同三公路方正至哈尔滨段监控系统设施设计【18张图/18096字】【优秀机械毕业设计论文】

资源目录

同三公路方正至哈尔滨段监控系统设施设计【】【优秀机械毕业设计论文】.rar

评分表.doc---(点击预览)

目录.doc---(点击预览)

A3-外场设备布设示意图.dwg

A3-小型可变信息标志基础设计图.dwg

A3-小型可变信息标志平面图.dwg

A3-微波车辆检测器布设图.dwg

A3-微波车辆检测器设置示意图.dwg

A3-方正监控所控制室布置图.dwg

A3-方正监控所计算机网络构成图.dwg

A3-气象检测器基础设计图.dwg

A3-气象检测器平面设计图.dwg

A3-气象检测器系统原理图.dwg

A3-气象检测安装示意图.dwg

A3-监控所控制台设备布设图.dwg

A3-监控摄像机基础设计图.dwg

A3-监控系统操作流程图.dwg

A3-监控系统数据流程图.dwg

A3-监控系统构成图.dwg

A3-监控系统结构示意图.dwg

A3-遥控摄像机主干加工图.dwg

A3-遥控摄像机平面设计图.dwg

A3-闭路电视监控子系统构成图.dwg

压缩包内文档预览：

编号：604421 类型：共享资源大小：1012.89KB 格式：RAR 上传时间：2016-02-26 上传人：木*** IP属地：江苏

50
积分

版权申诉 word格式文档无特别注明外均可编辑修改；预览文档经过压缩，下载后原文更清晰！ 立即下载

关键词：: 公路方正哈尔滨监控系统设施设计优秀优良机械毕业设计论文

资源描述：

文档包括:
说明书一份,29页,18000字左右.
任务书一份.
开题报告一份.
文献综述.
翻译一份.

图纸共20张:
A3-闭路电视监控子系统构成图.dwg
A3-方正监控所计算机网络构成图.dwg
A3-方正监控所控制室布置图.dwg
A3-监控摄像机基础设计图.dwg
A3-监控所控制台设备布设图.dwg
A3-监控系统操作流程图.dwg
A3-监控系统构成图.dwg
A3-监控系统结构示意图.dwg
A3-监控系统数据流程图.dwg
A3-气象检测安装示意图.dwg
A3-气象检测器基础设计图.dwg
A3-气象检测器平面设计图.dwg
A3-气象检测器系统原理图.dwg
A3-外场设备布设示意图.dwg
A3-微波车辆检测器布设图.dwg
A3-微波车辆检测器设置示意图.dwg
A3-小型可变信息标志基础设计图.dwg
A3-小型可变信息标志平面图.dwg
A3-遥控摄像机平面设计图.dwg
A3-遥控摄像机主干加工图.dwg

目录
摘要…………………………………………………………………………?
Abstract…………………………………………………………………………Π
第1章绪论…………………………………………………………………1
1.1 交通监控设施的定义……………………………………………………1
1.2 交通监控设施的目标及作用……………………………………………1
1.3 监控设施在国外的发展…………………………………………………2
1.4 监控设施在国内的发展…………………………………………………3
1.5 本章小结…………………………………………………………………3
第2章交通监控设施……………………………………………………………4
2.1 交通监控设施的组成及功能……………………………………………4
2.1.1 信息采集子系统…………………………………………………4
2.1.2 信息提供子系统…………………………………………………4
2.1.3 监控中心…………………………………………………………5
2.2 监控系统的分类…………………………………………………………7
2.3 本章小结…………………………………………………………………7
第3章：监控中心及监控分中心系统的设计………………………………8
3.1 系统构成…………………………………………………………………8
3.2 监控中心系统……………………………………………………………8
3.2.1 综合控制台………………………………………………………9
3.2.2 计算机系统………………………………………………………10
3.2.3 闭路电视监控系统…………………………………………………12
3.2.4 大屏幕投影系统……………………………………………………12
3.3 本章小结………………………………………………………13
第4章外场设备………………………………………………………………14
4.1 车辆检测器………………………………………………………………14
4.1.1 车辆检测系统原理…………………………………………………14
4.1.2 车辆检测器性能指标………………………………………………14
4.1.3 检测线圈安装要求…………………………………………………15
4.1.4 车辆检测器功能结构………………………………………………16
4.2 能见度检测器……………………………………………………………17
4.3 气象检测器………………………………………………………………17
4.4 环境检测器………………………………………………………………18
4.4.1 路面干/湿状态检测器……………………………………………18
4.4.2 非接触式冰冻检测器………………………………………………18
4.4.3 路面积雪厚度检测器………………………………………………19
4.4.4 光亮度检测器………………………………………………………19
4.4.5 一氧化碳浓度检测器………………………………………………19
4.5 紧急电话分机……………………………………………………………20
4.6 闭路电视摄像机…………………………………………………………22
4.6.1 摄像机的原理及分类………………………………………………22
4.6.2 闭路电视摄像机的技术要求………………………………………23
4.7 可变限速标志……………………………………………………………24
4.8 可变情报板………………………………………………………………25
4.9 本章小结…………………………………………………………………26
结论………………………………………………………………………………27
参考文献…………………………………………………………………………28
致谢……………………………………………………………………………29

摘　　要
本文主要设计了同三公路方正至哈尔滨高速公路段范围内的监控设施。该路段监控系统是一个由三级监控系统组成的具有高性能、多方面的检测手段，直观的数字检测显示、图像监视，完善的紧急电话报警功能，以及能及时、动态地发布警示、诱导信息的监控系统。高速公路监控系统作为高速公路交通工程中的一部分，在高速公路管理中发挥着越来越重要的作用。监控系统通过路上车辆检测器、气象检测器等监控外场设备提供约道路管理者车流量及气象信息，这些信息经过预置的交通控制策略方案处理后，提供给道路管理者，无论信息采集还是信息发布，一条高效稳定的数据通道是监控系统正常运作必要的前提保证。
随着高速公路逐条开通和高速公路网的形成，路网内交通量将不断增长，利用路网交通监控系统，根据交通流、气候、路况以及随时发生的意外情况，对高速公路网的交通流进行适时地指挥，对保证高速公路畅通是非常必要和有意义的。

关键词：高速公路；交通；监控；设施

Abstract
This text mainly designed the supervision facilities which Fangzheng goes to a scope of Harbin superhighway on the Tongsan Road. The road's segment supervises and control the system is a to be constitute by the x-rated supervision system of have the high performance, various examination means, keep the numerical examination manifestation, the picture surveillance of view, the perfect and urgent telephone reports to the police the function, and in time, a supervision system that releases the alarm dynamiclly and induces the information. The superhighway supervision system is one part within the superhighway transportation engineering, it plays more and more important role in highway management. Regardless the information collect or the information release, An efficiently stable data passage is a premise assurance that supervises and control the system to operate normally. Supervise and control the system provides the road governor's volume and the weather information though supervision outfield equipments such as the vehicle detector on the road, weather monitor machine. These information are through the transportation control strategy project that prepare to place after processing.
With break through item by item along with the superhighway and the formation of the superhighway net, the traffic volume inside the network will increase constantly, making use of the network transportation supervision system, according to the transportation flow, weather, situation on road and the surprised circumstance that at any time take place,Flow to carry on to the transportation of the superhighway net to direct in good time, it assured superhighway unimpeded is very necessary and meaningful.

