淺談山區高速重點路段的監控管理

吳登輝

摘要：高速公路近年來得到了迅猛的發展，山區高速因為其地理條件的特殊性使得監控管理工作存在著一定難度，本文將以滬渝高速鄂西段為例，介紹在山區高速公路管理中的存在的問題以及幾點薄見，為處理類似問題提供參考與借鑒。

關鍵詞：山區高速;監控管理;滬渝高速

一、引言

截止2019年末，高速公路達14.26萬公里，居世界第一，僅湖北地區在已全面建成6860公里的高速公路骨架網。山區高速作為其重要組成部分，因為其環境復雜等特點使得監控管理工作面臨著新的挑戰。滬渝高速宜恩段全線開通已有11年，在山區高速監控管理方面積累了一定的經驗，本文將對高速重點路段的監控管理中的幾點經驗做一個簡要的闡述。

二、課題背景

山區高速通常是指修建在山嶺、重丘等地形上的高速公路。具有以下特點：

?平縱面線形指標相對較低。因山區山高谷深，地面起伏大、高差大、地形復雜，使得高速公路存在大量的彎道與上下坡，因而線形可以用跌宕蜿蜒，高低起伏來形容。

?橋隧比例高。因山區地形的原因，為了跨谷穿山，高填深挖勢在必行，這便催生了大量的橋梁與隧道，以滿足對平曲線形的要求。

?氣候復雜多變。山區晝夜溫差大，易產生大霧天氣，隨季節變化，雨、霧、雪、凍雨天氣時常出現。尤其是夏季，局部天氣差異巨大。

滬渝高速鄂西段東起湖北宜昌長江大橋，西與重慶石柱縣相接，全長320公里，海拔相差近1400米，為典型的山區高速，有橋梁342座，隧道44座，主線橋隧比達51.62%，其中榔坪至野三關橋隧比高達83.6%。滬渝高速鄂西段線縱坡多、橋隧多、彎道多、縱坡長，而全年暴雨、大霧、冰雪等惡劣天氣頻繁。

依據相關規定以及運維過程中的實際數據，將部分路段劃為重點路段來進行重點監控。本文所指重點路段主要包含：高速公路與其他路網交匯區即互通立交、樞紐立交區域，高速公路服務區、停車區區域，長度大于1000M的特大橋梁，可能發生地質災害的路段，具有特殊線形指標的路段，氣象條件變化頻繁的區域，交通事故多發路段或道路常發性的擁堵路段和A級以上的隧道或隧道群。其中隧道等級可根據隧道長度L和設計年度隧道單洞年平均日交通量q來確定。

三、現有監控管理架構

滬渝高速鄂西段現行監控系統管理模式采用監控中心——管理所兩級管理模式，設有監控分中心1處，位置在恩施市內，負責宜恩段的4個監控所的維護管理，對全線包括隧道區段的交通進行監視與控制。沿線設有監控管理所5處，設在賀家坪、巴東、高坪、恩施東和白果互通，與收費站合建。所有的隧道管理所負責所轄范圍內的主線以及隧道的日常監控管理，接受監控中心的管理。

四、監控管理幾點問題討論分析

現有監控系統在設計之初依照相關規定設置，大部分設備都較好的發揮了應有的功能，但隨著運維時間的延長，我們在實際監控管理工作中不斷根據實際情況進行了改造，下面將逐一闡述。

（一）隧道廣播系統改進

技術要求規定，隧道宜使用有線廣播，特殊情況下可使用無線廣播。滬渝高速鄂西段按規定在隧道內裝有廣播子系統。建設時期按照技術要求，在設計時統一使用廣播功放板驅動30W的號角揚聲器，間隔200米設置。

因隧道內空間較小，車輛在隧道內行駛時產生的噪音，導致隧道內的噪音分貝數遠遠高于正常情況。隧道內噪聲基底變高，廣播發出的聲音極易掩蓋，有效覆蓋范圍急劇下降。

早期我們采取提高單個發聲單元功率，間距不變的方式，將隧道廣播系統功率改為80W，隧道內廣播聲音得到了一定改善，但隨著功率提高，系統穩定性下降，回聲增強。現采用IP廣播，將廣播間距由200米降至50，功率調回30W，隧道廣播收聽效果顯著改善。

