高速公路監控系統設計方案論文

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1監控系統總體功能

(1)信息采集:通過視頻監控、交通數據信息采集系統，為交通管理人員提供各路段區域的交通路段狀況。

(2)數據處理:系統通過對信息采集系統采集信息進行交通狀況監測的模型算法，能夠檢測擁擠與確認擁擠類型，提高系統的自動化程度。

(3)信息:通過可變信息標志等外場信息設備及網絡等多種方式交通信息，將實時交通信息傳遞給車輛，以便駕駛員安全、及時地適應交通變化，有利于交通流在時空上得以合理分布，充分發揮道路運行能力和交通服務水平。

(4)信息共享:形成以路段監控分中心為道路交通信息源頭，以存儲與共享平臺為樞紐的信息共享與交換體系。

2監控系統需發揮的作用

(1)重點做好立交區、長下坡、易多霧積雪結冰路段、隧道及沿線設施的交通運行狀況的監測，并注意長下坡路段降雨、橫風的情況，做好該氣象條件下的交通流疏導提示。

(2)能夠實現在大監控業務量中，快速、準確的提取出交通隱患和交通事故信息，并在第一時間發出警報，使交通管控人員能夠快速做出相應，并通過聯網監控，迅速通知監控中心，開展聯動救援，在最短時間內采取有效措施，控制住事態的范圍和規模，保證整個高速公路運營的安全有序。

(3)如果路段所在區內存在凍雨、大霧、冰凌等季節性氣象災害，運營管理宜作兩個工況考慮:①晴好天氣等條件下的正常交通;②凍雨、大霧、雪、結冰等條件下的非正常交通。

3監控外場設備布設方案

(1)攝像機

路段監控采用視頻全程監控的模式，在重點區域(連續長下坡、服務區、特大橋、小半徑路段、自救助匝道、季節性多霧及結冰路段)設置攝像機，實現無盲區覆蓋。其余一般路段每間隔2km設置1套攝像機，均采用激光夜視高清攝像機，隧道作為重點監控區域已由隧道機電專業設置了攝像機。

(2)氣象檢測系統

云南境內的重要路段，某些高速公路路線途徑的地區群山連綿，山地、溝谷、丘陵、河谷平原和山間盆地相互交錯，橋隧比極高，冬季易出現雨、霧、雪、冰等情況，再加上連續長下坡等因素，會對道路行車安全產生不利影響。按照交通運輸部及中國氣象局《公路交通氣象觀測站網建設暫行技術要求》的相關規定，結合地域氣候特點，干線公路需要設置兩種類型的氣象觀測站:局地站和普通站。局地站代表的是較短路段、特殊地形地物處或橋梁結構物的特定交通天氣狀況，如低能見度大霧頻發路段、易結冰橋梁、易發生水淹水毀路段等，主要針對局地惡劣天氣頻發且嚴重影響交通的氣象條件。普通站代表的是較大范圍或較長路段的一般天氣狀況，主要是為滿足路線、路網層次的氣象信息需求，起到加密和補充氣象觀測網的作用，支持公路及其沿線天氣狀況的監測與預報，有利于提高天氣預報的準確性和精細程度。普通站盡可能選取在相對開闊無遮擋的地方。局地站:在同樣低溫的情況下，隧道洞口路面及特大橋橋面相對路基段更易結冰。橋隧比超高，路基段少，橋隧相連的情況十分普遍，特別是海拔2000m以上的地區冬季氣溫較低，易出現大霧，上述問題將更加突出。針對上述情況，結合特大橋、隧道的分布情況，需在橋隧相連的特大橋、超過500米的單獨特大橋附近均設置了遙感式路面狀態及能見度檢測器作為局地站，使運管部門及時掌握路面狀態(干燥、濕滑、水冰雪等覆蓋物)、能見度(雨、霧、霾、沙塵等造成能見度降低的原因)，對外提供實時準確地公眾服務信息，對內及時有效地調用相應的人力物力資源，采取路面處理等措施消除危險隱患。普通站:氣候具有垂直分帶明顯、水平變化不大的特點，按照布設間距，根據海拔分布，在具有典型區域氣候特點地區均設置全要素氣象檢測器作為普通站，與路段或橋梁攝像機合并設置，配合攝像機的視頻檢測功能，及時掌握區域氣象條件，采取有效的交通控制措施，實現異常氣候條件的安全管理。

