高速公路監控系統的現狀及其發展

張文超

摘 要：高速公路監控系統建設是現代高速公路建設的重要一環，高速公路監控系統指的是通過監事和控制確保高速公路上車輛安全形式的一整套系統，主要包括監視系統和控制系統兩大子系統，控制系統又包含分析系統和反饋系統。就目前的發展情況而言，中國高速公路監控系統雖然已初步具備了高速公路監控系統的基本模型，但是仍具有局限性，主要表現為監控的局部性、監控的模糊性、監控的局部性和道路監控系統的機械反應性。由此，必須要加強高速公路監控系統一體性建設，加強大數據與監控系統的融合，最終提升高速公路的利用率，降低高速公路事故發生的可能性。

關鍵詞：高速公路監控系統；應用；發展

中圖分類號：U495.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）05-0112-02

隨著現代社會的高速發展，高速公路的建設的規模不斷擴大，建設水平也同時不斷提升。然而，在高速公路建設不斷提速的同時，高速公路行車安全問題也逐漸進入了人們的視野，車輛不規范行駛、車輛碰撞等安全交通事故，近年來呈多發趨勢。由此，如何更好的對高速公路車輛和道路行駛狀況進行監控，如何在監控的同時利用大數據系統對車輛進行分析，并對違規車輛進行反饋成為了現在諸多交通建設問題中必需要解決的一項。

1 高速公路監控系統的內涵

高速公路監控系統指的是通過監事和控制確保高速公路上車輛安全形式的一整套系統。具體而言，它包括監視和控制兩套系統。所謂監視系統，主要是一個信息的采集收集系統，包括對高速公路上形式車輛的錄像、對每一輛車行車速度的記錄和對某一段公路行車流量的記錄等，監視系統的要求是能夠準確及時的向監控中心進行反饋。

所謂控制系統指通過對監視系統反饋的數據進行分析和決策，從而到達對高速公路交通情況進行有效控制的目的。控制系統包含兩個子系統，一是分析系統，分析系統包括由交通規則、事故分析原則和行車流量分析原則等構成的一系列分析指令，通過將監視系統的數據信息輸入指令，就能夠快速得出某段公路的預計行車流量、事故發生的可能性以及提前預防事故的方法。二是反饋系統，反饋系統連接著道路信息和監控中心、駕駛員三者，通過反饋系統，分析系統所得出的結論能夠迅速抵達監控中心，并由監控中心向駕駛員傳達。由此，高速公路監控系統就構成了道路信息-監控中心-駕駛員三者的有效循環，能夠有效的防止高速公路道路事故的發生。

具體而言，如果我們把道路監控系統看作一個車輛信息的收集、處理和反饋的系統，它包含了以下幾個信息處理步驟：

一是信息收集，這一部分由監視系統完成，主要收集的數據包括道路交通流量、各段道路天氣量、道路整體的事故量和每輛行車的行車系數等。所收集的信息種類包括圖象信息、視頻信息和數字信息等。

二是信息處理，這一部分由控制系統完成，主要通過預先規定的原則對信息進行判斷，信息處理主要包括對信息的分類，對信息的比較、對信息的關聯和對信息的分析，其最終結果是給出對道路交通事故防范和對道路交通建設的合理建議，例如，通過對某一路段道路擁擠情況、天氣好壞情況和車速快慢情況得出該路段發生事故的可能性比例，當比例高于監控中心設定的系數時，則提前向監控中心發布預警。

三是反饋控制，這一部分也由控制系統完成。首先是將道路預警情況、事故發生情況、道路分析意見等向監控中心及時反饋，同時，同步將交通違規情況、道路好壞情況向路上駕駛員及時反饋。信息的反饋和控制要格外注意信息發布的及時性，因為，如果監控中心和駕駛員較早收到了信息就很可能會有效避免一場事故的發生，信息發布的及時性能夠大大降低和控制道路事故發生率。此外，信息的反饋和控制也要注重信息的建設性，道路系統不是簡單的信息傳播器，而且也要能夠通過信息的分析給監控中心對未來道路建設以合理的意見建議。

綜上所述，筆者認為，高速公路監控系統首先指通過監事和控制確保高速公路上車輛安全形式的一整套系統，主要包括監視系統和控制系統兩大子系統，控制系統又包含分析系統和反饋系統。高速公路監控系統通過信息收集、信息處理和反饋控制三大步驟完成了道路信息、監控中心和駕駛員的有效結合，從而極大程度上控制了道路交通事故的發生。

2 高速公路監控系統的應用現狀

隨著我國高速公路的建設的高速發展，我國的高速公路監控系統建設已經取得了長足的進步。就目前的發展情況而論，高速公路監控系統我國的高速公路監控系統主要包含以下四個部分：

一是視頻采集系統，由分布在道路上的攝像機組成，攝像機連接有云臺裝置。同時，在低像素攝像機的基礎上海配備了高性能數碼相機，以完成路況實時圖像、視頻信息的傳送。二是云臺控制系統，主要由云臺和控制器兩者組成。監控中心可以利用云臺鏡頭的遙控攝像機實現對觀測點圖像進行縮放處理和改變觀測位置。三是信號傳送系統，通過電源、視頻和控制信號的線路，實現對高速公路沿線交通狀況、收費站、收費車道等附屬設施的數據監控和圖像監控。四是視頻處理系統，主要由處理器組成。處理器通過信號傳送系統傳輸來的信號進行分析和處理。通過這四個組成部分，我國高速公路監控系統初步實現了對公路的監視與控制。

