高速公路機電監控系統的設計與特點研究

李 鑫

(山西省交通規劃勘察設計院)

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高速公路機電監控系統的設計與特點研究

李 鑫

(山西省交通規劃勘察設計院)

對于我國高速公路工程來說，機電設備中的監控系統是其工程項目中非常重要的一部分，同時也是一種管理高速公路交通情況的管理手段。在高速公路機電系統的建設過程中，特別是對高速公路的全程動態進行監控時高速公路的駕監控系統發揮著關鍵性作用。對高速公路機電工程中的監控系統進行分析和研究，有利于高速公路工程建設的健康發展。

高速公路；機電監控系統；設計特點

1 高速公路監控系統問題分析

1.1 監控設備利用的不夠充分

在我國，高速公路監控設備利用的不夠充分，對其的優勢和作用沒有完全發揮出來，系統設計的也不夠全面和實用。

1.2 高速公路的主管部門不夠明確

目前，我國高速公路工程建設的投資越來越向著多元化方向發展，但是，高速公路的主管部門仍舊是交通部門。這種管理模式與其他項目有所不同，隨著投資多元化的不斷發展，使得公路管理工作日益復雜。

2 高速公路設計特點

2.1 監控系統層次

當前我國高速公路運用的監控系統一般為“省級監控中心以及分中心”的三級監控管理。其路段中心以及分中心主要由基層監控單位進行負責，對高速公路的橋梁、隧道進行運營上的管理?；鶎拥谋O控單元主要有高速公路隧道管理站、高速公路橋梁管理站以及監控場外設施等。其中隧道管理站屬于無人值守式管理、橋梁管理站屬于有人值守管理方式。

2.2 系統構成

作為省監控中心主要負責全省內包括自治區、直轄市的高速公路的各個網點的綜合性監控以及管理。主要是通過計算機系統、信息系統、信息發送系統、網絡管理系統等相關系統構成。這些系統之間相互相結合、相互配合，最終完成高速公路監控工作。

路段監控中心以及分中心要根據路所監控路段的實際情況、投資主體、運營管理過程中所才用的模式，集合此路段的交通運輸的實際特點以及程度進行設置。其中主要包括計算機系統、顯示系統、發布系統、管理系統等共同構成，各個子系統相對于省監控中心的系統有所縮小。

基層監控單元的主要模式為隧道管理站模式和橋梁管理模式。主要可以劃分為無人值守方式和有人值守方式。對隧道管理模式來說，其設計應當根據隧道的長短、隧道經過車輛的數量、隧道分部特點、隧道群所在位置、管理站建設以及成本等，在設計的時候還應對管理人員的生活因素充分考慮，最后再做出決定。與此同時可對跨越大江大河以及海灣的大橋設置監控系統管理站，進行監控管理。

2.3 外場設備布設

我國高速公路的場外監控系統可以分為三個級別：A1、A2、A3。這其中的A1級應該對信息采集、交通監控、交通中出現異常情況的判斷以及信息的發布等，加上主線的控制和匝道放入控制設施。A2、A3這類的設施是在A1設施的基礎上對高速公路的個別重點區域的全程進行完整的信息采集、監控、異常判斷、信息處理和發布等設施以及主線控制設施。根據《高速公路隧道監控系統管路模式》以及《公路隧道交通工程設計規范》對隧道中的監控等級進行設置和有關設施的配置。

3 高速公路機電監控的應用研究

3.1 高速公路收費站監控系統的應用

當前，我國所多數的高速公路都是通過貸款進行資本的籌集。因此，在高速公路收費站設置監控系統是為防止工作人員徇私舞弊現象出現，這樣對于國家財產起到保護作用。并且，在日常運營管理過程中，方便管理人員對日常工作的管理，除了對收費站內的收費情況進行監控，同時對車輛在進入收費站之前以及駛離收費站之后的情況進行監控，可以查出違規車輛。

3.2 高速公路路面監控系統的應用

路面監控系統主要對高速公路的主干線進行監控，對過往車輛的行駛狀況進行實時監視。其工作原理主要是通過計算機技術，經攝像機、路邊埋設的各種傳感器等相關設備連接起來。對實時的交通情況數據進行收集，經這一路段的車流量等情況向公路管理部門及時傳輸。管理部門得到這些信息之后再通過信息情報板等方法將這些信息及時傳給車輛駕駛員。因為路面監控系統的特點是直觀性以及準確性較好，可以幫助交通管理人員將交通擁擠的路段進行疏導，以保證路面的暢通和車輛的安全。