Key word: Highway；Transportation；Supervisory；Facility

内容简介：: 毕业设计（论文）任务书题目同三公路方正至哈尔滨段监控系统设施设计一、设计（论文）内容本课题主要内容是根据目前同三公路方正至哈尔滨段高速公路通行能力状况，进行高速公路监控设施设计。包括交通控制子系统、闭路电视子系统、紧急电话子系统和调度电话子系统及相关外场设备等。以期实现对交通运行的宏观管理和调度，充分发挥该路段“高效、安全、舒适、高速”的功能特性。二、设计（论文）要求本课题对学生的要求如下：统国内外发展现状；成、结构设计。行辅助设计。三、设计完成后应提交的文件和图表（一）计算说明部分要求提交设计说明书， 1500 字以上。设计说明书应包括以下内容： 1）设计依据、参考资料及引用标准； 2）界面设计； 3）设计原则、设计目标及设计内容； 4）监控措施及监控系统设计方案；监控系统的功能和组成。（二）图纸部分要求提交纸 20 张左右。四、设计进度分配及最后完成日期第一周：选题；第二至三周：调研、资料收集，完成开题报告；第四至六周：了解高速公路监控系统的组成、规划和设计方案；第七至十二周：完成各子系统的规划设计和说明并完成相关系统、设施、设备的构成图、结构图、示意图、流程图、布置图等；第十三周至十五周：修改整理提高完善设计说明书和图纸；第十六周：定稿，打印，装订。五、主要参考资料 1、高速公路系统控制类、监控系统规划设计类书目（多本）； 2、专业相关网站； 3、相关论文（中国学术期刊网）。六、备注指导教师薛大维教研室主任赵雨旸教研室地址讯联系方式联系电话： 13039991616 电子邮箱：定指导时间每周三、周五上午，周三疑难解答，周五汇报工作进展。固定指导地点本科学生毕业设计同三公路方正至哈尔滨段监控系统设施设计系部名称：汽车工程系专业班级：交通工程学生姓名：赵洪亮指导教师：薛大维职称：讲师黑龙江工程学院二六年六月 s to 2006 本科毕业设计开题报告题目名称：同三公路方正至哈尔滨段监控系统设施设计题目性质：设计专业班级：交通工程学生姓名：赵洪亮指导教师：薛大维职称：讲师汽车工程系二六年三月十七日一、说明选题的目的和意义，简述本题目国内外研究现状、发展趋势目前中国城市道路交通控制系统基本上是引用国外开发的系统，这些系统皆是建立在机动车为主的道路交通条件基础之上的被动型控制系统实践证明：这些系统不仅不适应中国的混合道路交通情况，在连续流与间断流的协调控制、公共汽车交通优先控制方面也存在问题，更难以适应于中国城市发展智能交通系统 (需要。随着国家 “以信息化带动工业化 ”、 “加速发展信息产业，大力推进信息化 ”的战略思想的明确确立。在这样一个信息化时代，有必要深入探讨信息化时代的监控技术及其产业化发展方向，基于此，结合对电气化铁道监控系统技术的研究和多危机微机远动技术产业化历程，概述了监控系统的定义、功能、基本构成、监控技术应用领域；回顾了监控系统的发展历程，提出了监控技术的新发展方向；论述了监控系统发展新阶段信息化时代的监控系统的背景和特征、信息化监控系统的新要求、信息化监控系统特点、信息化监控系统需要解决的技术问题；论述了监控系统的产业发展定位、监控系统产业面临的机遇和挑战；结合实际情况，提出了信息化时代监控技术产业化发展的应采取的一些策略。二、研究的基本内容，拟解决的主要问题本题主要设计同三公路方正至哈尔滨段高速公路段范围内的监控设施。高速公路监控系统就其功能而言主要是高速公路交通监视和控制系统，是对高速公路交通流运行状态及其交通设施和交通环境的监测（视）与控制，系统的主要目标是保证行车“安全”和道路“畅通”，并在此基础上实现高速、环境保护等其它功能。本路段监控设施采用了交通量统计、交通状况的收集、道路信息的预告三方面的监控措施，以达到监控目标的要求。交通量统计是通过对互通间路段的交通量以及有关车速、交通密度等的检测，可以比较全面地了解全路的交通状况和服务水平，为交通管理提供有力的依据。对监控路段交通运行状况的了解是对道路进行实时控制的基本依据，通过对互通立交路段和雪阻路段进行遥控摄像机画面显示，以及巡逻车、紧急电话呼叫等形式对交通异常进行确认，便于路段监控中心进行分析处理，形成相应的控制方案。对道路控制的主要手段就是向司机提供及时有效的交通信息，引导交通流。为保证道路的畅通，路段监控中心将加强与有关道路路段监控中心之间的联系，通过设在主要互通出口处的可变信息标志，向司机预告前方各路段的交通状况，便于司机选择合理的行进路线。三、研究方法、手段和拟取得成果的形式根据高速公路交通安全设施设计，通过实地调查研究、分析，借助图工具，设计出合理的符合该路段的交通监控系统设施设计。若把交通安全设施作为车辆高速、安全、舒适行驶的静态保障系统，监控系统则是其动态保障系统。交通事故、车辆抛锚、货物散落等交通事故虽然是偶然的，但却是不可避免的，一旦发生，必然对高速公路交通产生干扰。这一切都是交通监控系统的任务。高速公路监控系统是针对这些变化着的道路交通状况而设置的，它进一步确保高速公路交通的高速、安全和舒适。具体方案：进行主线路段交通参数的采集与统计；进行监控设施状态及全线事故报警收集；对各立交区域进行视频监视；对部分路段进行适当的交通诱导和信息发布。设计路段互通两侧设置一组微波车辆检测器，用于统计交通参数，掌握交通流变化规律，为交通管理部门对道路分析提供依据。全线每 2 公里设置一对紧急电话，以收集交通异常事件几事故信息。方正互通立交处设置一台遥控摄像机。本课题研究的成果：高速公路监控系统是用来对高速公路的路面、立交、车辆、环境等进行综合监控的系统，它吸收了国内外高速公路监控系统的先进经验，在保证高品质硬件设备的前提下，系统采用了最先进的软件技术、数据库技术、网络技术及图像处理技术，确定了系统必须具有实时性、稳定性和功能可扩充性等特点 ,保证了高速公路现代化监控管理的需要。四、研究工作进度（按周排）序号设计（论文）各阶段名称日期 1 选题第一周 2 调研、资料收集，完成开题报告第二、三周 3 完成设计提纲第四周至六周 4 调查研究，整理资料，完成设计第七至十二周 5 修改整理提高完善设计说明书和图纸第十三至十五周 6 论文定稿，打印，装订第十六周五、主要参考文献参考文献： 1 汪海渊 , 朱彦东 , 杨东援交通与计算机 , 2001. 2 李清波 , 黄宏伟 , 刘大明 . 双车道路段通行能力研究综述 , 国外公路 , 1996. 3 高速公路丛书编委会北京：人民交通出版社 6. 4 马颂德 , 张正友 . 计算机视觉 , 科学出版社 , 1998. 5 陆化普 ,史其信 . 智能交通系统研究发展动向与启示 . 科技导报 ,1996,第 10 期 6 史其信 . 中国道路交通的现状与究展望 . 第一届亚太地区议（东京） , 7 陆化普 ,史其信 . 智能交通发展趋势与我国的发展战略 . 97北京智能交通发展趋势国际学术研讨会论文集 ,人民交通出版社 ,8 陆化普 ,史其信 . 一代道路交通系统 . 公路交通科技 ,1997 年 ,第 14 期 9 史其信 ,陆化普 . 中国的研究现状与发展趋势 . 第二届亚太地区议（澳大利亚） ,年会论文集 ,清华大学出版社 ,10 史其信 ,陆化普 . 智能交通系统的关键技术及研究发展策略 . 中国土木工程学会第八 11 中华人民共和国交通部人民交通出版社， 1994. 12 杨涛等编北京：人民交通出版社， 1998 13 高速公路丛书编委会，高速公路运行管理（第二版），北京：人民交通出版社，14 高朝晖，黄卫， “高速公路交通管理系统的应用研究 ”，公路交通科技， 15 蒋天声， “高速公路清障救援管理机制之我见 ”，商用汽车， 2004 年第 3 期 16 车辆检测技术的选用作者：汤瀛张峰中国交通信息产业 17 林兴旺、李英豪高速公路管理论文集北京：人民交通出版社， 2000 18 邓泽英美国公路安全的治理交通管理研究， 2001，（ 1） 19 段广云、朱晓龙等高速公路交通信息发布系统实际应用中的若干问题及对策交通信息化论坛， 2005 六、专业教研室评议意见教研室主任年月日七、系毕业设计（论文）领导小组审核意见 1通过； 2完善后通过；未通过负责人：年月日填写说明 1、开题报告的一至五项可根据情况（内容多少）自己调整，表中二和三项内容要重点写好。 