shù)據(jù)；利用微波、電話線、光纖等作為數(shù)據(jù)傳輸手段；利用電視機(jī)、大屏幕等設(shè)備實(shí)現(xiàn)圖像、文字、視頻信息的顯示。通過(guò)以上設(shè)備的結(jié)合，可以對(duì)交通事故與擁堵情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，這樣才能促進(jìn)公路交通的管理水平提升。但對(duì)比交通管理目標(biāo)而言，公路智能化監(jiān)控系統(tǒng)中仍存在很多不足，對(duì)公路的運(yùn)行效果造成影響與束縛。所以要想完善公路交通的智能監(jiān)控，還需加強(qiáng)研究現(xiàn)代管理手段及運(yùn)用先進(jìn)科技，探索并構(gòu)建智能化公路交通監(jiān)控系統(tǒng)。

公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)可以推動(dòng)交通實(shí)現(xiàn)信息化，使公路形成智能化網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)收益最大化，最終將人、車、公路三者融合起來(lái)，堅(jiān)持人本理念，在交通信息化、智能化趨勢(shì)下，讓車變成流動(dòng)性辦公室，讓公路變成信息化綜合平臺(tái)。伴隨新型技術(shù)如GPS、GIS、自動(dòng)識(shí)別、寬帶移動(dòng)多媒體通信、輔助駕駛、自動(dòng)駕駛等的運(yùn)用與發(fā)展，人們對(duì)于交通信息的需求逐漸提升，公路交通監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展成為必然的趨勢(shì)。

7 結(jié)語(yǔ)

總而言之，公路交通的信息化、智能化發(fā)展可以實(shí)現(xiàn)人、車、公路之間的高度融合，為人們提供集舒適性、快捷性、安全性于一體的出行環(huán)境，所以，很有必要開(kāi)發(fā)一種公路智能交通監(jiān)控系統(tǒng)并推廣運(yùn)用，為公路交通的信息化、智能化建設(shè)提供有力保障，在改善交通秩序、提升公路利用效率的同時(shí)實(shí)現(xiàn)公路交通的人本理念。