（二）高清視頻監控系統升級

滬渝高速鄂西段設計期時，使用模擬攝像頭+光端機+DVR+編解碼器+視頻矩陣+CRT顯示上墻方案。隨著使用年限增加，該系統弊端不斷顯現：系統穩定性不斷下降，視頻信噪比不斷下降，系統維護成本與難度不斷上升，系統擴展性捉襟見肘。

高清數字視頻監控系統迅猛發展，以其高清晰度、低誤碼率、傳輸調用靈活和高擴展性的優點迅速崛起。故從2014年開始著手升級改造。經多年分批次施工，將區間內近2000路監控圖像全部升級。系統總體上由前端模擬攝像機、IP網絡高清攝像機、網絡交換機、流媒體服務器、IPSAN、DVR、NVR、監控系統應用軟件等構成。采用組播技術、雙碼流技術、流媒體技術等技術實現高清視頻的采集、傳輸及顯示、調閱。系統總體邏輯架構自下而上分為設備接入層、中間支撐層、業務服務層、用戶應用層，各層形成一個統一的整體系統。

改造完成后，監控圖像均能達到1080P以上，監控分中心及監控管理所能靈活快捷調取轄區內監控圖像，對于安全預警、事故處理以及指揮調度提供有力支撐。

（三）路面溫度的顯示

滬渝高速鄂西段大部屬于中亞熱帶季風型山地濕潤性氣候，平均海拔約為800米，最高處位于利川市齊岳山，約為1400米。由于山區海拔落差大，雨、雪、冰凌天氣較多，經常會出現駕駛員不清楚路面結冰情況而引發出現交通事故發生，缺乏一套設備將路面情況實時反饋給過往駕駛員。

依照高速公路監控技術要求，應對山嶺或重丘等地形較為復雜的地區布設氣象監測設備，建設時期布設的檢測設備，在監控管理中的實際作用不盡如人意。冬季司機由宜昌向重慶方向行駛時，常因忽略車外地面溫度與車內溫差，最終在駕駛中因疏忽而造成交通事故。

因此，在滬渝高速鄂西段選擇部分大橋、長隧道以及其他重點區域安裝了共計17套智能溫度看板設備，該智能溫度看板能實時采集地面溫度，并將溫度顯示到1.6*1.2m大小的LED顯示屏上，與車道成45度角安裝，能夠有效喚起過往司機注意地面溫度，謹慎駕駛。此外，還在重點易結冰路段增加30套路面紅外溫度傳感器，采集到路面溫度數據后通過4G網絡上傳至監控分中心數據處理平臺，經后臺處理后及時傳遞至養護部門，還可通過道路情報板及時預警。

（四）隧道照明改造

滬渝高速鄂西段開通其隧道照明絕大部分采用的是高壓鈉燈，共計約44000余盞。到2016年，隧道照明系統已運行有7-11年，照明燈具超過使用壽命，且能耗增高、光衰增大。隨著滬渝高速的交通量日益增長，2015年1月正常情況下平均日交通量已達到26768輛，現有高壓鈉燈照明系統已經遠不能滿足交通量需求。而LED壽命長、能耗低、照度高，隨著LED照明技術的不斷進步成熟、成本不斷下降，結合合同能源管理模式，于2016年對滬渝高速鄂西段進行了照明改造。完成后，隧道用電量從2015年的4336.46萬度，下降到2016年的2139.84萬度，節約用電50.65%，而能源委托型合同能源管理模式對于用戶方講，免去了改造投入的高額成本。

五、結語

高速公路近年來發展迅速，山區高速公路的管理由于其特殊性決定了其管理與平原高速存在著較大差異，滬渝高速開通運營11年，積累了幾點薄見，但我們也清醒的認識到我們再山區高速的管理中仍然存在著諸多的不足，我們正處在一個大數據、云計算與物聯網的時代，而目前監控管理的現代化，數字化、智能化水平與其他行業相差甚遠。路漫漫其修遠兮，我們將繼續積極采用新技術，不斷探索山區高速管理的新方式，為山區高速行車安全做出一點努力。

參考文獻：

[1]章海燕， 秦勇 and 陶杰， "高速公路道路監控設施后評估探討，" 公路交通技術， pp. 130-134， 2011.