2、开题报告标题用宋体 4 号字，内容用宋体小 4 号字，行间距在多倍行间距中设置面设置上、下、左、右边距为 3、左侧装订。 4、附撰写的文献综述应包括：题目、摘要、关键词等，正文不少于 5000字。与开题报告装订在一起。毕业设计（论文）开题报告题目同三公路方正至哈尔滨段高速公路监控系统设施设计拟题人薛大维来源模拟题类型设计开题报告保证行车安全和道路畅通的情况下，研究和模拟设计一套同三公路方正至哈尔滨段高速公路监控系统设施。速公路交通监控系统设施设计，通过实地调查研究、分析，借助图工具，设计出合理的符合该路段的交通监控系统设施设计。行主线路段交通参数的采集与统计；进行监控设施状态及全线事故报警收集；对各立交区域进行视频监视；对部分路段进行适当的交通诱导和信息发布。创新点据库技术、网络技术及图像处理技术。定性和功能可扩充性等特点 ,保证了高速公路现代化监控管理的需要。选题人意见同意选题签字：日期：教研室意见签章：日期：系部意见签章：日期：备注黑龙江工程学院本科生毕业设计 I 摘要本文主要设计了同三公路方正至哈尔滨高速公路段范围内的监控设施。该路段监控系统是一个由三级监控系统组成的具有高性能、多方面的检测手段，直观的数字检测显示、图像监视，完善的紧急电话报警功能，以及能及时、动态地发布警示、诱导信息的监控系统。高速公路监控系统作为高速公路交通工程中的一部分，在高速公路管理中发挥着越来越重要的作用。监控系统通过路上车辆检测器、气象检测器等监控外场设备提供约道路管理者车流量及气象信息，这些信息经过预置的交通控制策略方案处理后，提供给道路管理者，无论信息采集还是信息发布，一条高效稳定的数据通道是监控系统正常运作必要的前提保证。随着高速公路逐条开通和高速公路网的形成，路网内交通量将不断增长，利用路网交通监控系统，根据交通流、气候、路况以及随时发生的意外情况，对高速公路网的交通流进行适时地指挥，对保证高速公路畅通是非常必要和有意义的。关键词：高速公路；交通；监控；设施黑龙江工程学院本科生毕业设计 to a on s is a to be by of of to in a is it in or An is a to s as on to by of of to on at to on to of to in it is 文献综述题目名称：同三公路方正至哈尔滨段监控系统设施设计题目性质：设计专业班级：交通工程学生姓名：赵洪亮指导教师：薛大维职称：讲师汽车工程系二六年三月十七日同三公路方正至哈尔滨段监控系统设施设计汽车工程系 019 学生：赵洪亮指导老师：薛大维 to 要：通过搜集大量的高速公路交通工程设施设计、智能交通系统研究发展动向与启示等资料，查阅相关交通监控系统设施资料，认识到许多国家高速公路监控系统的研究与应用，对国内外高速公路交通监控系统设施设计、应用等进行归纳总结，从不同方面了解到高速公路监控系统的组成、功能、提供的任务、必要性以及目标和在国内外的发展情况等，进而研究和模拟设计一套高速公路交通监控系统设施设计。关键词：高速公路交通监控系统设计随着现代交通工具的迅猛发展，交通拥挤越来越严重地影响着现代人的生活。交通的过饱和现状促使人们去开辟一些效率更高的道路，从此来改变这种拥挤的交通状况，适应交通的发展，这就是最初的高速公路。最初的高速公路是作为自由路（即不受交通控制）提出和设计的。它的理想特征是“安全、快速、高效、舒适、方便”。然而，不断增长的交通需求，拥挤、事故与污染的发生，迫使人们在标追的设计原则之外，去寻求特别的解决方法交通监视与控制。交通监控系统，能够有效减少事件所造成的影响，尽可能减少交通延误同时时间驾驶员提供救援服务，提高道路服务水平，实现高速公路大流量、快速和安全。 2 高速公路监控系统在国内外的发展国外发展情况随着城市化进展的加快和汽车普及率的提高，城市交通拥挤日益加剧，交通事故频频发生，交通环境逐渐恶化。这种交通问题不仅在发展中国家，就是在西方发达国家也是使人困扰的严重问题。众所周知，解决交通问题的直接办法是提高路网的通行能力，但无论是哪个国家的大城市，可供修建道路的空间有限，建设资金筹措困难。同时，由于交通系统是一个相当复杂的大系统，单独从车辆方面考虑或者单独从道路方面考虑，都很难从根本上解决问题。此外，能源和环境问题的严重性也日益为人们所认识。在这种背景下，从系统的观念出发，把车辆和道路综合起来考虑，运用各种高新技术系统来解决问题的思想就应运而生了，这就是智能交通系统世纪 60 年代，美国就开始了有关面的研究，之后，欧洲、日本等也相继加入了这一行列。经过 30 年的发展，美国、欧洲、日本成为世界究的三大基地。目前，另外一些国家和地区的澳大利亚、韩国、新加坡、香港等。可以说，全球正在形成一个新的业，难以记数的大小项目正在开展，发展规模和速度惊人，以 “ 保障安全、提高效益、改善环境、节约能源 ” 为目标的 7 国内发展情况及存在问题我国发展起步较晚， 70 年代以来，从国外引进、消化了一些项目，并进行了一些类础项目的研究和应用。 70 年代中至 80 年代初，主要是进行城市交通信号控制试验研究， 80 年代中至 90 年代初，在一些大城市引进和消化城市交通信号控制系统，如上海引进澳大利亚统，北京引进英国的南斯拉夫的通信号控制系统；实现了一些（高速）公路监控系统、高等级公路电子收费系统和路边信息服务系统，如广佛高速公路监控系统、首都机场高速公路电子收费系统。 90 年代中以来，开始研究部门展战略和交通中的应用等，重视交通信息网络的建设，如交部的公路智能运输系统发展战略研究、铁道部信息系统开发。公路和桥梁管理用基础数据库和道路交通量和气象数据采集等经过多年的努力，也已取得明显的进展。 5 2000 年 2 月 29 日，国家正式成立了全国智能运输系统（调指导小组及办公室。全国智能运输系统（调指导小组及办公室的成立，将有助于改善我国交通运输科技多头管理、工作交叉的问题，对我国智能运输系统建设走上正轨必将起到积极的推动作用。 5 统的必要性高速公路监控系统作为高速公路交通工程中的一部分，在高速公路管理中发挥着越来越重要的作用。监控系统通过路上车辆检测器、气象检测器等监控外场设备提供约道路管理者车流量及气象信息，这些信息经过预置的交通控制策略方案处理后，提供给道路管理者，无论信息采集还是信息发布，一条高效稳定的数据通道是监控系统正常运作必要的前提保证。高速公路视频监控系统一般分为收费监控和道路监控两部分。收费监控系统主要是对收费站的车道、收费广场、收费亭的收费情况，对收费车道通过的车辆类型、收费员的操作过程以及收费过程中的突发事件和特殊事件进行观察和记录，实施有效的监督。道路监控系统主要是对高速公路干线、互通立交、隧道等高速公路重点路段进行监视，掌握高速公路交通状况，及时发现交通阻塞路段、违章车辆，及时给予引导，保证高速公路的安全通畅。11 4 高速公路监控系统的组成和功能以及提供的服务成高速公路监控系统由信息采集子系统、信息提供子系统和监控中心管理系统三大部分组成。信息采集子系统是高速公路上设置的用来采集路面信息的设施，采集的信息包括交通流信息、气象信息、道路环境信息、异常事件信息等；信息提供子系统是高速公路上设置的用来向道路使用者提供道路交通信息和诱导控制指令的设备，以及向管理、救助部门和社会提供求助指令或道路交通信息的设施；监控中心是介于信息采集子系统和信息提供子系统之间的中间环节，是监控系统的核心部分，它的主要职能是信息的接收、分析、判断、预测、确认、交通异常事件的处理决策、指令发布、设备运行状态的监视和控制等，监控中心由计算机系统、室内显示设备和监控系统控制台组成。 3 高速公路综合监控系统是用来对高速公路的路面、立交、车辆、环境等进行综合监控的系统，它吸收了国内外高速公路监控系统的先进经验，在保证高品质硬件设备的前提下，系统采用了最先进的软件技术、数据库技术、网络技术及图像处理技术，确定了系统必须具有实时性、稳定性和功能可扩充性等特点 ,保证了高速公路现代化监控管理的需要。