然而，由于資金投入有限，我國告訴公路監控系統發展還很不完善，呈現出以下特點：

一是監控的局部性。所謂局部性的監控指采取光端機和視頻矩陣組合的方式對道路進行監控，此外，多對部分交通事故高發或多發地段的道路進行監控，對交通事故不多發的地段則少監控或者不監控。這種情況的出現一方面式由于政府資金的短缺，另一方面也來源于我國高速公路道路的復雜性，在一些道路條件比較復雜的地段，由于技術水平的限制很難實現道路交通的有效監控。

二是監控的模糊性。所謂模糊性的監控與精準式的監控相反，主要表現為監控畫面的模糊性、監控數據的浮動性等。出現模糊性監控的主要原因在于，我國地域遼闊，信息的較長傳輸距離會嚴重影響信息自身的完整性，從而使得信息最終呈現的畫面和數據具有模糊性和浮動性。此外，隨著社會經濟的告訴發展，人們對信息的準確性和清晰性要求要越來越高，傳統的道路信息監控系統顯然已無法滿足人們的精細化需求。

三是監控系統的局部性。隨著高速公路道路建設的告訴發展，我國高速公路道路系統已基本搭建完成，形成了一條貫穿東西南北的道路網。與此相應，道路監控系統也應該是一個貫穿各個地域監控系統的整體，每一段高速公路系統都不是封閉的，而應該是整體道路的重要組成部分。但是，我國的告訴公路道路系統之間卻未形成相互聯系的網絡系統，而是相互割裂的的局部系統，系統與系統間不能相互兼容，有的系統可以傳輸圖像，有的系統則只能傳輸數據。

四是道路監控系統的機械反應性。現代化的道路監控系統應該包括了對信息的處理和反饋，而不只是對信息的機械的反應。就目前我國的交通系統來看，主要還局限在對數據信息的機械傳輸，系統自身的設計還比較簡單，沒有引入人工智能的成分，因此不能給監控中心具有建設性的建議，與當代社會提出的智慧交通的理念要求還存在較大差距。

綜上所述，筆者認為中國高速公路監控系統雖然已初步具備了高速公路監控系統的基本模型，但是仍具有局限性，主要表現為監控的局部性、監控的模糊性、監控的局部性和道路監控系統的機械反應性。

3 高速公路監控系統的發展

2018年我國對高速公路建設的投資，其中道路建設的投資占總比例為70%，用于公路監控系統的建設則占據了25%。相比于從前對于監控系統投入少。不投入的情況而言有了不小的改觀。可以好不夸張的說，高速公路監控系統的發展將迎來一個高峰，對監控系統的維修、改造和升級的費用必然會不斷增加。由此，如何把費用用在刀刃上，如何通過研發費用的增加改善高速公路監控系統，便成為了一個必然要解決的問題。就目前而言，我國高速公路系統需要向以下幾個方向發展：

一是加強道路控制系統的建設。在上文中我們把公路監控系統劃分為監視系統和控制系統，我國高速公路監視系統雖然信號傳輸不精確、不清晰的缺點，但是已基本符合國際標準，與之相比，我國的道路控制系統還處在摸索階段，如何通過道路控制系統的建設有效方法交通事故的發生成了我們必須要解決的問題。例如，我們可以利用工業標準服務器，將公路上的各類信息儲存在云系統中，并通過網格式計算和分布式處理對信息進行高效分析，幫助行車合理的選擇車輛路線，由此提升整個告訴公路的安全系數和同性能力。

二是加強高速公路監控系統一體性建設。就目前的公路監控系統來看，高速公路監控系統還是一個割裂于其他系統的封閉系統，并不能實現與周遭事物的有效溝通。如此一來，監控系統就不能通過通盤考慮所有因素，有效預防交通事故的發生。由此就必須將拓展高速公路監控系統的開放性。例如，通過物聯網技術將車輛、駕駛員、天氣、行車環境融為一體，構成行車域，并通過計算機技術、網絡云及時、人工智能技術等打造一個物與物相互連接的整體系統，從而實現高速公路的高校運營，提升車輛行駛信息的準確性。

三是加強大數據與監控系統的融合。高速公路監控系統所形成的數據具有數據多、數據量大、數據類型豐富的特點，因此傳統技術已經無法對這些數據進行有效挖掘，必須要發揮大數據技術在處理數據和挖掘數據方面的優勢，形成面向大數據分布式存儲與數據管理框架，實現視頻系統與大數據的有效結合，形成立體化的數據結果的呈現，從而為監控中心提供更加有效的決策。

綜上所述，筆者認為，要想使中國的告訴公路監控系統得到有效發展，就必須要加強道路控制系統的建設，要加強高速公路監控系統一體性建設，要加強大數據與監控系統的融合，最終形成道路、行車、天氣、周圍環境、監控中心的有效結合，最終提升高速公路的利用率，降低高速公路事故發生的可能性。

參考文獻

[1] 趙祥模.高速公路監控系統理論及應用[M].電子工業出版社，2003.

[2] 林慧丹，高更君，陳曉斌物流運輸管理[M].上海財經大學出版社，2008.

[3] 張飛舟，范耀祖.交通控制工程[M].中國鐵道出版社，2005.