高速公路智能監(jiān)控通信技術(shù)研究

馮航英

摘要：我國高速公路智能全監(jiān)控是推動高速公路管理自動化和智能化發(fā)展的重要措施。結(jié)合我國高速公路建設(shè)與發(fā)展中的實際情況，探討系統(tǒng)在高速公路監(jiān)控中的實際運用，對高速公路管理技術(shù)手段、降低成本和提升服務(wù)水平都有著重要意義。

關(guān)鍵詞：高速公路；智能監(jiān)控；通信技術(shù)；數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)；視頻監(jiān)控系統(tǒng)；交通監(jiān)控系統(tǒng)；交通地理系統(tǒng)

中圖分類號：U491 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）01-0015-03

和傳統(tǒng)的高速公路相比，國家高速公路的交通具有運輸流量大、長途車輛多、危險品車輛比例高的特點，所以，這些都對道路通行能力和服務(wù)具有極大考驗。除了這些，大霧、冰雪以及各種自然災(zāi)害也在影響著高速公路的運行。

在不斷推動高速公路自動化、智能化的發(fā)展趨勢下，怎樣才能實現(xiàn)高速公路智能的全監(jiān)控，以此來提升服務(wù)質(zhì)量、降低成本就成為了高速公路運營管理部門最迫在眉睫的問題。

1智能全監(jiān)控中的關(guān)鍵技術(shù)

1.1將視頻系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸、控制以及存儲設(shè)備相結(jié)合

高速公路智能全監(jiān)控具有視頻監(jiān)控數(shù)量多且位置分散的特點，怎樣才能用合理高效的視頻傳輸控制以及存儲技術(shù)方案，是智能監(jiān)控系統(tǒng)中的重點。

高速公路上的收費站視頻和服務(wù)區(qū)視頻應(yīng)該在控制室和服務(wù)區(qū)監(jiān)控范圍內(nèi)，用視頻編碼器將其進行編碼，實現(xiàn)對本地運行的情況進行實施監(jiān)控，并把視頻訊號用綜合視頻傳輸器傳到控制中心。高速公路沿線的攝像機通過戶外型視頻編碼器傳到就近的收費站內(nèi)，將其接入到交換機中進行本地存儲，最后通過視頻傳輸器傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。

1.2高速公路智能監(jiān)控

智能交通監(jiān)控系統(tǒng)中通常會用到閃光燈，閃光燈一般額定功率很小，但是放電時瞬時功率非常大。系統(tǒng)設(shè)計時，逆變器的瞬間功率必須大于系統(tǒng)瞬間功率，以保證閃光燈放電瞬間系統(tǒng)正常工作。

2高速公路智能監(jiān)控中的視頻監(jiān)視系統(tǒng)技術(shù)

高速公路的視頻監(jiān)控是一種有效的、直觀的監(jiān)控手段及方法，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛運用在各種監(jiān)控領(lǐng)域。視頻監(jiān)控可以通過外場攝像機，對目標實施全方位監(jiān)控，將圖像通過通信線路，傳回到監(jiān)控室，而且可以對其進行24小時錄像，最重要的圖像和事件可以進行人工控制，并進行抓拍，這對圖像管理的查找工作帶來了極大便利。

高速公路的監(jiān)視系統(tǒng)是高速公路分布式的一個子系統(tǒng)，這主要用來對高速公路收費站出入車輛進行實時監(jiān)控，對那些違章車輛和特殊處理的車輛進行抓拍，對高速公路上的立交橋、隧道、特大橋進行實時視頻監(jiān)視，為高速公路提供動態(tài)的圖像監(jiān)視功能。

超車道黃牌車自動檢測采用視頻檢測方式，行車道超速、欠速采用雷達檢測方式，非法占用應(yīng)急車道采用視頻檢測方式，同時，采用大華高清網(wǎng)絡(luò)球型攝像機做全景錄像，前端配置2臺大容量存儲設(shè)備（內(nèi)置1T硬盤），其中1臺做錄像存儲，2臺球機大約可存儲12天左右的錄像。管理中心部署集中管理軟件，實現(xiàn)全景錄像和抓拍圖片的自動關(guān)聯(lián)。

3高速公路智能監(jiān)控的技術(shù)方案

3.1概述

中心站和分站兩部分，共同組成了高速公路的監(jiān)控應(yīng)急系統(tǒng)。中心站主要設(shè)置在市中心或者高速公路管理中心，主要接受各個分站發(fā)過來的警報和分站運行情況；分站是設(shè)置在高速公路上的點，每個站包括了一個報警電話、一組數(shù)據(jù)通路和監(jiān)控端口。當在高速公路上行駛的汽車發(fā)生故障或者是車禍時，可以向分站撥通中心求救，中心便可以根據(jù)這個對事故進行及時處理。中心同時還可以通過視頻，主動查詢每個分站的運營情況。

