第七章 高速公路监控通信管理

第七章高速公路监控通信管理【学习目的】

第一节监控系统及其管理

第二节通信系统及其管理

第三节我国高速公路监控通信管理的发展趋势及对策

第四节建立高速公路现代化管理系统

【复习思考题】第一节监控系统及其管理一、高速公路交通控制系统的构成

一般包括：中央控制系统、信息收集系统、信息提供系统和通信系统四部分组成。图7-1交通控制系统组成第一节监控系统及其管理1.中央控制系统

2.信息收集系统

3.信息提供系统07(179～209)P31J_Embed_2.jpg第一节监控系统及其管理4.通信系统

二、高速公路交通控制的主要内容

高速公路交通控制系统通过对有关道路交通运行状况、气象环境条件和自身设备工作状况等方面信息进行实时采集和有效处理，及时确定出相应的控制策略，从而对交通流进行调节、警告和诱导。

1.交通控制的重点

2.高速公路的交通控制方法

3.高速公路交通控制所采取的主要措施

4.高速公路交通控制设施设置的基本原则第一节监控系统及其管理(1)交通标志的说明要完整和简明例如，标明两地之间的公里数，对可能引起误解的信号，要附加文字说明，避免出现模棱两可的信息，但在短时间内呈现的信息又不宜过多，应以驾驶员能及时注视和理解为限。

(2)交通标志安排要有连续性例如，预告某地出口处将要到达的标志牌要连续排成：“某地出口处3km”；“某地出口处2km”；“某地出口处1km”；“某地出口处”。第一节监控系统及其管理(3)及时预告以利驾驶员决策道路沿途服务设施如加油站、维修站、咖啡室、饭馆、叉道口等等。若不设置预告牌，当驾驶员在高速车上发现该建筑物时，感到有需要而想停车已经晚了。当然，在建筑物上挂大招牌或霓虹灯，远处就能看到，这也是一种预告性措施。预告可使驾驶员有思想准备，避免决策失误，特别是在叉道口，瞬间错过就要绕很大弯子才能回到原地。

(4)交通控制信息与其他来源信息尽量一致例如，旅游地图上标明的地名与里程，就应与路边里程碑上的一致。道路上信号与标志提供的信息要比旅游地图更详细一些。第一节监控系统及其管理(5)交通信号或标志要突出高速公路上交通信号或标志的面积比普通道路上的尺寸要放大，并且颜色鲜明，位置突出。这是因为车速和背景单调的缘故。为了贯彻突出性原则，夜间照明尤为重要。标志线要用反光材料，以提高可视性。尽管交通标志的颜色统一性、形状、格式是其易辨认的一种基本要求，但不能把它们看得太重，位置、尺寸及周围环境对比才是重要的因素。

(6)标志要安放在驾驶员容易疏忽的地段驾驶员都有一些习惯性行为。但是道路交通情况千变万化，偶一疏忽就会发生车祸。因此，要在引起驾驶员容易疏忽的危险地段设置标志牌或其他交通信号。

三、监控系统第一节监控系统及其管理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。

1.定义

2.功能

3.监控系统的组成和主要设备

(1)交通信息采集子系统高速公路监控系统的信息采集的方式，有人工的，也有自动的，主要有下面几种。07(179～209)P31J_Embed_3.jpg第一节监控系统及其管理图7-2高速公路监控系统与各子系统的一般关系

1)车辆检测装置在高速公路主线上500m处设置车辆检测装置，用以测量车辆数目和存在的时间。

2)气象检测装置高速公路的高速、安全、舒适等功能与气候条件密切相关，而其中最重要的是风力、降雪、降雨、冻结和雾。

3)测速雷达在高速公路上一些主要路段，或在入口匝道和出口匝道附近，可以装备若干部测速雷达，专门用于检测不符合规定行车速度的违章车辆。

4)闭路电视(CCTV)在车流量比较大，车辆密度比较高的区域，或者出口、入口附近以及事故易发区安装一些电视摄像机，以通过视觉的方法掌握有关区段的交通情况。第一节监控系统及其管理5)紧急电话在高速公路上下行线上每隔一定距离(一般为500～2000m)安装一部紧急电话，当车辆发生故障或出现交通事故时，驾驶员可及时向控制中心通报，同时在控制中心的图形显示板上可显示出发信电话所在地点和编号，以便采取相应的应急措施。