统功能信息采集系统包括各种传感器，负责数据采集。为信息处理提供原始数据信息处理包括事件检测、专家系统等部分。事件检测利用原始数据根据算法判断自动提醒交通管理者可能发生的事件。交通管理者通过视频监视系统等对事件进行确认。事件一旦确认，交通专家系统自动提供一套处理方案。交通控制系统则根据处理方案通过信息提供系统达到缓解交通堵塞的目的。交通控制系统根据制定的方案，利用信息提供系统发布信息、命令、建议等，达到缓解交通堵塞日的。供的服务：（ 1）交通流信息：包括交通量、车辆速度、车流密度、车辆占有率、车重等。交通流信息的采集设备主要是各种类型的车辆检测器。（ 2）气象信息：包括风力、风向、降雨、降雪、冰冻、雾区等。这些信息的检测主要依靠气象检测器。（ 3）道路环境信息：包括路面状况、隧道内的噪声、能见有害气体浓度等。这些信息的检测主要依靠环境检测器。（ 4）异常事件信息：包括交通事故、车辆抛锚、物品散落、道路设施损坏、道路施工现场等。这些信息主要靠应急电话、逻车等设备和装备进行搜集提供。（ 1）向道路使用者提供信息：可把前方路段交通阻塞情况、事故告警、气象告警、气象情况、道路施工情况等，通过高速公路上的可变情报板或路侧通信系统提供。（ 2）向道路使用着提供建议或控制命令：可将最佳行驶路线、最佳限速信号、车道控制信号、匝道控制信号等。这些指令通过可变情报板、可变限速板或匝道控制设备来实现。（ 3）向管理和求助部门提供信息。在发生如交通事故、车辆抛锚、道路设施损坏等情况时，向消防、急救、服务区、道路养护工区等提供有关指令或信息。这些信息利用指令电话或业务电话等提供。（ 4）向社会提供信息。包括对新闻媒介和高速公路以外的道路使用者提供本条高速公路的交通信息。监控中心是介于信息采集子系统和信息提供子系统之间的中间环节，是监控系统的核心部分。它的主要职能是信息的接收、分析、判断、预测、确认、交通异常事件的处理决策、指令发布、设备运行状态的监视和控制等。监控中心由计算机系统、室内显示设备和监控系统控制台组成。 3 目标交通监控系统是保证高速公路的服务水平，充分发挥其安全、高效、舒适特点的主要手段。实时了解道路状况与交通运行情况，制定控制方案调整交通流是交通监控系统的主要智能；在高速公路成网的情况下，如何充分运用交通监控系统的技术手段保证各条路的畅通，使路网整体通行能力达到最大是交通监控系统的基本目标；在路网内一旦发生重大交通事故，迅速组织排除交通故障、组织紧急救援工作迅速恢复正常交通运行是监控系统最紧迫要完成的任务。高速公路监控系统对道路交通状况进行监视、检测和控制，保证车辆运行畅通、减少交通事故、降低事故的危害性。其监控的主要目标有以下几个方面： 1) 准确统计道路交通数据； 2) 有效监视道路的交通、气候情况，及时掌握道路运营状况； 3) 及时发现和处理交通事故，减少交通事故，降低事故的严重性； 4) 减少突发事件、交通事故及恶劣气候对道路交通的影响； 5) 当交通量达到饱和时，对交通流进行引导和控制 , 以提高道路网通行能力。 3 语通过对大量文献的参考，可以总结出高速公路监控系统是一个高标准的监控系统，它的建成以及所采用的各类设施、各种技术为高速公路的安全使用发挥了十分重要的作用。同三公路方正至哈尔滨段高速公路也是黑龙江省的一条高速公路，通车里程长，监控设施多，系统工作量大，在设计、建设和使用中既积累了一些经验，也遇到许多困难，有不少教训，我们将不断地总结和提高，进一步完善该系统。随着高速公路网的建成和运行，其交通监控系统也必然得到飞速发展和优化。从交通监控系统运行管理的角度来看，它应成为真正意义上的监控系统，对高速公路网的正常运行、科学管理起到切实的作用。因此，高速公路网的监控系统是高速公路网运行控制的有效手段。加强统一管理，做好高速公路网监控系统的规划、设计、建设和管理是建成高速公路网交通监控系统的关键所在。随着高速公路网的形成、交通流特征的不断变化和现代计算机、通信、控制技术的发展，对高速公路路网监控系统的各种新的需求将不断涌现，必然促使监控系统各种技术的不断发展。 1 汪海渊 , 朱彦东 , 杨东援交通与计算机 , 2001. 2 李清波 , 黄宏伟 , 刘大明 . 双车道路段通行能力研究综述 , 国外公路 , 1996. 3 高速公路丛书编委会北京：人民交通出版社 6. 4 马颂德 , 张正友 . 计算机视觉 , 科学出版社 , 1998. 5 陆化普 ,史其信 . 智能交通系统研究发展动向与启示 . 科技导报 ,1996,第 10 期 6 史其信 . 中国道路交通的现状与究展望 . 第一届亚太地区议（东京） , 7 陆化普 ,史其信 . 智能交通发展趋势与我国的发展战略 . 97北京智能交通发展趋势国际学术研讨会论文集 ,人民交通出版社 ,8 陆化普 ,史其信 . 一代道路交通系统 . 公路交通科技 ,1997 年 ,第 14 期 9 史其信 ,陆化普 . 中国的研究现状与发展趋势 . 第二届亚太地区议（澳大利亚） ,年会论文集 ,清华大学出版社 ,10 史其信 ,陆化普 . 智能交通系统的关键技术及研究发展策略 . 中国土木工程学会第八 11 中华人民共和国交通部人民交通出版社， 1994. 12 杨涛等编北京：人民交通出版社， 1998 13 高速公路丛书编委会，高速公路运行管理（第二版），北京：人民交通出版社， 14 高朝晖，黄卫， “高速公路交通管理系统的应用研究 ”，公路交通科技， 15 蒋天声， “高速公路清障救援管理机制之我见 ”，商用汽车， 2004 年第 3 期 16车辆检测技术的选用作者：汤瀛张峰中国交通信息产业 17 林兴旺、李英豪高速公路管理论文集北京：人民交通出版社， 2000 18 邓泽英美国公路安全的治理交通管理研究， 2001，（ 1） 19 段广云、朱晓龙等高速公路交通信息发布系统实际应用中的若干问题及对策交通信息化论坛， 2005 黑龙江工程学院本科生毕业设计 1 第 1 章绪论通监控设施的定义高速公路交通监控系统是一套能满足高速公路及隧道监控需求的完整解决方案，主要由系统管理模块、通信模块、信息处理模块、系统控制模块、图形处理模块等五大模块构成，分别运行于交通信号管理计算机、理计算机、通风照明管理计算机、图形处理计算机和服务器端。其中，系统控制模块包含了交通控制模块、通风控制模块、照明控制模块、横通道门及照明控制模块、视频监控模块、紧急电话监控模块、有线广播监控模块、火灾报警模块、消防控制模块、供电控制模块、视频控制模块等模块。系统主要是以监视、录像、回放进行组网高速公路监控系统主要用于对高速公路交通流运行状态及其交通设施和环境进行检测与控制，是实现高速公路运行管理现代化的主要手段，系统目的在于保证行车安全和道路通畅，在此基础上再实现高速、舒适和环境保护等其他目标。通监控设施的目标及作用高速公路监控系统实质上是一个闭环系统。系统的输入是反映公路上车辆运行情况的交通参数和交通状况，这些信息经监控系统分析、处理、判断后，可发生指令，控制道路情报板，变更其显示内容，实施对交通流的调节和控制。其性能的优劣，在一定程度上取决于车辆驾驶员能否协调配合工作，接受系统的调度和指挥。高速公路监控系统作为高速公路交通工程中的一部分，在高速公路管理中发挥着越来越重要的作用。监控系统通过路上车辆检测器、气象检测器等监控外场设备提供约道路管理者车流量及气象信息，这些信息经过预置的交通控制策略方案处理后，提供给道路管理者，无论信息采集还是信息发布，一条高效稳定的数据通道是监控系统正常运作必要的前提保证。高速公路交通状况受到车流时空分布、气候、道路线形和地形等的影响，高速公路监控系统的目标在于减少上述因素的影响，解决气候异常、事故和车辆故障等造成的交通拥挤和阻塞。具体而言，高速公路监控的主要主要目标如下：一是实时准确地检测处理道路交通流和气象等有关数据；二是有效监视道路交通和气候变化，及时掌握道路运营状况；三是及时发现和处理安全隐患，减少交通事故，降低事故的严重性；黑龙江工程学院本科生毕业设计 2 四是减少偶发事件、交通事故及恶劣气候对道路交通的影响；五是当交通量达到饱和时，对交通流进行诱导和控制，以提高路网通行能力 1。