3.3 高速公路中隧道和特大橋梁中的監控系統應用

隨著我國高速公隧道以及特愛橋梁的密度增加，再加上山區高速公路橋梁以及隧道的危險性高、駕駛員缺乏安全意識等因素的存在使得這些路段設置監控系統非常有必要。這些路段所設置的監控系統應該具備以下幾個方面的條件。對道路動態信息進行采集、為相關人員和部門提供相應的服務信息、對采集的信息進行處理等。其中信息采集系統主要由交通流信息、道路環境信息、天氣信息和公路異常信息等組成。監控信息主要處理之前所采集的信息，處理之后為公路使用者提供相關的數據、或發出通告、建議、指令等。與此同時，向先關管理部門以及救助部門發出申請。監控中心主要是在信息采集系統和信息提供子系統中的中間環節，同時也是監控系統中的重要組成部分，在監控系統運營過程中的所有功能之間的協調都由它負責指揮。

4 高速公路機電監控系統的構成和設計

就目前我國高速公路的狀況來看，國家內使用的高速公路監控系統主要是由外場設備和工廠攝像機內的圖像采集設備子系統、氣象監測系統、可變情報標志牌、車輛檢測器子系統、可以調整的限速標志、地圖板子系統和大屏投影設備以及計算機處理系統等相關設備構成。正常情況下，高速公路中的監控系統可以被劃分為三個等級，這些等級分別為(1)收費站管理所。在告訴公路工程中一般會存在非常多的收費站，收費站的主要作用是將收費亭和相關的道路攝像機所采集的圖像和數據收集起來，并通過一定的手段將這些數據信息上傳到收費管理所。(2)高速公路路段方面的監控系統。這項系統的監控中心對高速公路上收費站采集的圖像。數據等內容進行上傳，使其到達高速公路的路段監控中心。(3)省級監控中心。作為省級高速公路管理局，要負責管理省內所有高速公路。各個下級高速公路將選擇的視屏信號上傳到所屬省級的監控中心去，次省級監控中心將接收的信息進行統一控制和管理。

一般高速公公路監控系統可以分為場內設備以及場外設備。場外子系統一般設置在沿線上，包括氣象監測器、車輛檢測器、場外攝像機、可變情報板以及可變限速標識牌等有關設備組成。其主要功能就是進行高速公路實時情況的監控。主要目的是為了使對高速公路的實際交通情況有所感知、增強對其的控制能力以及對突發狀況及時處理等。內場子系統的構成主要包括內地圖版設備、計算系統、大屏投影設備以及閉路電視監視系統等模塊所構成。這些場內監控設備技能對公路信息直觀展現，核能通過計算機的控制對所采集的信息通過相關設計，進行計算、分析并做出相應的處理。與此同時，還將相關信息向外發布，對交通起到引導作用，使得車輛在高速公路上能夠安全順利的行使。

5 結束語

隨著社會的發展，經濟的進步，我國高速公路工程的發展速度飛快，由于高速公路與其他交通道路不同，他有著車輛行駛速度快，車流量大的特點。同時高速公路的建設還會遇到非常多的隧道和大型橋梁。因此在高速公路上設置監控系統對于車輛的安全和運輸的暢通具有重要意義。高速公路的機電監控系統的設計需要根據所需安裝監控的實際情況來設計。

[1] 任靜.基于Hadoop云存儲高速公路遠程視頻監控系統的研究與設計[J].西安航空學院學報,2014,(5):60-63.

[2] 王永春,許偉強,李鵬.高速公路機電設備報廢更新系統的設計與實現[J].科技資訊,2015,(17):8.

[3] 李得俊,李國強,林祥華.高速公路機電系統維護定額體系架構設計研究[J].青海交通科技,2011,(3):1-2-5.

[4] 馬宗普.高速公路機電系統資產管理軟件設計與實現[J].上海船舶運輸科學研究所學報,2011,(2):172-178.

2015-02-11

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1008-3383(2015)12-0163-01