6)无线电设备在高速公路上日夜有巡逻车巡视，车上载有无线电台，供巡逻车与控制中心联络，无线电台通过设置在沿线的无线基地站转发。第一节监控系统及其管理(2)通信传输子系统主要负责交通数据、气象数据、电视信号、电话信号、道路信息板和摄像机的控制等信号传输。以往的传输手段是一般的电话线、电缆线、双扭线和无线等方式。20世纪80年代以后，主要采用光缆来传输上述信号。由于光缆具有损耗低、频带宽、无感应、高绝缘等优点，可实现大容量远距离(50km以上)的无中断传输，大大地节省了设备，提高了电视信号及其他信号的传输质量。同时，由于光缆传输的无感应特点，可以用多芯光缆实现多路信号的同时传输，简化了设备，便于安装和维修。

(3)中央控制设施子系统中央控制设施系统是监视控制系统的核心，其主要功能是：

1)由中心计算机对外场终端设备送来的各种数据进行实时的运算、处理和分析，并根据要求进行显示、打印、记录或制表。第一节监控系统及其管理2)根据测得的数据进行事件判断，决定控制方案，由控制台发出指令，控制道路信息板，指挥事件处理。

3)通过闭路电视摄像机监视公路沿线和隧道内的交通流状况。

4)负责管辖区域内的通信联络，包括紧急电话、无线电话和业务电话的接收和转送。

5)隧道内火灾、公路上交通事故的监视、记录和报警。

6)沿线电力系统发电、配电、照明等，有关设备的控制和调度。

7)全系统组成设备工作状态的监测。图7-3中央控制设施子系统组成示意图第一节监控系统及其管理1)计算机及其外部设备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。

2)大屏幕图形显示板通常采用3种图形显示板。

①模拟式图形显示板它以地图为背景，图上用各种符号、标记字母等标明沿线各设施，如立交点、停车场、服务区、隧道以及各种终端设备(如车辆检测器、紧急电话、道路信息板、摄像机等)的位置，并用各色指示灯标出上述设备的工作状态是正常或故障等，使操作人员可通过模拟图形显示板了解公路全线上的交通情况，也可用计算机与大屏幕投影屏组成电子地图板。

②交通参数显示屏用表格显示形式，列出规定时间间隔内主要地段的主要参数、气象参数，用以判断交通情况，堵塞和检测事件。第一节监控系统及其管理③交通限制监视屏当发生交通事故或由于某种气象原因，或路面施工情况下，要对有关区段实施交通限制，中心控制室就要通过相应的监视屏显示限制区间、限制原因、限制时间、限制内容等，以便掌握限制区间的全貌，统调限制区间上下游的交通情况。

3)控制台中心控制台主要功能是实施系统的手动指令，并进行操作人员与系统之间的信息交换。

4)电话总机台接收紧急电话、无线电话、业务电话等并在地图板上显示出发信电话的地址编号。

5)不停电电源(UPS)设备在电源发生故障情况下，能及时切换到其他电源(电池等、其他备用电源)，以保证系统能不间断地正常工作。第一节监控系统及其管理(4)监控输出子系统为了向高速公路使用者提供信息，对交通实施指挥调度，在入口匝道附近及主线上设置道路信息板。信息板上显示有阻塞的发生地、长度、原因，入口的封闭或收费口开放数的限制和原因，主线及出口的禁止通行和原因，工程施工、车辆故障等的注意事项；另外还有显示主要地点间的行驶时间的“行驶时间显示板”，提供更多的阻塞信息的“图示信息板”，提供语言信息的交通广播，路侧广播系统，实施匝道控制、主线控制的交通信号灯、可变标志等；为快速消除交通事件对交通的影响以及为驾驶员服务的事故勘察车、拯救车、巡逻车、救护车、消防车、工程车等设施、人员和相关的机构。