车辆行驶高速、快捷、安全、舒适是高速公路交通的本质特征。然而，偶发事件如：交通事故、车辆抛锚、货物散落和气候变化却不可避免，如果得不到及时处理，势必造成交通阻塞甚至安全隐患。高速公路监控系统的功能就在于实时监测这种异常信息，并采取及时有效的控制措施。具体而言，其作用主要包括以下四项：一是实时采集交通流、道路环境和气象变化等异常信息，并及时对信息进行处理，通过可变情报板和路侧广播予以发布，提醒司机注意行车安全；二是向道路使用者及时提供最佳行驶路线和运行速度，达到交通流的动态平衡，可通过可变情报板、可变限速标志、匝道控制设备和交通实现；三是向公安、消防、医疗等救援部门和服务区、养护工区等沿线机构提供突发事件信息和有关指令，可利用业务电话和指令电话实现；四是机电设备运行信息监控，包括设备运行状态的显示与控制、路由之间的探测与响应、链路与传输延迟检测、设备配置参数跟踪与网管数据测试等。控设施在国外的发展随着城市化进展的加快和汽车普及率的提高，城市交通拥挤日益加剧，交通事故频频发生，交通环境逐渐恶化。这种交通问题不仅在发展中国家，就是在西方发达国家也是使人困扰的严重问题。众所周知，解决交通问题的直接办法是提高路网的通行能力，但无论是哪个国家的大城市，可供修建道路的空间有限，建设资金筹措困难。同时，由于交通系统是一个相当复杂的大系统，单独从车辆方面考虑或者单独从道路方面考虑，都很难从根本上解决问题。此外，能源和环境问题的严重性也日益为人们所认识。在这种背景下，从系统的观念出发，把车辆和道路综合起来考虑，运用各种高新技术系统来解决问题的思想就应运而生了，这就是智能交通系统世纪 60 年代，美国就开始了有关面的研究，之后，欧洲、日本等也相继加入了这一行列。经过 30 年的发展，美国、欧洲、日本成为世界前，另外一些国家和地区的究也有相当大的规模，如澳大利亚、韩国、新加坡、香港等。可以说，全球正在形成一个新的业，难以记数的大小项目正在开展，发展规模和速度惊人，以 “保障安全、提高效益、改善环境、节约能源 ”为目标的念正逐步在全球形成 4。控设施在国内的发展我国发展起步较晚， 70 年代以来，从国外引进、消化了一些项目，并进行了一些类础项目的研究和应用。 70 年代中至 80 年代初，主要是进行城黑龙江工程学院本科生毕业设计 3 市交通信号控制试验研究， 80 年代中至 90 年代初，在一些大城市引进和消化城市交通信号控制系统，如上海引进澳大利亚统，北京引进英国的南斯拉夫的通信号控制系统；实现了一些（高速）公路监控系统、高等级公路电子收费系统和路边信息服务系统，如广佛高速公路监控系统、首都机场高速公路电子收费系统。 90 年代中以来，开始研究部门展战略和交通中的应用等，重视交通信息网络的建设，如交部的公路智能运输系统发展战略研究、铁道部信息系统开发。公路和桥梁管理用基础数据库和道路交通量和气象数据采集等经过多年的努力，也已取得明显的进展。 2000 年 2 月 29 日，国家正式成立了全国智能运输系统（调指导小组及办公室。全国智能运输系统（调指导小组及办公室的成立，将有助于改善我国交通运输科技多头管理、工作交叉的问题，对我国智能运输系统建设走上正轨必将起到积极的推动作用 3。黑龙江工程学院本科生毕业设计 4 第 2 章交通监控设施通监控设施的组成及功能高速公路监控系统由信息采集子系统、信息提供子系统和监控中心管理系统三大部分组成。根据监控系统的功能，其主要由信息采集子系统、信息发布子系统、信息分析与处理子系统构成。信息采集子系统主要是实时采集交通状况信息，即车流量、气象、交通紧急事件等；信息分析与处理子系统主要是对基本交通状况信息的汇集、整理，对交通紧急事件情况的判断与确认，对交通环境的分析与做出控制处理方案；信息发布子系统主要是适时给正在高等级公路上行使的驾驶员提供有效的交通状况信息，发布交通控制指令和其他更广泛的交通信息。根据监控系统的管理范围，其由监控总中心、监控中心和外场设备构成。每条高速公路都设立监控中心负责监视与控制该路段交通状况，路网内设立一个监控总中心，管理各路段监控中心和进行路网宏观交通监视与控制，外场设备包括信息采集设备和信息发布设备 6。息采集子系统信息采集子系统是高速公路上设置的用来采集信息的设备和配备。采集的信息主要包括：括交通量、车辆速度、车流密度、车辆占有率、车重等。交通流信息的采集设备主要是各种类型的车辆检测器。括风力、风向、降雨、降雪、冰冻、雾区等。这些信息的检测主要依靠气象检测器。括路面状况、隧道内的噪声、能见有害气体浓度等。这些信息的检测主要依靠环境检测器。括交通事故、车辆抛锚、物品散落、道路设施损坏、道路施工现场等。这些信息主要靠应急电话、逻车等设备和装备进行搜集提供。息提供子系统信息提供子系统是高速公路上设置的用来向道路使用者提供道路交通信息和诱导控制指令的设备，以及向管理、救助部门和社会提供求助指令或道路交通信息的设施。该子系统主要包括：把前方路段交通阻塞情况、事故告警、气象告警、黑龙江工程学院本科生毕业设计 5 气象情况、道路施工情况等，通过高速公路上的可变情报板或路侧通信系统提供。将最佳行驶路线、最佳限速信号、车道控制信号、匝道控制信号等。这些指令通过可变情报板、可变限速板或匝道控制设备来实现。发生如交通事故、车辆抛锚、道路设施损坏等情况时，向消防、急救、服务区、道路养护工区等提供有关指令或信息。这些信息利用指令电话或业务电话等提供。括对新闻媒介和高速公路以外的道路使用者提供本条高速公路的交通信息。控中心监控中心是介于信息采集子系统和信息提供子系统之间的中间环节，是监控系统的核心部分。它的主要职能是信息的接收、分析、判断、预测、确认、交通异常事件的处理决策、指令发布、设备运行状态的监视和控制等。监控中心由计算机系统、室内显示设备和监控系统控制台组成 1。根据高速公路里程长短、道路状况和监控功能需求的不同，监控中心有集中式和分布式等形式。对集中式而言，一条高速公路只有一个监控中心；对于分布式而言，一条高速公路可能有一个监控中心，下辖若干个分中心，每个分中心管辖一个路段、一座大桥、一条隧道或一组匝道控制设备。对于高速公路网而言，监控系统的规模和监控中心的分散程度会更大些。高速公路监控系统应通过监控中心与外围的管理和服务机构紧密地联系起来；这样才能使监控系统真正发挥作用。当高速公路发生交通事故时，除在监控系统内及时向道路使用者和管理人员通报信息外，还应同时利用指令电话、业务电话、无线电话通知警察、医院、抢险、养护部门及时组织救助，这样不仅可争取时效、减少伤亡、尽快恢复交通。而且可避免事故扩大、产生二次事故，从而增进安全，提高服务水平6。监控系统的构成如图示。黑龙江工程学院本科生毕业设计 6 车辆检测器气象检测器环境检测器紧急电话闭路电视巡逻车可变情报板可变限速标志车道控制标志匝道控制设备其他控制设备路侧广播交通电台消防警察医院服务区养护工厂巡逻车计算机系统显示设备监控中心信息提供子系统信息提供子系统控制台图 2 . 1 监控系统构成示意图黑龙江工程学院本科生毕业设计 7 控系统的分类高速公路监控系统根据所辖路段的道路状况和交通状况分为多种类型，主要有主线控制、隧道控制、匝道控制、通道控制和综合控制五类。章小结本章主要介绍了监控系统的组成及其工作原理，确定了高速公路交通监控系统是实现高速公路运行管理现代化的主要手段，系统目的在于保证行车安全和道路通畅，在此基础上再实现高速、舒适和环境保护等其他目标。黑龙江工程学院本科生毕业设计 8 第 3 章监控中心及监控分中心系统的设计统构成同三高速公路哈同路段交通监控系统由三级监控系统构成。监控系统数据的流程，主要是通过紧急电话、移动电话的紧急呼叫；现场采集交通参数、气象参数、设备状态等，另外还要考虑同三公路哈同路段收费中心出、入口交通量车道状态，通过这些因素进行通信处理：就是相邻公路路段监控中心、省联网收费监控管理中心信息传输。布各种警示和诱导信息的显示子系统，相对独立设立的紧急电话报警子系统以及观察道路交通状况的闭路电视监视子系统。监控分中心，分别位于佳木斯、依兰、方正、宾州和哈尔滨管理处，其负责管辖各自区段的外场设备，采集数据和图像信息，接受和发布各种控制命令及传输各类数字和图像信息的分系统。