高速公路监控系统的设计探析

高速公路监控系统的设计探析

随着社会不断发展，汽车行业的繁荣，汽车一族每天都在成倍增长，也导致了社会对高速公路的需求与要求也愈来愈多，高速公路的监控系统作为智能运输体系的一部分，在保障高速公路交通系统顺利运行过程中占据重要地位并且发挥着关键作用。因此，高速公路监控系统的设计显得至关重要。基于此，本文分析了国内外高速公路监视控制系统的发展现状，进一步了阐述了高速监控系统设计的目的、结构、过程、功能、原则以及主要注意的重点问题。

标签：高速公路；监控系统；设计

社会不断进步，国民经济不断提升，我国高速公路的不断修建完善，汽车数量每天不断的增加，鼓励出行的节假日免过路费政策等，导致了高速公路尤其是大城市高速上事故、拥堵等交通问题频频发生。交通延误造成不可估量的经济损失以及成倍增加的燃油消耗。高速监控系统的设计直接关系到整个线路的顺利运行，可以及时高效反应相关情况，因此国家及交通部越来越重视高速公路监视系统的设计。基于此，以下笔者结合自身工作实践，就高速公路监控系统的设计作出以下几点仅供同行参考与交流的浅见。

1 中外高速监控系统现状

国外对高速监控系统研究历史悠久，直到现今已经相对完善，在高速公路监控研究领域在世界比较靠前的有欧美、加拿大、日本。以美国为例，在50年代已经开始大批量的修建，修建完成后非常注重高速公路的监管，因此在芝加哥、华盛顿等重要城市高速公开上设计并安装了监控系统。欧洲部分国家也配置了完善的公路监控系统，比如在意大利的TATA系统。

而我国的高速公路监控系统发展比较慢，早期由于经费不足、当时交通量小等原因，导致已建成的大部分高速公路没有完善的公路监视控制系统。随着我国高速公路安全问题日益严峻，悲剧不断上演，交通建设但闻逐渐意识到了高速监控的重大意义与重要性，现已经在大部分高速公路上设置监控系统。

信息时代的到来，计算机、自动化、通讯等技术的不断发展，致使部分国家高速监视控制系统技术不断更新变化，主要体现在单一计算机被多计算机处理方式取代、系统准确性提高、编制程序得到简化、便于维护等方面。光缆的出现，取代了老式的电话線及电缆来传输数据、语音、电视信号。然而我国现在与国外存在一定的差距，高速监控系统的检测器、信息标注等分布密度较低，监控软件大部分也由国外引进[1]。

2 高速监控系统设计分析

高速监视控制系统设计是交通智能系统设计的重要设计部分，在交通智能系统设计中高速监视系统属于设计的第五的领域——紧急事件与安全系统设计。在

中国高速公路建设系统设计水平的不断提高，系统网络的不断建立与完善，快速的提高了我国道路运输效率。

2.1 高速监控设计的目的

高速监控系统设计的目的为及时高效公路信息采集、传输相关数据、中心有效控制以及发布信息等。换言之，公路监视系统由中心控制系统的子系统统一管理，根据公路网络分布的各种检测仪器（如汽车检测、气象检测、能见度检测）、摄像机等采集设备，高效准确的计算高速交通数据，及时有效的监视高速公路的交通情况、天气状况、运营状况。然后，将仪器设备采集的交通流量数据、气象数据、运行情况等数据信息同步传输到监控系统管理中心，通过计算机处理制成高速控制方案，经过变动信息、变动限速的标志进行引导。这样的设计既便于交管部门对可能出现或者已经出现的公路拥堵状况及时采取交通重新分配、引导、控制，规避与疏导公路拥堵以及成为出行者出行的重要参考。这也使得出行者可以在最短的时间判断最佳驾驶路线，以允许最快的速度到达，高效的利用的时间、金钱，也使得高速的交通始终保持顺畅，以最佳的状态运行，对发生的交通事故进行及时有效处理，有效减少事故出现概率，提升交通运行整体能力。

2.2 监控过程

高速监控系统监控过程是公路交通情况为输出，控制标准为输入，交通流量为被控对象，天气状况、道路状况等干扰交通流因素为干扰信息输入，交通流信息通过收集、处理、判断、执行，按照反馈控制要求，完成预定指标任务。

2.3 高速监控系统设计原则

在高速监视系统设计时，须严格按照以下几点设计原则设计：一是安全可靠原则，选择设备须合理可靠，系统安全性高，确保系统顺利运行；二是先进实用原则，综合国内外高速监控系统发展成果，选用高技术含量的设备，确保最高性价比，尽量节约资金；三是系统性，高速监控系统设计有机、全面、系统的整合交通路网，让高速监控系统设计系统、合理，在分布规避重复设置、矛盾设置，将系统功能与效益发挥到极致；四是协调性原则，设计须很好的协调配合路网的其他的系统，发挥交通设施最大整体效益与作用，也要考虑相邻的路段系统，确保整体交通的安全顺畅；五是扩充性原则，选择的系统设备应兼容性良好且具有开放性，便于系统升级与扩充；六是易操作性原则，简化操作与维护系统，设计更人性化，便于维护与管理；七是合理性原则，系统安装须远近结合、科学合理[2]。

2.4 监控系统设计结构

监控系统的结构设计包括监控设计中心设计、外场设备设计以及信息传输系统设计。高速监视控制系统子中心是检测交通状态的分系统以及控制交通流量的分系统组成，外面监视控制系统是信息采集分系统与信息提供分系统组成。

2.5 监控子中心设计

监控子中心是高速监控系统最核心部分，存在于采集信息分系统与提供信息分系统之间。该中心的主要功能是接收信息、分析判断信息、预测及确认交通事故并提出处理办法、发布指令、监视控制设备运行等。监控子中心设计主要包括计算机系统设计、显示设备设计、控制台设计等内容。监控子中心存在多种形式，如集中式、分布式，功能随着其类型差异有所不同，对于基本的功能如分析信息、处理信息、控制交通及辅助管理决策等是一样的。按照监控系统要求，监控子中心硬件设计须包含处理综合信息的控制台、设备显示器、计算机系统。

2.6 外场监控设计

外场监控系统是指除了监控子中心系统之外的外场设备，该系统属于交通采集分系统与交通诱导分系统，主要负责采集与提供交通信息。外场监控系统是高速上用来收集信息以及传输提供信息的设备。交通信息收集内容主要有：交通流量信息、天气状况信息、交通事故信息等。搜集数据的方式也分为人工与自动，该设计主要包括：检测车辆装置、空气密度监测装置、紧急电话、闭路电视等。

交通提供信息分系统作为高速上向车主及时提供交通情况信息并诱导控制交通的设备，同时也是提供求助指令及高速交通信息的设施，该设计内容主要包括：信息可变标志、限速可变标志及路旁广播等[3]。

3 结束语

总之，在高速公路监控管理系统设计中，由于监控子中心作为整个监控系统的核心，承担着接收、分析判断、预测等重要任务，因此其设计内容应作为重中之重。但细节决定成败，因而在其它内容设计中也应精细化，任何细节都关系着整个交通系统顺畅与安全。

参考文献

[1]陈丽花，王长华，许豪.对高速公路监控系统技术研究分析[J].中国新技术新产品，2012，（09）：39.

[2]樊博.浅谈高速公路监控系统的设计[J].计算机光盘软件与应用，2012，（06）：200-201.

[3]张良.高速公路监控系统设计中存在的问题与建议[J].科技致富向导，2012，（24）：329.