(3)信息標志

某些路段橋隧相連的情況普遍，路基段較少，上述區域發生異常事件時，車輛無法掉頭或掉頭困難，這就更加增大了緊急情況下交通組織和事故救援的難度，只有互通立交是高速公路向區域路網進行交通疏散的唯一手段，因此根據構造物的分布特點，需要砸在交通管控的重要位置設置情報板用以路況信息，引導車輛行駛，輔助完成交通組織。結合立交分布特點，立交附近設置F型情報板，在交通量較大的立交設置門架式可變情報板。服務區兩側均設置服務區信息標志，用以向駕乘人員提供路況消息，隧道洞口作為交通組織的重點區域已由隧道機電專業設置情報板。

(4)車輛檢測器

根據規范，在各立交、主線站附近均設置車輛檢測器用以反映路段內交通流分布情況，采用在云南省已廣泛使用并且效果較好的雙波長微波車檢器。

(5)交通量調查站

按照《國家高速公路網交通量調查觀測點布局規劃》的要求，屬國高網項目路段需要設置一類調查站和二類調查站。一類調查站的調查數據以反映路網宏觀交通量特征為主，主要為宏觀決策提供支撐，在功能上兼容二類調查站;二類調查站的調查數據以反映道路運行狀態和運行質量為主，主要為路網監控、應急處置、公眾出行信息服務提供信息支撐。具體設置方案如下:一類調查站:根據里程長度，設置于交通量平穩路段，與全程監控攝像機合并設置。

4傳輸模式

(1)外場設備

監控數據與視頻圖像均采用全數字的傳輸方式，所有外場監控設備通過工業以太網交換機接入收費站內的視頻傳輸交換機，再由通信系統提供的以太網電路上傳至監控分中心。各交換機之間利用主干光纜組成千兆光纖自愈環網，保證數據、圖像傳輸的穩定可靠性。

(2)隧道監控設施

各隧道視頻圖像、控制信號先傳輸至隧道管理所視頻傳輸交換機，再由隧管所上傳至站內通信點，最后經通信系統匯總至監控分中心。

(3)網絡性能要求

路段分中心內部網絡及外場設備至路段分中心互聯的IP網絡性能指標滿足《IP網絡技術要求－網絡性能參數與指標》(YD/T1171－2001)所規定的1級(交互式)或1級以上服務質量(QoS)等級要求。具體指標如下:網絡時延上限值為400ms;時延抖動上限值為50ms;丟包率上限值為1×10－3。

5高清攝像機的應用

高清技術的應用大大提高了高速公路全程監控系統功能的全面性，使其能夠兼顧公安交通管理、交通運輸管理、高速公路運營管理方面等多方面業務需求。立交、服務區、隧道洞口、收費廣場、特殊路段(避險車道、長大下坡、季節性氣象災害路段)是高速公路中的重點監控區域，為了管理單位能對上述區域有更直觀、清晰的了解，減少監控死角，設置高清網絡攝像機。和普通攝像機相比，高清攝像機具有以下顯著優點:更高的解析度:1080P的分辨率則是目前標清D1的5倍左右，即能提供大范圍的視野場景，又能提供豐富的細節，給用戶帶來更直觀的視覺感受。采用H.264作為編碼標準，提供標準以太網的作為輸出接口，可方便地實現視頻圖像的大范圍聯網監控。

作者:李孜陳晨單位:云南省交通規劃設計研究院