四、监控系统的管理

1.监控系统管理的目的第一节监控系统及其管理2.监控系统管理的任务

3.监控系统管理的主体内容

(1)系统的日常维护工作由于监控系统的设备通常在线运行，因此，做好系统设备的日常维护工作是保证系统正常运行的重要措施。设备的日常维护包括以下工作：

1)保持控制中心良好的工作环境监控设备特别是计算机系统工程均为电子设备，故设备的防磁就成了系统日常维护的首要工作。

2)定期保养设备外购设备的定型产品按照设备制造厂家规定的时间、方式进行保养，如计算机电视摄像机等；专用研制设备和其他外购设备根据使用经验进行保养。

3)定期检查、测试设备的运行状况这项工作是防患于未然的重要措施。第一节监控系统及其管理4)技术资料管理保存完好的系统设计图和施工图，当发生故障时便于查询。

5)建立设备档案要分门别类建立设备档案，随时知道有哪些设备在线运行；哪些设备有备份，有多少；哪些设备正在修复或报损。

6)做好设备维修记录每次维修设备都要做好维修记录，详细说明所出现问题的外在表现、技术人员的分析判断以及最后的维修处理结果。

7)做好外场设备的保护由于外场设备本身所处的环境比较恶劣，再加上容易受到人为的破坏，因此，必须经常上路检查，并尽可能设置一些必要的保护措施。第一节监控系统及其管理(2)系统的故障维修对于大的故障，不主张自己维修。可与设计单位和设备生产厂家及时联系，保修范围内的按有关合同规定执行。由于上述单位对设备性能的了解、故障的判别以及相关测试、维修器械等方面均优于管理部门，因此即使超出保修期，仍然可以与他们合作，但是，管理部门的技术人员不能袖手旁观，应该积极参与维修工作，利用这些机会向别人学习；同时，对一般性设备故障和时间要求比较紧迫的故障应该及时修复。

(3)系统的人员管理这里所说的人员管理不是人事管理，而是系统工作人同包括技术人员和操作人员的业务管理以及与之相关的各项规章制度监控系统运行的好坏，不仅与系统设备有关，同时，与系统工作人员的素质也有很大的关系。因此，造就一支过硬的技术队伍就成了系统管理工作中当务之急的问题。第一节监控系统及其管理1)设置专门机械，配备专人负责监控系统的维护与管理要充分发挥监控系统的作用，就必须建立一支专门的队伍设置专门的机构，使一批懂电、计算机、自动化的专业技术人员来充实管理人员的队伍，并配备专门的技术人员来负责监控系统的管理与维护。

2)管理部门要尽早介入系统监控系统涉及的技术面很广，一般技术人员具备的专业知识往往不能满足系统管理的需要，这就要求管理部门的技术人员尽早介入系统，特别要注意利用设备的安装调试和系统运行时期多多学习。

3)建立健全岗位责任制，严明各项规章制度健全的制度是事业成功的基本保证，必须建立完善的制度、规定，用以规范系统技术人员和操作人员的工作行为。第一节监控系统及其管理4)技术人员要钻研业务，遇到问题尽量自己解决技术人员平时要钻研业务，多看多练多动手，遇到问题，自己能解决的尽量自己解决，自己不懂的就要不耻下问。

5)培训操作人员，逐步培养他们发现问题和解决问题的能力对操作人员不能完全同技术人员一样要求，但这不意味着操作人员不参与业务工作。第二节通信系统及其管理一、高速公路通信的发展

我国公路通信技术从简单的无线对讲系统到800MHz无线集群系统，从单纯的电话业务到包括话音、数据和图像等多种信息的综合通信，从小容量微波通信到SDH系列数字光纤传输系统，并随着我国高速公路陆续建成，开始组建先进的综合通信系统。

二、高速公路通信系统

通信系统包括干线通信（微波、光纤等）、移动通信、程控交换、紧急和指令电话等系统设备。

1.高速公路通信

(1)信息类型与传输方式高速公路需要传输的信息，按用途可划分为下述种类：第二节通信系统及其管理1)监控、收费、隧道消防等机电子系统的控制指令，监测和收费数据(数字信号)。

2)闭路电视的视频信号。

3)程控数字交换电话和紧急电话的语音信息。

4)管理部门与车辆用户的多媒体(语音、数据、图像)信息传输。

5)车辆用户与卫星通信(从卫星获取GPS信息)。

(2)公路专用通信系统高速公路有线通信常采用以光缆传输为主干线的多种专用通信系统。高速公路普遍建造专用通信网的另一个原因是在道路修建时预设通信管道，可节省通信建设技资。随着公用通信网覆盖面越来越广，也可租用公用线路作为公路专用，以减少投资和维护费用。第二节通信系统及其管理1)光缆数字传输系统近期建造的公路通信系统采用同步数字系列(SDH)自愈环光缆系统，所有数据和控制指令，电话语音和视频图像全部转换为数字信号，由光纤数字传输线路与各个固定点的计算机及各种终端联接成广域通信网络。

