第九章 高速公路监控通信管理

1、北京理工大学交通工程系北京理工大学交通工程系赵亚男赵亚男第九章第九章 高速公路监控通信管理高速公路监控通信管理19.1.1 高速公路交通控制的必要性高速公路交通控制的必要性1.高速公路交通控制是保持高速公路交通管理计高速公路交通控制是保持高速公路交通管理计划完成的需要划完成的需要 通过交通控制纠正高速公路交通管理计划执行过程中出现的各种偏差，督促计划执行者按计划办事； 对高速公路交通管理计划中不符合实际情况的内容，根据执行工程中的实际情况进行必要的修正、调整，使计划更加符合实际；9.1 高速公路交通控制高速公路交通控制22.高速公路交通控制是提高高速公路交通管理效高速公路交通控制是提高高速公路

2、交通管理效率的需要率的需要 交通控制不仅能够纠正交通管理计划的偏差，还有助于提高工作人员的责任心，防止再出现类似的偏差； 可以通过反馈机制，使决策者了解自己的决策能力和水平，有助于决策者不断提高自己的决策、控制等管理活动的水平； 促进交通管理创新。交通管理创新：交通管理创新：为了赢得交通管理优势，根据交通控制系统的前馈机制或反馈机制传递的信息，重新组织交通管理的各种资源，以更有效的管理行为实现管理创新的过程。31.中央控制系统：中央控制系统：交通管理控制的核心部分；2.信息收集系统：信息收集系统：收集相关信息；3.信息提供系统：信息提供系统：向驾驶人提供交通信息；4.通信系统：通信系统：常见的

3、通信方式有电话通信、数据通信和图像通信；9.1.2 高速公路交通控制系统的构成高速公路交通控制系统的构成4交通控制及管理系统交通控制及管理系统信息收集系信息收集系统统（终端）（终端）通信通信系统系统信息处理及控制信息处理及控制系统系统（中央控制室）（中央控制室）通信通信系统系统信息提供系信息提供系统统（终端）（终端）车辆监测器车辆监测器监测电视监测电视紧急电话紧急电话道路部门巡逻车道路部门巡逻车气象观测装置气象观测装置计算机计算机交通状况交通状况监测装置监测装置操作台操作台可变情况板可变情况板公安部门巡逻车公安部门巡逻车 道路部门巡逻车道路部门巡逻车交通广播交通广播收费处收费处救护车救护车交通

4、控制与管理系统的组成交通控制与管理系统的组成51. 中央控制室中央控制室 计算机室计算机室 主要负责各种数据的运算处理、分析判断，主要负责各种数据的运算处理、分析判断，并根据预定的方案做出控制决策。并根据预定的方案做出控制决策。 交通状况监测装置交通状况监测装置 沿线地图模拟监测板；交通数据监测板；沿线地图模拟监测板；交通数据监测板；交通限制监视屏。交通限制监视屏。 操作台操作台 其他设备其他设备 如传真及数据通信设备，各种办公自动化如传真及数据通信设备，各种办公自动化设备，不停电电源（设备，不停电电源（UPS）设备等。设备等。6中央控制室7道路模拟屏设备组成框图道路模拟屏设备组成框图82.信

5、息采集系统信息采集系统 信息采集系统实时采集路面、匝道口和收费口的交通信息采集系统实时采集路面、匝道口和收费口的交通参数及其他参数，通过信息传输系统实时传输数据和视频参数及其他参数，通过信息传输系统实时传输数据和视频图像信息，汇总报送控制中心。图像信息，汇总报送控制中心。 车辆检测器车辆检测器 气象检测器气象检测器 轴重计及超重录像系统轴重计及超重录像系统 电视监视系统电视监视系统 测速雷达测速雷达 紧急电话紧急电话 巡逻车巡逻车9轴重计及超重录像系统轴重计及超重录像系统10电视监视系统电视监视系统11测速雷达测速雷达12 本系统主要是向有关人员提供交通信息本系统主要是向有关人员提供交通信息（

