高速公路道路監控系統的相關探究

張獻鈞

高速公路道路監控系統是智能交通系統中十分重要的構成部分，同時也是確保高速公路管理工作安全有效運行的重要手段。本文從影響高速公路道路監控系統的因素展開研究，對高速公路道路健康系統的構成及監控系統技術進行了分析。

一、影響高速公路道路監控系統構建的因素

（一）日益增長的交通壓力

伴隨著高速公路的發展，汽車擁有量的增長速度更加迅猛。汽車數量增多，帶來的不僅僅是交通擁堵，隨之而衍生的違規駕駛、交通事故，都將大大的影響高速公路的安全性和便利性，提升高速公路安防監控的難度。

（二）不可預測的天氣變化

高速公路區分于普通公路的一個重要特點是線路短，人們可以用更短的時間到達目的地，實現方便、快捷的跨省出行。這些也是導致高速公路建設中遇山開山、遇水穿水、無路架橋的特性，復雜的室外環境、巨大的空間跨度，要求高速公路安防監控產品的成熟性、穩定性，以節約維護成本。

（三）高速發展的遺留問題

高速公路迅速發展，相配套的監控產品更新換代速度也較快，現有高速公路監控系統中模擬系統與數字系統并存，既包括以硬盤錄像機為代表的數字化的監控系統，也包括以網絡視頻服務器、網絡一體球為代表的網絡化監控系統。另外，不少地區已建設好的高速公路監控系統，如何實現系統的擴容、與上級系統的聯網等擴建、改造需求，都是我們面對的現實問題。

二、高速公路道路監控系統的構成

高速公路道路監控系統包括監視設備、外場監測設備、監控中心計算機網絡、緊急電話通訊設備和信息發布設備等部分。下面就這些部分的具體內容進行闡述：

（一）監視設備。監視設備可以采用閉路電視（CCTV）等設備，它主要布置在高速公路的關鍵路段來對該處的交通情況進行實時的檢測。

（二）外場監測設備。該設備主要是為了對于道路交通和氣象進行監測，通過借助外場車輛監測器來對高速公路各路段上的車流量、車長、車速以及占有率等信息進行采集;通過借助外場氣象監測器來對高速公路各路段上的風速、濕度、氣溫、降雨量、路面溫度和結冰情況等信息進行采集。

（三）監控中心計算機網絡。通過在道路監控中心設立計算機網絡系統，可以實現對交通數據和圖像等信息的采集、分析、顯示和存儲。

（四）緊急電話通訊設備。為了方便人們在出現緊急問題后可以及時地獲得道路管理人員的幫助，在高速公路的適當位置需要設置緊急通話設備，一般每隔一公里需要設置一部緊急通話設備。

（五）信息發布設備。為了向高速公路的道路使用者發布各類實時的交通信息，需要在高速公路上設置可變情報板和可變限速標志。

（六）設備通信。監控設備的監控信號一般按照“光端機—光纖—光端機”的傳遞路徑傳送至監控中心，而各個外場設備則需要通過“調至解調器—電話線—調至解調器”的連接形式來連接至監控中心上的計算機串口上。如果涉及到的外場設備較多，則需要借助多串口卡擴充計算機的串口，借助交換機來組成一個局域網。

三、高速公路道路監控系統關鍵技術

（一）控制策略

高速公路道路監控系統監控系統主要包括閉路電視了系統、信息采集了系統、交通事件檢測系統、信息發布與控制了系統等，其功能的實現必須是各了系統協調有序工作，同時該系統功能的有效發揮，還涉及到與路政、養護、交警等部門的聯動問題。

監控系統管理者首先借助閉路電視攝像機、車輛檢測器、緊急電話等外場設備的信息采集，通過中心計算機系統的處理及判定，再在道路服務情況發布給外場門架式或立柱式可變情報板以進行信息發布及交通告警;如系統出現交通事件告警，則利用閉路電視攝像機和日常巡邏車輛對發生的情況進一步確認及全程跟蹤處理，進行信息發布及交通控制，同時出動人員進行現場調度或救援，加快交通事件處理效率，防范交通事件影響進一步擴大。

（二）道路監控系統外場設備布設

高速公路道路監控閉路電視監控系統外場設備的布設，直接影響到系統總體功能的實現及投資額度。其布設準則，主要受外場設備一道路攝像機功能狀況及道路線形影響。性能優良的攝像機一般最遠攝像可遠達1km，但此時攝像質量已不能為人眼所辨識，在距離800m左右的范圍內時，其攝像清晰可辨。因此，考慮到系統投資經濟性，高速公路道路監控閉路電視監控系統外場設備布設可以選擇2km一個，特殊線形及重點路段可適當加密的布設原則。

（三）信息發布及交通誘導控制

通過技術手段提高路段通行能力，為出行提供更為便捷舒適的交通服務，不僅是高速公路道路監控系統出發點，也是其最終歸屬。因此，信息發布及交通誘導控制系統是高速公路道路監控系統的重要組成部分，否則，其將只能僅僅實現監視功能，而嚴重制約系統整體功能的實現。信息發布及交通誘導控制系統主要通過收費站區及路段可變情報板等外場設施，使路段使用者獲知相關交通信息以進行相關行駛決策，進而實現交通誘導控制。

（四）高速公路道路監控防雷保護技術

當電源線或信號線等穿越不同的保護分區時。因電磁感應的作用，會產生較高的過電壓，影響室內設備的安全。因此，需安裝相應的過電壓保護器，對設備進行保護，同時需要作相應的等電位處理。在不同的保護分區，所采用的防雷器級別是不同的。

1.外場設備防雷

外場的遠端監控設施因距監控室較遠，采用就地綜合接地。綜合接地電阻小于4Ω。接地體采用 50X50X5 鍍鋅角鋼，接地網線采用 50×5 鍍鋅扁鋼。接地網線間續接、與接地體的連接均采用滿焊焊接。

2.電源防雷

為了避免高電壓經過避雷器對地放電后的殘壓過大或因更大雷電流在擊毀避雷器后繼續毀壞后續設備，以及進一步防止電纜遭受二次感應，通常選用EPP20T/S電源避雷器，，其主要指標為：每路流通量：20kA，每路最大持續耐壓：275Vrms 一 320Vrms，保護電壓：1.0kV，響應時間：<25RS，功能特點：可視告警，保護級別：D 類。

3.信號防雷

為防止電氣控制開關在轉換過程中產生的操作過電壓以及附近發生雷擊時形成的強大瞬變磁場（感應過電壓）危害低壓和弱電控制系統，也有必要對弱電控制系統（主要是 PLC 模塊、微電子設備等）進行保護。信號避雷器主要是選擇其恰當的頻率、保護電壓、接口形式、放電電流和插入損耗等。

總之，高速公路道路監控系統作為一種道路檢測手段，通過對其有效利用可實現交通信息的高效處理，避免重大交通事故的發生，同時也可以為司法判定交通事故的責任人提供確切的證據等。因此，優化高速公路監控系統的設計和管理意義重大。