监控中心，接受各分中心监控系统传输的各类数字和图像信息，监视全路段的交通运行情况，向分中心发布各种控制命令。由此形成一个自上而下能传递各类交通、气象、紧急电话信息和图像，发布各种交通指挥信息的较完善的交通监控网络系统 1。控中心系统监控中心负责监视控制本区段的交通运行，因此，合理地选择监控中心的位置对于发挥监控中心的监视控制作用非常重要。在选择监控中心位置时，主要考虑以下因素：一是监控范围。监控范围指监控中心所能管辖的高速公路路段的里程或网络区域。具体负责每一段道路的监控分中心的监控范围不可过大。由于分中心肩负着具体处理交通运行的事务，如果它本身的监视控制范围过大，势必造成事情过多、难以应付的局面。一般来说，分中心应靠近其监视控制对象。二是行政区划。各地的行政区划在高速公路管理上有不同程度的影响。有的地方强调以行政区划分为单元划分高速公路的管理权限，有的地方则强调统一管理，此类问题应根据当地的具体情况决定。如果以行政区划管理高速公路，则分中心的管理范围可以是一个行政区，这样可以减少跨区管理带来的弊病；如果以某条高速公路为主统一管理，则可较为合理地划分各分中心的管辖区域，以便合理地使用设备、人力。在高速公路未成网之前，以行政区划分黑龙江工程学院本科生毕业设计 9 中心的管理区段，在经济上和技术上是不合理的。因为某一段行政区内的高速公路可能仅有几公里，可能没有任何监控设备。如果要在此处设置一个分中心是没有必要的。此分中心的职责完全可以合并到其它分中心去。如果高速公路成网，在一行政区域内管理境内成网的高速公路，可能会发挥行政管理上的优势。三是资金来源。根据目前国内情况，一条路、一座桥往往来源于不同的资金渠道。四是设备布设。监控中心的布局应考虑到设备的合理布设，这样可以发挥设备性能，减少通信需求，降低系统的复杂程度。监控系统的监控中心系统根据管辖范围大小的不同有集中式和分布式等多种形式，其监控功能也随监控系统的类型不同有所差别。尽管如此，监控中心的基本功能是一致的，即信息的分析、处理、交通控制和管理的辅助决策。对哈同高速公路而言，是属于长度超过 50高速公路，这样的一般则设一个监控中心，同时下设若干个分中心，每个分中心管辖各自路段，监控中心对各分中心进行协调管理。监控中心管辖监控分中心，处于高一层的协调管理地位。根据监控系统的功能要求，监控中心不管是总中心、中心或分中心，其主要硬件设备包括综合控制台、显示设备和计算机系统。同三公路方正至哈尔滨路段的监控中心是宾州监控所。其主要硬件设备包括综合控制台、显示设备和计算机系统。合控制台综合控制台位于控制中心，根据功能应包含以下几个基本单元：交通监控单元是操作员进行高速公路交通监视和控制的实时操作的场所，它包括计算机系统的操作终端和其他专用键盘。操作员可通过终端和专用键盘输入信息、查询信息和发布控制指令。控制台上的紧急电话控制单元与高速公路上的紧急电话连接。它包括紧急电话控制主机、专用计算机、紧急电话送话器和专用电话。操作员接到紧急电话呼叫可通过或专用电话与呼叫者对话，专用计算机可记录有关信息。闭路电视控制器、彩色监视器、录像机等置于控制台的闭路电视控制单元。操作员可以通过闭路电视设备完成下列操作：（ 1）控制电视监视转换开关，选择监视画面；（ 2）控制摄像机的水平、仰俯、调焦、变焦动作，以便观察局部情况；（ 3）控制摄像机录像和记录，必要时对重要画面进行录像或重放；黑龙江工程学院本科生毕业设计 10 （ 4）闭路电视信息切换至监控中心的显示系统，以便放大观察。综合控制台包含控制台本身及设置在控制台上各控制单元的设备。操作员通过综合控制台上的各控制单元，实施对高速公路的交通监测、控制、异常情况处理及系统的日常维护。算机系统一般构成（ 1）硬件构成计算机系统主要由主服务器、交通监控计算机、通信计算机、彩色图形计算机及一些辅助设备组成。服务器。负责网络操作、各进程的管理与运行，并通过远程网与监控中心上下层计算机网络进行通信。网络服务器为数据库服务器，储存监控系统各有关数据。交通监控计算机。负责收集、分析各下层网络或外场设备上传的信息，生成打印各种报表，向各分中心或外场设备通报相应的信息。特殊情况下操作员由此向各分中心或外场设备发布紧急命令。通信计算机。具体负责数据通信，对外场设备上传的数据进行预处理，对中心与分中心、中心与总中心之间的远程网络信息输入进行控制。彩色图形计算机。负责形成要显示的彩色图形。彩色图形显示系统能够通过高清晰度显示屏显示整个高速公路的地理位置、几何形状、设备运行状态、交通运行情况等等。（ 2）计算机的输入信息在监控系统中自动输入或操作员人工输入计算机的信息有：交通参数信息；设备工作状态信息；气象参数；交通诱导、控制信息；交通、环境等异常信息和紧急电话信息。（ 3）计算机的输出信息监控中心计算机输出的信息有：交通运行状态；交通控制方案；紧急处理方案；气象参数信息和设备工作状态信息。监控系统软件包括系统支撑软件和监控应用软件两部分。（ 1）系统支撑软件系统支撑软件包括网络管理软件、操作系统、数据库软件及应用软件开发工具等。鉴于计算机发展速度非常迅速，系统支撑软件也在迅速更新，因此，在任何时候统一规定监控系统支撑软件的选型都是没有意义的。当然，在具体的近期系统支撑软黑龙江工程学院本科生毕业设计 11 件选配时，应考虑两点原则：第一，保证监控系统应用软件功能的实现；第二，应保证监控近期系统与周边其他计算机系统（如收费系统）信息交换的可能性。至于今后计算机设备更新、系统升级，则往往是功能兼容的，监控系统原定功能不会受到冲击。（ 2）监控应用软件无论是哪种监控系统，不管监控总中心、中心、分中心的哪一层次，监控中心的应用软件一般均应包含如下功能模块：信息收集和预处理：监控中心收集的信息包括自动输入和操作员人工输入的信息两类。自动输入的信息包括：车辆检测器的交通信息；气象检测器的气象信息；环境检测器检测的度、路面冰冻程度；设备状态信息；上一层监控中心的指令信息；其他相关系统传送的信息如收费系统、相邻高速公路监控系统、其他公路或城市到路信息系统传入的信息。操作员人工输入的信息包括：交通事件；日常事件；灾难事件。预处理软件将对这些信息按时间、地点、性质及具体数据建立便于进一步分析处理的数据文件或数据文库。信息的分析处理：信息收集和预处理后的进一步分析处理主要包括交通状态判断和交通运行分析两部分。交通状态的判断包括：交通正常、阻塞或临界状态的判断；交通异常事件的判断；状态的转移判断。交通运行分析包括：从原始数据生其他数据；通行能力分析、服务水平分析；监控系统经济和社会效益分析。交通控制及其他系统控制交通控制软件在包括可变情报板、限速标志、车道控制标志的控制指令，匝道控制系统中的信号调节指令等。系统自检监控系统包括各种外场设备都是在全天候状态下连续运行，设备的故障是难免的。监控中心的系统自检软件负责对设备的工作状态进行实时监视。发现设备故障后，自检测程序将通过用户向操作员发出告警信息。系统的安全保护监控系统是实时系统，其实时性反映在信息采集的及时、控制方案生成的及时和控制指令下达的及时上。由于监控系统安全稳定的运转时很重要的，监控中心软件应当具有自身安全保护的功能。信息的查询、统计、打印功能这是一般信息系统所具备的功能。对监控系统而言，查询、统计、打印交通运行情况的报表、系统设备故障率报表、交通异常事件及处置对策的报表等等都是必要的黑龙江工程学院本科生毕业设计 12 1。路电视监控系统闭路电视系统一般由摄像机、视频切换器、监视器及相应的配套设备组成。典型的闭路电视系统由：护罩，镜头；括视频、控制光端机；频分配器；视器，大屏幕投影仪；制信号分配器、联网控制器；闭路电视监视器、录像机、彩色监视器等置于控制台的闭路电视控制单元。操作员可以通过闭路电视控制设备完成以下操作：一是控制电视监视转换开关，选择监视画面；二是控制摄像机的水平、仰俯、调焦、变焦动作，以便观察局部情况；三是控制录像机录像和记录，必要时对重要画面进行录像或重放；四是闭路电视信号切换至监控中心的显示系统，以便放大观察。