6、如交通、气象、事故和道路情报），发布（如交通、气象、事故和道路情报），发布命令或建议（如限速、关闭匝道），向交通命令或建议（如限速、关闭匝道），向交通拥挤地段的驾驶员提供建议路径等，以促使拥挤地段的驾驶员提供建议路径等，以促使出行人员选择合理的出行方式及路线，使道出行人员选择合理的出行方式及路线，使道路交通流量分布均匀，以提高道路利用率，路交通流量分布均匀，以提高道路利用率，加强高速公路可视化运营等，达到交通控制加强高速公路可视化运营等，达到交通控制与管理的目的。与管理的目的。3. 信息提供系统信息提供系统13信息提供系统信息提供系统驾驶人视觉驾驶人视觉驾驶人听觉驾驶人听觉驾驶人查询驾驶人查询

7、静静信息：道路标志与标线，如指路标志等信息：道路标志与标线，如指路标志等动信息：可变情况板、可变标志，如可动信息：可变情况板、可变标志，如可变限速标志等变限速标志等路侧路侧通信广播、系统广播通信广播、系统广播电台交通信息广播节目广播电台交通信息广播节目广播通过无线电台、车载电话、路边电话通过无线电台、车载电话、路边电话向交通控制中心、驾驶人等询问有关向交通控制中心、驾驶人等询问有关情况情况道路与驾驶员、道路与驾驶员、驾驶员与驾驶员驾驶员与驾驶员之间的联系之间的联系 移动通信系统移动通信系统（无线电话、车（无线电话、车载电台）载电台） 144. 高速公路通信系统高速公路通信系统 中央控制室与信息

8、收集、提供系统终端之间，中央控制室与信息收集、提供系统终端之间，需借助于通集系统进行联系。高速公路的通信系统需借助于通集系统进行联系。高速公路的通信系统有三种通信方式：有三种通信方式：（1）电话通信：紧急电话、调度电话、业务电话、）电话通信：紧急电话、调度电话、业务电话、移动无线电话、利用外线电话或热线电话。移动无线电话、利用外线电话或热线电话。（2）数据通信：传输各种检测器、可变情报板、路）数据通信：传输各种检测器、可变情报板、路侧通信等数据。侧通信等数据。（3）图像通信：传输监测用工业电视录制的图像）图像通信：传输监测用工业电视录制的图像 159.1.3 高速公路交通控制高速公路交通控制

9、高速公路交通控制，是通过对当时监视系统高速公路交通控制，是通过对当时监视系统收集到的交通流基本数据进行分析与处理，作出收集到的交通流基本数据进行分析与处理，作出最适用当时具体交通情况的控制方案，并通过硬最适用当时具体交通情况的控制方案，并通过硬件设备显示给高速公路使用者必要的情报、信息、件设备显示给高速公路使用者必要的情报、信息、命令，为改善人和货物的运输安全而对高速公路命令，为改善人和货物的运输安全而对高速公路交通进行的调节、警告和诱发，从而实现充分合交通进行的调节、警告和诱发，从而实现充分合理地使用道路的目的。理地使用道路的目的。1617 交通控制有以下两种方式：交通控制有以下两种方式：交

10、通限制，即限制和调节驶入高速公路交通限制，即限制和调节驶入高速公路拥挤时间与拥挤路段的交通量。拥挤时间与拥挤路段的交通量。交通诱导，即建议高速公路的车流速度、交通诱导，即建议高速公路的车流速度、行驶路线、使用车道和时间。行驶路线、使用车道和时间。18 根据高速公路的管理类别和发生堵塞的原因，公根据高速公路的管理类别和发生堵塞的原因，公路上交通流常可采取以下两种控制方式。路上交通流常可采取以下两种控制方式。（1 1）流入控制方式）流入控制方式 流入控制方式是通过控制道路入口匝道处车辆流流入控制方式是通过控制道路入口匝道处车辆流入量，将公路上的交通量保持在允许流量范围内的方入量，将公路上的交通量保