3.2高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)組成的原理

這種系統(tǒng)所采用的是光纖傳輸和光中繼來實現(xiàn)遠距離通信，采用總分式組網(wǎng)，并且采用單片機嵌入系統(tǒng)。供電電源使用的是太陽能蓄電池，在選擇電池時，要考慮到太陽能電池的蓄電能力，可以采用以下方式：如果有用戶告警或者中心站對分站有通信要求時，才給予供電，其他時候可以通過MCU控制，將電源切斷，讓系統(tǒng)處于睡眠狀態(tài)，讓系統(tǒng)大部分處于零耗電狀態(tài)。還要考慮到容量以及使用效率各方面，高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)要采用分時工作，保證只有四路分站可以通話，這在滿足系統(tǒng)需求的同時，也降低了系統(tǒng)容量，為整個高速公路的智能監(jiān)控提供了保障。對于建設(shè)的規(guī)模而言，可以根據(jù)系統(tǒng)的具體容量來定，一般情況下，一個分站可以支持300多個分站點，傳輸?shù)木嚯x可以用功率大、靈敏高的光器件來增加傳輸距離。高速公路智能監(jiān)控中的中心站和分站通過光纖和光分路進行連通，由單機片完成分站和中心站的通信工作，通過固定的地址碼分區(qū)，并且采用分時的工作方式。

4高速公路智能監(jiān)控的主要系統(tǒng)

在現(xiàn)在的高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)中，主要分為數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)和交通地理系統(tǒng)等。

4.1數(shù)據(jù)收集系統(tǒng)

在高速公路的智能監(jiān)控中，數(shù)據(jù)是整個交通管理中的基本元素，也是各個系統(tǒng)的紐帶。這種系統(tǒng)主要是根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)來確定信息采集的周期，通過并行監(jiān)視的模式來讀取分中心的車輛檢測器、收費站、緊急電話、限速標志設(shè)備的實時數(shù)據(jù)，它為整個交通系統(tǒng)提供了便利，可以為道路電視監(jiān)控、調(diào)度指揮、車流量檢測提供通信服務(wù)。

4.2視頻監(jiān)視系統(tǒng)

這種系統(tǒng)會利用當今較為先進的視頻技術(shù)，將收費亭、收費車道、廣場的道路訊息進行收集，在將收集到的這些數(shù)字處理之后，通過信息傳輸系統(tǒng)將其傳送到管理中心，對高速公路上的各種情況進行實時觀察，可以幫助管理人員做出相應(yīng)的管理措施。

高速公路的視頻監(jiān)控系統(tǒng)分為兩部分，分別是收費監(jiān)控和道路監(jiān)控。其中收費系統(tǒng)主要是對收費亭和收費廣場的收費情況，對收費車輛的車型和收費人員的操作流程進行監(jiān)控。道路監(jiān)控主要針對高速公路上的高架橋、互通立交等重要露點實行監(jiān)控，掌握高速公路的交通狀況，及時發(fā)現(xiàn)交通阻塞路段、違章車輛，對其給予及時引導(dǎo)，最大限度地保證了高速公路安全暢通。

4.3交通監(jiān)控系統(tǒng)

交通監(jiān)控系統(tǒng)主要是收集路段上的外場設(shè)備數(shù)據(jù)、事件數(shù)據(jù)和高速公路的交通信息等，把收集回來的信息通過TGIS在地圖上顯示，對信息、高速公路養(yǎng)護和管制等疊加在路線網(wǎng)絡(luò)中，并且對此進行事故處理、協(xié)調(diào)和誘導(dǎo)等。

為了使這種功能充分發(fā)揮，增強調(diào)度的自動化程度，還在系統(tǒng)中增添了事件處理功能，這種功能可以將交通事故、天氣狀況記錄下來。

其實，交通監(jiān)控系統(tǒng)的主要目的就是對交通進行一個誘導(dǎo)。交通誘導(dǎo)好比是一個訊息發(fā)送的端口，它通過設(shè)置固定的指示牌、可變情報板、信息發(fā)布等設(shè)備，發(fā)送出及時有效的信息，為車主提供最有效的交通訊息，讓車輛在道路上可以舒適、暢通地行使。

在高速公路交通誘導(dǎo)方案里，又分為自動和半自動誘導(dǎo)兩種。假如是自動誘導(dǎo)，就會根據(jù)情況自動在交通擁堵的地方發(fā)布誘導(dǎo)信息。假如是半自動誘導(dǎo)，系統(tǒng)就要啟動中心的聯(lián)動系統(tǒng)，經(jīng)過工作人員分析后，確定好誘導(dǎo)方案，通過外場提示給監(jiān)控中心的值班員，對交通進行誘導(dǎo)。

5結(jié)語

在高速公路智能監(jiān)控通信技術(shù)的研發(fā)方面，我們可以積極地與國際社會進行一個交流和合作，了解和掌握發(fā)達國家在這方面取得的成功經(jīng)驗和做法，還要考慮到我國經(jīng)濟發(fā)展水平和整個產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、資金費用、道路狀況、交通的特點等各方面因素，對其進行全面分析，通過這方面的分析，不斷完善和加強我國高速公路智能監(jiān)控通信技術(shù)，使其可以得到更為廣泛的運用。

參考文獻

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（責任編輯：王書柏）