2)紧急电话系统为车辆客户提供直接呼救求援的专用通信系统，目前有线、无线两种并存。

3)移动通信系统公路内部各种工作车辆需在运行和工作过程中及时和管理中心进行联系，为此建立专用无线移动通信或专用集群移动通信系统。第二节通信系统及其管理4)专用近距微波传输系统车辆用户和公路交通智能化都要求建立车辆与管理部门间的专用近距离多媒体通信，如电子全自动收费系统在收费点和运动车辆间交换收费数据；遥测装置和固定监控站间的数据传输；路侧监控站对车辆的检测、通信和遥控等。

(3)高速公路通信特点和要求高速公路通信的特点有以下几个方面：

1)专用性强，通信对象主要是公路管理部门内部各个单位和沿线行驶的客户。

2)需要传输的信号种类繁多，有语音、活动图像、数据和GPS定位信号等；对各类信号的传输有明确要求；如活动图像和语音的实时性，控制指令和报警信号的高可靠性，收费数据严格的连续性等。第二节通信系统及其管理3)通信方式繁多，几乎包含当前的所有通信方式，如光缆通信，程控电话，计算机网络数据和多媒体通信，移动电话，微波和卫星通信等。

4)数据、图像和语音的传输和处理直接相联，通信系统是作为监控、收费等计算机网络的通信支网出现的，计算机直接参与通信是公路通信的特点之一。

5)要求高可靠性，系统每天24h不间断运行，如果中断会丢失重要数据或造成事故处理不当。

6)公路通信里程约为50～400km，终端通常不超过1000个，可归属小型通信系统范畴。第二节通信系统及其管理7)高速公路通信系统建立分级管理体制，在各管理分中心建有通信分中心，为了保证信号长距离传输不产生严重失真，根据需要还可设立中继站。

2.高速公路通信系统

(1)高速公路通信系统特点根据高速公路建设的实际情况和交通管理的特殊要求，高速公路通信系统有以下特点：

1)高速公路的各级管理机构及沿线设施一般均建筑在公路两侧，沿公路呈线状分布。

2)高速公路的管理体制一般采取分级管理、集中控制调度，高速公路通信网的网络结构为树形结构。第二节通信系统及其管理3)在高速公路管理处、管理所、服务区、收费站、收费〈分〉中心、监控(分)中心等机构之间以及外场监控设备与监控(分)中心之间需进行语音、数据、图像等各类信息的传输和交换。

(2)建设高速公路通信系统应考虑的问题

1)高速公路通信系统是交通专用通信网的重要组成部分，它的建设应该在交通专用通信网规划统一指导下进行。

2)为了便于分期实施，在通信系统建设时应贯彻信道优于终端设备的原则。

3)根据交通专用通信网自建、自管、自用的原则，应在通信系统建设的同时，建立一支专业化的通信设备维护管理队伍，以保证通信系统的正常运行，充分发挥其作用。第二节通信系统及其管理4)当前通信技术日新月异，世界已进入建设“信息高速公路”的新时代。

(3)高速公路通信系统的设计目标根据高速公路通信系统的通信层次，结合各省高速公路综合通信专用网(简称省专用网)的实际情况，高速公路通信系统的设计可以分两个层次来考虑，即省专用网和各路段通信系统。应该在省专用网规划的指导下进行各路段通信系统的设计，以利于全省联网和管理。而省专用网则随着各路段通信系统的建成而逐步完善。

1)省专用网的设计目标

①实现省高等级公路管理局与省内高速公路各路段管理处的通信联网，建立交通管理部门内部综合通信专用网。第二节通信系统及其管理②根据交通行业管理的要求，专用网应确保语音、数据及图像等各类信息准确、及时地传输，在专用网内部建立电话交换网、数据传输系统、图像传输系统和无线移动通信系统。

③干线通信以数字光纤通信为主，数字微波通信为辅，采用SDH系列设备，构筑数字同步传输网。

④以数字程控交换机为核心，建立数字交换网。不仅能满足电话业务的要求，而且能实现数据交换、调度指挥、电话会议等各种功能，并且适应ISDN的标准。

⑤方案设计起点要高，积极采用高新技术，立足20世纪90年代国际水平。方案统一设计，采用统一的技术标准，便于分期实施和联网，留有充分余地，便于扩展和升级。

2)路段通信系统的设计目标第二节通信系统及其管理①为本路段公路管理及收费、监控系统提供