11、持在允许流量范围内的方式式。19 若在某一段时间内，测到交通量已接近或超过最若在某一段时间内，测到交通量已接近或超过最大允许值，且已出现某种程度的堵塞现象，控制系统大允许值，且已出现某种程度的堵塞现象，控制系统就要发布命令，闭锁一些入口匝道或减少入口匝道处就要发布命令，闭锁一些入口匝道或减少入口匝道处收费站栅门开放数目、次数，即可限制进入公路的车收费站栅门开放数目、次数，即可限制进入公路的车辆数，缓解堵塞，使道路的交通状况恢复并保持在最辆数，缓解堵塞，使道路的交通状况恢复并保持在最佳或接近最佳状态。佳或接近最佳状态。 流入控制方式主要用于防止或缓解因车流量过大流入控制方式主要用于防止或缓解因车

12、流量过大而引起的自然堵塞现象。因为城市高速公路线路短而而引起的自然堵塞现象。因为城市高速公路线路短而稠密，呈环行或放射形布局，自然堵塞现象比较严重，稠密，呈环行或放射形布局，自然堵塞现象比较严重，因此城市高速公路多采用此方式。因此城市高速公路多采用此方式。20（2 2）流出引导方式）流出引导方式 控制中心通过道路情报板或无线电广播等手段引控制中心通过道路情报板或无线电广播等手段引导事故发生地点上游段的车辆，使其由上游段内的出导事故发生地点上游段的车辆，使其由上游段内的出口匝道离开公路，转入一般道路，以缓解出现的严重口匝道离开公路，转入一般道路，以缓解出现的严重堵塞现象，从而避免堵塞严重化。堵塞

13、现象，从而避免堵塞严重化。 流出引导方式又称紧急控制方式，主要用于城间流出引导方式又称紧急控制方式，主要用于城间高速公路。此类型公路距离长，线路单一，出口和入高速公路。此类型公路距离长，线路单一，出口和入口之间距离远。口之间距离远。 流出引导方式和流入引导方式往往是相辅相成的，流出引导方式和流入引导方式往往是相辅相成的，但对不同的高速公路有主次之分。但对不同的高速公路有主次之分。21交通限制交通限制22交通诱导交通诱导23目前高速公路上常用的交通控制方法：目前高速公路上常用的交通控制方法： 1）高速公路匝道控制）高速公路匝道控制 （1）入口匝道控制）入口匝道控制 入口匝道关闭控制入口匝道关闭控

14、制 匝道调节控制匝道调节控制 （2）出口匝道控制）出口匝道控制24匝道控制匝道控制252）高速公路主线交通控制）高速公路主线交通控制所谓交通主线控制就是在高速公路主线所谓交通主线控制就是在高速公路主线上采用交通规则、交通警告及诱导等方上采用交通规则、交通警告及诱导等方式达到协调、稳定主线交通流，改善高式达到协调、稳定主线交通流，改善高速公路主线的交通运行安全和效益。速公路主线的交通运行安全和效益。高速公路的主线控制可分为：定时主线高速公路的主线控制可分为：定时主线交通控制，动态随机主线控制。交通控制，动态随机主线控制。常用的主线交通控制方法有：可变车速常用的主线交通控制方法有：可变车速控制、驾

15、驶员情报系统及各种可变标志。控制、驾驶员情报系统及各种可变标志。263）高速公路通道系统控制）高速公路通道系统控制高速公路的通道系统是由高速公路、高速公路的通道系统是由高速公路、匝道出入口及其附近的平行道路、联匝道出入口及其附近的平行道路、联系道路等组成的整体路网体系。系道路等组成的整体路网体系。通道系统控制，就是要最大限度地提通道系统控制，就是要最大限度地提高路网系统的整体利用效率。高路网系统的整体利用效率。279.2.1 高速公路监控通信管理的含义高速公路监控通信管理的含义1.高速公路监控通信管理的分类高速公路监控通信管理的分类从功能上说，分：通信系统、监控系统和收费系统。通信系统：通信系