宾州监控中心有 12 台闭路电视监视器通过视频矩阵切换器与全路段的外场闭路电视摄像机实行 1 比 3 对应切换，对各主要路段实施 24h 监控。监控中心采用的是司生产的 1008 型视频矩阵切换器，经过编程使其具有选择图像信号的优先权。屏幕投影系统大屏幕投影系统为动态信息综合显示装置，即显示监控总中心、监控中心和监控分中心的闭路电视图像和彩色图形计算机输出的路段、路网交通运行的状态信息。由数据采集器、多屏幕视频投影器、工作站、控制台和大型屏幕等组成。大屏幕投影系统包括高分辨率投影仪、大屏幕投影屏幕。根据具体情况的不同，大屏幕投影仪可以采用前投式或背投式良种形式。投影仪可接收以下三类信号：视频信号，包括像机等视频信号；数字信号，即计算机等输送的数字信号，也包括计算机输出的画面；模拟信号，发自作站、示卡及各种高分辨率图形板输出的模拟信号。监控中心大屏幕显示的信息内容一般包括静态信息和动态信息两类。括：高速公路外轮廓，中央分隔带及桩号；管理处管理区段；管理中心、管理分中心图示；互通式立交；与高速公路相联的公路名称及走向；重要河流及大桥；沿线重要城市；外场设备布设示意。黑龙江工程学院本科生毕业设计 13 括：像机或录像机录制的动态画面；监控计算机输出的求援活动、天气状况动态信息；设备状态显示；其他信息显示如收费系统的有关信息等。本次设计中投影仪的主要参数如下：高亮度； 00 (视频 )； ( 200 像素阵列； 5 110平 )， 38 150直 )； 20 200 投影仪将计算机信号或闭路电视图像投放到投影屏上，彩色图形服务器对大屏幕投影系统进行管理。投影屏上可显示本监控中心所管辖路段的交通况、气象信息、紧急电话分机工作状态，以及所发出的各种指令。该系统还采用了先进的带移位锁定的视频移位控制技术，用以消除阴极射线记忆效应，有效地延长了投影屏的使用寿命。章小结本章主要对同三高速公路方正至哈尔滨段监控中心及监控分中心系统的设计，对监控中心及分中心的组成部件进行选用，对其工作原理和设计原理进行了详细的说明。黑龙江工程学院本科生毕业设计 14 第 4 章外场设备外场设施主要包括信息采集系统和信息提供系统。信息采集系统，设置车辆检测器是为了采集交通量、车速、车重、车辆构成等信息；设置气象检测器是为了采集冰冻、雾区、降雪、风力、风向等信息；设置环境检测器是为了采集路基、路面、桥梁、隧道的温度、湿度、可见度状况以及有害气体浓度、噪声等信息；另外还设置紧急电话、巡逻车、闭路电视等，是为了采集交通事故、车辆抛锚、车辆违章、公路养护维修等异常事件信息。信息提供系统，设置可变情报板、可变限速标志等，向驾驶员提供最佳行驶路线、最佳行车速度、交通阻塞、事故、气象和维修等信息 7。辆检测器辆检测系统原理车辆检测器采用先进的微处理器技术，通过金属物改变检测线圈的电感量来检测车辆。在每一条车道相隔一定的位置埋设两个线圈，通过车辆检测器可以检测到一辆车通过两个线圈的时间差，然后通过距离 /时间就可以测出车辆的速度；根据一定的统计，还可知道车辆的平均车速、车流量、平均车道占有率等信息。车辆检测器每隔一段时间将这些信息上传到监控室计算机，并进行相应的显示和控制处理。辆检测器性能指标车辆检测器的调谐过程应该是完全自动进行的。当检测器加电或被复位时，将自动调谐到它所连接的线圈，调谐范围一般为 501000样宽的范围可保证对线圈和引线的较低要求。一旦调谐好，任何环境对电感量造成的缓慢变化都将反馈到探测器内部的补偿电路，保障车辆检测器的正常运行。车辆检测器的灵敏度主要取决于线圈大小、线圈匝数、引线长度以及线圈下方是否有金属，应根据具体情况来决定检测器的灵敏度。当选择较低灵敏度时，如自行车、手推车等较小的物体不会引起探测动作，对底盘较高的车辆和拖挂车也很难检测到。车辆检测器的反应时间是从车辆进入感应线圈到检测器给出信号的时间间隔，一般为 100短的反应时间在电磁干扰环境中容易造成误动作，太长的反应时间也会造成使用要求达不到。黑龙江工程学院本科生毕业设计 15 测线圈安装要求车辆检测器能否良好工作在很大程度上取决于它所连接的感应线圈，线圈的重要参数包括线圈材料、线圈形状和能否正确施工埋设，在安装时必须注意以下事项：当两个感应线圈靠得很近，它们的磁场相互叠加在一起，对彼此造成干扰，即发生串扰。串扰会导致错误的检测结果和检测器的死锁，因此，在相邻但属于不同感应器的线圈间要注意消除串扰，可通过以下措施进行：（ 1）选择不同的工作频率，两个线圈间距越大，它们的工作频率相差就应该越大。（ 2）将相邻线圈的间距加大，必须保证线圈之间的距离大于 2m。（ 3）对线圈引出导线进行良好的屏蔽，屏蔽线必须在探测器端一端接地。检测线圈电缆和接头最好采用多股双层防水铜导线，导线线径不小于 1好采用双层防水线。在电缆和接头之间不要有接线处，如果必须有接地端，也要保证连接可靠，用烙铁将它们焊接起来，并且放置于防水处。线圈的形状可以是正方形、长方形、平行四边形或菱形，除非条件不允许，一般情况下采用长方形。两条长边与车辆运动方向垂直，彼此间距推荐为边长度取决于道路的宽度，通常两端距道路两边圈周长如果超过 10m，需要绕两匝，周长在 10m 以内，需要绕三匝或四匝或更多。在埋设电缆时，要留出馈线连接到车辆检测器，馈线采用紧密双绞的形式，最大长度不应超过 100m。在该设计路段中线圈埋设首先要用切石机在路面上切出线槽来，在四个角上进行450 倒角，防止尖角破坏线圈电缆。切槽宽度为 4度在 50间，同时还要为线圈引线切出一条通向路旁检测器的线槽。这样的车辆检测线圈安装完全符合交通工程设计理论与方法的技术标准要求。如图示。黑龙江工程学院本科生毕业设计 16 最小间距：2 （路宽2 时）3 （路宽4 时）4 5 倒角车流方向根据路面宽度而定图 4 . 1 车辆检测线圈安装示意图在埋设电缆时，要留出足够的长度以便连接到检测器，又能保证中间没有接头，绕好线圈电缆以后，将电缆通过引出线槽连出，输出引线应是紧密双绞形式，每周最小度不能超过 100m。由于感应线圈的灵敏度随引线长度的增加而降低，所以引线电缆的长度要尽可能的短，埋好线圈以后用水泥或沥青封上。辆检测器功能结构车辆检测器功能结构主要主要由控制处理单元、检测单元、存储单元、供电单元、通信接口和控制面板组成。其结构图如图示。黑龙江工程学院本科生毕业设计 17 图 4 . 2 车辆检测器结构便携计算机圈线应感监控分中心供电单元存储单元环型线圈检测单元通信接口控制处理单元手动自检单元在哈同路段，设置了 86 套车辆检测器，每套车辆检测器有 4 个环行线圈。当车辆通过埋设在路面下的环行线圈，车辆检测器检测出通过该车道的车流量、车辆速度、车辆占有率等。车辆检测器包括控制单元和磁性线圈二部分。其中控制单元有数据处理微型计算机、检测单元和通信控制单元；磁性线圈采用双线圈工作模式。在同三公路方正至哈尔滨段采用的车辆检测器的主要参数如下： 8%； 250km/h5%； 95%； 3 年；见度检测器雾霭、沙尘、烟都会引起能见度下降。能见度检测器是用来检测能见度值的设备，检测器的一端装有红外线发射器，另一端装有红外线接收器，红外线发射器发射出一束红外光束，如果空气中含有任何影响能见度的小颗粒，则会产生散射，这些散射将被另一端的光敏元件接收。光敏元件给出与散射光成比例的光敏电流并经放大、整形，转换成能见度参数。检测器的取样范围一般为 210m，检测域一般为 10 在本次设计中检测器的取样为 10m,检测域为 5 黑龙江工程学院本科生毕业设计 18 检测器的探头安装在支架上。为了避免误报警，探头水平位置必须在 20内保障，垂直位置 3m 之内无障碍。在该路段监控中心的管辖段设置了 3 套能见度检测器，用以检测道路的能见度状况。型能见度检测测器有二个发射器和二个接收器，发射光源为高亮度红色光源，散射角度为 35，检测范围为 20 20000m。象检测器气象变化超过一定范围就会影响交通流的正常运行。如平均或瞬时横向风速过高以及雨天路滑，就容易破坏行使稳定而出现事故；再如，车辆尾气排放过高或雨雾天气都会影响驾驶员的视觉，不利于行车的安全性。中小范围的气象可从公路所在地区气象预报中获得，安装气检测仪器是为了实时检测公路上的气象变化，以便在晋级和特殊情况下通知司机采取必要的措施保证交通安全。