论高速公路路段监控系统的设计

1、    论高速公路路段监控系统的设计    王杨摘 要：目前我国高速公路发展规模日益扩大，交通工程在高速公路应用中的作用越来越明显。作为交通工程三大系统之一的监控系统的要求也越来越高，高速公路中特殊路段监控系统的设置对安全行车起到关键作用。本文主要结合重庆三环高速铜梁至合川高速对特殊路段监控系统进行分析。关键词：高速公路；特殊路段；监控系统近年来，随着计算机技术、自动化控制技术和光纤通信技术的发展，一些国家的高速公路监控系统的技术结构也随之发生变化。由单一的计算机集中处理方式代之为多计算机功能分散的计算机网络处理方式，从而使系统可靠性提高，程序编制简单，

2、易于维护和功能扩展。由于光缆超小型计算机及微电子技术的发展，使应用于监控系统中的各种设备向智能化方向发展，使今后高速公路的监控系统具有更强的功能。一、高速公路监控系统的特点高速公路监控系统主要由信息采集子系统、监控中心及信息提供子系统三大部分组成。信息采集子系统包括：车辆检测器、气象检测器、紧急电话和巡逻车。监控中心是高速公路全线路监控系统最高层即控制中心，主要负责全线路范围内交通情况的监视和控制。信息提供子系统包括交通标志、标线和信号等，是交通监控管理为汽车用户服务的主要形式。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

3、、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。二、隧道视频监控子系统设计隧道视频监控子系统主要包括前端的摄像机和后端的视频检测处理器、视频检测计算机、视频检测交换机、数据服务器和光纤传输设备等组成。视频检测包括视频车辆检测和视频事件监测，视频车辆检测主要检测车流量、车速、占有率和车型类别视频事件检测是由普通的视频摄像机提取信息，利用图像处理算法进行分析处理，以判断火灾、交通事故等交通异常事件。每个隧道洞口两洞之间各布设一台带云台可遥控摄像机，距离为离洞口100m为宜，隧道入

4、口第一台摄像机为彩转黑日夜两用固定摄像机，距下一台摄像机的间距为50m左右，这样不仅减少其自身的监视盲区，而且还覆盖了下一台摄像机的监视盲区。隧道内按150间距均匀布设固定摄像机，同时为了掌握紧急停车带段的交通情况，特在紧急停车带前设置可变焦彩色球型摄像机，可对前后500m范围的路段进行监视。各隧道采集的视频信息通过节点式光端机传输至隧管站的视频分配器，视频分配器将信号一分为三，一路传给硬盘录像机进行存储，一路传给视频切换矩阵进行切换显示；另外，48路需要视频检测的图像进入视频检测系统，由视频检测计算机进行处理。另外有8路图像由视频编码器编码后上传至片区中心。三、高速公路监控系统模块设计监控中

5、心计算机系统负责全路信息的采集处理以及命令的发布，主要由数据库服务器、交通监控、通信系统、地图板、图形处理、紧急电话等主要模块组成。路段监控中心计算机系统采用cs工作模式，服务器负责运算与信息存储，客户机负责处理用户界面。服务器和工作站通过计算机网络设备连成一个局域网。通过相关的计算机对大屏幕投影仪、视频切换矩阵、电视墙、地图板等设备进行控制。通信模块是外场信息进入系统的入口，同时也是系统向外场设备发送指令的出口，在软件系统中起着信息上传下达的重要作用。它的功能主要是负责与外场监控设备收发控制及反馈信息以及系统的时钟校对等。通信系统接入网为本路段外场监控设备（除摄像机外）和监控分中心之间的数据

6、交互提供通信通道，外场监控设备采集的信息通过专线调制解调器送至就近的通信站，汇总后将数据传至监控分中心，主要功能有：通信协议的制订，信息采集，信息显示。指令下发，时钟校对等。视频监控模块在路段监控系统中，对需要随时了解全面情况的重要地点利用车辆检测器等设备往往难以获得完整的信息，使用视频监控的手段能够将现场数据传送到监控室，使监控人员看到检测地点的全面情况，对交通事件进行确认。系统模块主要负责进行系统初始化参数设置，同时把原始数据分析出来的数据及人工输入的事件数据以报表和图形的方式显示和打印出来，便于查询整理。主要功能有：管理参数、外场设备的管理、用户管理、数据处理、事件输入、数据查询打印、数

7、据统计打印、数据维护等。交通控制模块按监控软件的约定从数据库服务器中读取高速公路路段设备的状态信息，及对高速公路上车流量、车速等的检测信息。并对其进行分析处理产生当前的大陆交通状况及其气象状况，下达到外场控制设备。显示如限速值、告警等相关的信息，提示驾驶员注意行车安全。该模块的主要功能是对交通和气象等异常事件进行快速反应，为决策者提供处理方案，实现的主要功能有：交通及气象检测数据门限值的设置、交通异常检测及处理、气象异常检测及处理等。四、结束语从发展趋势上来看，高速公路监控系统将朝着更加智能化和标准化，更加科学，更加环保，通用性更强的方向发展。与发达国家比，我国的高速公路机电系统尽管近些年已经取得了可喜的成绩，但基本上是借鉴外国的经验和既有技术比较多，在设计理念和施工运营等方面与发达国家相比还有相当大的差距，并且随着交通事业和科学技术的蓬勃发展，现有的标准也将会被淘汰，更加科学的标准将会被提出。另外，高速公路机电系统是一个庞大而复杂的系统，只有考虑周全才能设计出一个完善的高速公路监控系统。文章结合项目需求，简要分析了硬件模块划分、设备控制等，对类似的监控系统的研发提出一点方法和实际应用中的借鉴和帮助。本文所做的工作对今后开发类似的高速公路路段监控系统有一定帮助，对于开发面向其