16、统：根据规定的技术要求确保全系统数据、命令、图像及语言信息的及时性和准确性。监控系统：监控系统：包括数据采集（主干线和匝道）、中心控制、情报显示、电视监视等系统设备。收费系统：收费系统：包括出入口检测和收费控制等系统设备。9.2 高速公路监控通信管理高速公路监控通信管理282.监控通信管理的概念监控通信管理的概念 三大系统的综合运用，包括从系统规划、研究、设三大系统的综合运用，包括从系统规划、研究、设计、制造、安装、调试、使用维修、改造、更新直至报计、制造、安装、调试、使用维修、改造、更新直至报废的全过程，即三大系统生命周期的管理。废的全过程，即三大系统生命周期的管理。 高速公路监控系统可通过

17、沿线的外场设施（各类检高速公路监控系统可通过沿线的外场设施（各类检测、显示装置等）及时、准确、完整地收集并预告前方测、显示装置等）及时、准确、完整地收集并预告前方道路的各类信息，如交通量、事故、路况等。道路使用道路的各类信息，如交通量、事故、路况等。道路使用者可通过监控中心的监视（显示）设备直观地了解交通者可通过监控中心的监视（显示）设备直观地了解交通运行状况。运行状况。293.监控通信管理的含义监控通信管理的含义 利用监控系统在发生交通异常时能及时确定事故受利用监控系统在发生交通异常时能及时确定事故受限区域，并及时发布相应的诱导和救援信号。限区域，并及时发布相应的诱导和救援信号。 先进的交通

18、监控与管理系统为道路、车辆和驾驶先进的交通监控与管理系统为道路、车辆和驾驶员之间提供信息流联系。它依靠先进的传感器技术、员之间提供信息流联系。它依靠先进的传感器技术、计算机技术、信息技术，通过监控与管理系统可全面计算机技术、信息技术，通过监控与管理系统可全面详尽地掌握道路网上实时的甚至将要发生的道路交通详尽地掌握道路网上实时的甚至将要发生的道路交通信息、事件、态势等情报，并通过监控中心进行加工信息、事件、态势等情报，并通过监控中心进行加工处理。这些加工后的信息不但可用于交通的控制、诱处理。这些加工后的信息不但可用于交通的控制、诱导和管理，而且能及时引导道路使用者，从而可以有导和管理，而且能及时

19、引导道路使用者，从而可以有效地管理交通，实现动态交通分配、减少交通阻塞、效地管理交通，实现动态交通分配、减少交通阻塞、达到安全、高速、舒适、方便的目的。达到安全、高速、舒适、方便的目的。304. 监控通信系统发展概况监控通信系统发展概况 高速公路控制系统是在一般街道内交通管制系统高速公路控制系统是在一般街道内交通管制系统基础上发展起来的基础上发展起来的。近年来，随着计算机技术、自动近年来，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，由单一的公路监控系统的技术结构也随之发生变化，由单一的计算

20、机集中处理方式转为多计算机功能分散的计算机计算机集中处理方式转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，程序编制简网络处理方式，从而使系统可靠性提高，程序编制简单，易于维护和进行功能扩展。由于光缆、超小型计单，易于维护和进行功能扩展。由于光缆、超小型计算机及微电子技术的发展，监控系统中的各项设备开算机及微电子技术的发展，监控系统中的各项设备开始向智能化方向发展，使今后高速公路的监控系统具始向智能化方向发展，使今后高速公路的监控系统具有更强的功能。有更强的功能。319.2.2 高速公路监控通信系统的管理高速公路监控通信系统的管理1.通信系统的基本管理通信系统的基本管理1）基本要求：）基本要求：程序化，标准化，数据完整化，管理计算机化，接受经济规律和技术条件的约束；2）主体内容：）主体内容：确定工作计划，加强技能培训，工作制度的研究和制定，设备管理，通信器材、工具与仪表管理，无线电频率管理，技术资料管理；3）设备维护内容和建议：）设备维护内容和建议：业务交换系统维护，微波中继传输系统维护，光纤传输系统维护，PCM终端设备维护，无线通信网络维护，应急电话与通信电缆维护；322.监控系统的管理监控系统的管理1）系统的日常维护：）系统的日常维护：保持监控中心良好的工作环境，定期保养设备，定期检查、测试设备的运行状况