在各地区各布设了 1 套气象检测器。气象检测器除可以检测风力和风向、大气温度和湿度以及路面温度和湿度外，还可以给出路面结冰预报。气象检测器由气象站和通信控制单元组成。在本次设计中气象检测器的主要参数为： 50m/s； 360； 30 +60 ； 100%5%； 35 +65 ；可测干、湿和不同等级湿度；冰或单晶体冰 0 。境检测器面干 /湿状态检测器路面干 /湿状态检测器的结构，探头由两组碳纤维导电板制成的电极和电极间的绝缘板组成。为了减少电极的极化，电极加交流电压，经整流电路转换成直流电压。此电压与电极间的漏电电流有关，与设定的门限值电压相比较，就可判别探头表面是否有水和沾水的程度。用光电隔离电路检测信号经过 D/A 交换器转换成模拟电压传送给监控中心，此模拟电压与表面有积水的探头数目成正比，也与探头表面沾水的程度有关。一般把电压的测量值划分成 0五个等级 ,表示路面干湿状态。接触式冰冻检测器黑龙江工程学院本科生毕业设计 19 非接触式冰冻检测器是利用冰冻表面和干燥路面对光的不同反射性质制成的，凡物体表面平整光滑，光的入射角等于反射角，在反射角之外，人眼看不到反射光，这种反射称为定向反射，有水的潮湿路面和冰冻路面具有这种性质；光线从某方向入射到粗糙表面时，反射光射向不同方向，与入射方向无关，称为漫反射，干燥的路表面具有漫反射性质；还有一种反射介于两者之间，称为定向漫反射。在装有温度检测器的道路上方，安装一带有收光器的投光装置，从上往下对路面投射光线。如果路表面有水，则带水的镜面对入射光定向正反射，反射的光通量绝大部分被收光器接收。如此时路面温度大于 0 ，则说明路面有积水镜面；如此时路面温度低于 0 ，则是路面冰冻成镜面；如果路面干燥，则入射光成漫反射，与收光器就不可能接收到较多的光通量。面积雪厚度检测器积雪不仅改变路面摩擦系数，加大行驶阻力、减低车速，而且积雪在车轮反复碾压下极易冰冻。积雪厚度有安装在路面上方的超声探头检测。无雪时，探头至路面垂直距离一定，垂直往下发射时距和反射时距已知且一定。有积雪时，超声波从雪层表面反射，空间距离减少，发射至发射的时距也减少，根据超声波的速度即可算出积雪厚度。由于声速是随温度的降低而减少，故此项检测需作温度修正。亮度检测器光亮度检测器一般成对地设置在隧道入口内外，洞外的一台测量隧道入口处的亮度，另一台测量隧道内引入段的亮度，检测数据均送入控制器，转化为数字信号上传到监控分中心。监控分中心计算机根据此参数调节隧道内照明灯具，使其亮度合适。人的眼睛对光线由暗至强较易适应，因此出口一般不再设光度计。氧化碳浓度检测器一氧化碳浓度检测器可快速、准确、连续地自动测定给定点的一氧化碳浓度，同时将检测结果以数字形式显示出来，量程一般取 0前使用的一氧化碳检测器主要有两种类型：此种检测器将取样点过滤器、电化学传感器及电子元件装入同一箱体，为整体型电化学分析法连续测定方式。由一个红外发生器产生的红外线投射到隧道中的检测器上，产生一个能反应一氧化碳含量并且直读的模拟信号。此种检测器寿命较长，但价格也较贵，一般和能见度检测器共用一个探头。黑龙江工程学院本科生毕业设计 20 急电话分机高速公路紧急电话系统是为道路使用者提供呼叫、求援的专用电话系统，由紧急电话主机、传输线路和路侧分机组成，是一个多点对一点的独立报警系统。当高速公路上发生交通事故或车辆故障时，使用者只要拿起紧急电话的送受话器（或按 “通话键 ”），即可向道路管理部门通报事故情况并得以救助，有关部门根据所报告的情况迅速进行处理。在高等级公路、长大公路隧道和特大公路桥梁上可设置紧急电话机，设置间距视道路交通量大小在道路沿线每 1 2置一对；隧道内约每 300m 设置一对；特大公路桥上约每 500m 设置一队。紧急电话应对向设置在道路沿线两侧的钢防护栏以外，应避免安装在能见度差的地方。紧急电话机箱上应有紧急电话的字样或醒目标志，每台紧急电话机均要求有独立的编号。路侧紧急电话机可采用箱体式或箱柱式，在箱体上部的迎车方向和面向车行道方向应有表示紧急电话的定向反光标志，标志的图案和尺寸参照有关国家标准，箱体为桔黄色。隧道内的紧急电话机采用箱式，应安装在隧道两侧壁内的紧急电话间内。紧急电话间内应有照明，上方应有紧急电话照明标志。同三公路方正至哈尔滨段约有 200 公里，按每两公里一对的原则，在高速公路两侧设置了紧急电话分机 100 对，为道路使用者提供单向呼叫、双向通话服务。紧急电话分机的音量为 90真小于 3%，电源为免维护充电电池。紧急电话系统由紧急电话控制台、传输线路和紧急电话分机三个部分组成，按传输媒介不同可分为有线紧急电话和无线紧急电话系统。有线紧急电话系统构成如图示，目前紧急电话系统绝大部分均采用有线传输方式，具有工作稳定可靠、不易受外界干扰等优点，但传输线路造价较高。黑龙江工程学院本科生毕业设计 21 中心计算机打印机呼叫预处理录音电话紧急电话分机紧急电话分机紧急电话控制台监控计算机图 4 . 3 有线紧急电话系统构成图（ 1）紧急电话控制台紧急电话控制台由控制主机和外围设备（包括计算机、显示器、打印机、电话机、录音机、连接器及供电设备等）组成。控制主机的主要智能是汇接传输线路、提供各种通信接口（包括对地图板的串行智能通信接口、外设端口和电话机端口等）、管理控制所属分机的呼叫业务和系统诊断。（ 2）传输线路传输线路可采用长途对称电缆或市话电缆，传输方式包括二线制和四线制，前者是一对线传输指令、语音和直流供电；后者是一对线传输控制指令和语音信号，另一对用于直流电，供电比较稳定。传输电缆可采用架空、直埋和管道敷设方式。（ 3）紧急电话分机路侧紧急电话分机可采用箱体式或箱柱式，在箱体上部迎车方向和面向车行道方向应有紧急电话反光标志，标志的图案和尺寸参照国标体为桔黄色。隧道内的紧急电话分机可采用箱式结构，采用壁挂式安装在隧道侧壁上，紧急电话分机及其上方应有照明标志，布设间距一般可分为 200m 左右。由于紧急电话业务量较小，尽可采用多机复接共线方式，必要时应能允许与其他外场设备信号共缆，这样可以节省大量电缆芯线，以降低系统总造价，在实际中也是完全可以满足呼叫要求的。复接分机数量可视道路交通量而定，交通量较小的路段，复接分机数可取大些；交通量较大的路段，复接分机数可取小些。电话系统黑龙江工程学院本科生毕业设计 22 无线紧急电话系统是以无线电波作为传输媒质。一般在监控分中心设置无线基地站和控制主机，在道路沿线两侧设置无线电台作为无线紧急电话分机，其系统构成如图示。无线信道可选用段。无线紧急电话分机电源可采用 220阳能供电或自备蓄电池供电等。这种传输方式的特点是无需传输电缆，节省电缆投资，但需增加通信铁塔投资，组网设计时还要注意无线电波干扰。图 4 . 4 无线紧急电话系统构路电视摄像机闭路电视系统一般由摄像机、视频切换器、监视器及相应的配套设备组成。典型的闭路电视系统由以下几部分组成。防护罩，镜头；括视频、控制光端机；频分配器；包括监视器，大屏幕投影仪；制信号分配器、联网控制器；由于交通监控外场设备野外工作条件十分恶劣，摄像机应采用工业级，应当坚实、牢固，并具有高分辨率，无滞后、画面停滞、图像模糊、传输模糊或图像失真等现象。摄像机为模块结构，拆装容易，便于维护。本次设计采用式。像机的原理及分类摄像机是获得视频图像信号的关键设备，感光成像用的是电耦合板，它把光信号转变成电信号，经放大器处理后，成为标准电视信号。黑龙江工程学院本科生毕业设计 23 摄像机有多种类型，在高速公路闭路电视系统中都采用电耦合板摄像机，它用电晶体管作电靶材料，适合于观察和辨别物体的细部，同时具有灵敏度、抗强光照射、抗冲击、抗电磁干扰、几何失真小、惰性小、体积小和寿命长的优点。摄像机镜头分为两种：一是定焦镜头，一是变焦镜头。定焦镜头常用在隧道、大桥控制中，摄像机的设置要求全路段设置，焦距固定，光圈自动电动可调，焦距在 50 焦镜头常用在立交式或高速公路路段监控，可通过缩小焦距俯视监视区域全景或放大焦距察看监视细节。变焦镜头焦

温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。