浅谈高速公路智能管理系统的建设

浅谈高速公路智能管理系统的建设

高速公路在我国快速发展，高效便捷管理的高速公路成为新的课题，文章通过高速公路的智能化管理系统必要性入手，着重阐述了高速公路智能管理系统中智能收费系统、智能监控系统、智能查询系统和高效通讯系统几个子系统的功能，提出高速公路的智能化管理，从而改善高速公路交通状态，促进物流相关产业的发展，具有巨大的社会效益与经济效益。

标签：高速公路；智能管理

从我国上世纪八十年代开始建设第一条高速公路，经过近四十年的发展，目前我国已建成和在建的高速公路里程已超过7万公里，仅次于美国位居世界第二位。在高速公路快速发展的同时，如何高效便捷管理的高速公路成为新的课题，随着现代物联网技术、无线光纤传输技术、电子传感技术、系统控制技术及云计算技术的发展，为高速公路的智能化管理奠定了基础。

引言

智能高速公路交通系统是现代高效管理交通系统的必然发展趋势，它是将先进的现代物联网技术、无线光纤传输技术、电子传感技术、系统控制技术及云计算技术有机的综合应用于高速公路管理系统中，从而建立起的一种实时、全天候发挥作用，立体和全方位的综合交通运输管理系统。智能高速公路交通系统有效整合现有的高速公路交通设施、减少高速公路车流密集和高速公路沿线大气、噪声和环境污染，实现高速公路传统安全、提高道路的使用效率，在国内高速公路上得到了大力的运用。在国内一些发达省市智能高速公路管理系统的运用证明，这套系统可以有效解决当前车流密集、车辆交通事故多发、高速公路沿线环境污染严重等问题，其车辆信息化为基础，依托智能化数据传输，充分实现高速公路车流智能化识别和管理，高速公路的智能化是立体交通智能物联网管理的推进和延伸。

1 建设高速公路智能管理系统的必要性

高速公路智能管理系统的建设，投资大，周期长，但是从多方面综合评定，建设这套系统非常必要。

1.1 提高运输效率

我国的高速公路目前的管理，大多还是基于现场人员的管理，管理效率低下。高速公路上一旦发生交通拥堵或交通事故往往需要很长一段时间才能将信息传送到道路指挥中心，从收到信息到现场处理这一时间段内，更加剧了道路的拥堵，大大降低了高速公路的运输效率。从国内每年的黄金周高速公路不高速就可见一斑。

1.2 有效降低大气污染

由于目前高速公路的运输效率低，车辆运行速度缓慢。造成车辆在高速公路上的平均行使时间加长，车辆的尾气随之大大增加。近些年在东部地区长时间大范围的雾霾天气，与汽车尾气的氮污染有直接的关系。

1.3 减少交通事故

高速公路在建成后，车辆长时间的碾压势必对路面造成不同程度的损伤。另一方面高速公路上车辆众多突发事件也多，但是在道路上行使的驾驶员对这些情况的变化全然不知，当发现不良情况也许为时已晚，这也就是高速公路一旦发生事故，往往会造成大量车辆追尾，损伤惨重的直接原因。

2 高速公路智能管理系统的组成

高速公路智能管理系统是对公路收费、路面监测、车辆监测、信息采集、信息传输和信息发布等不同功能的集成，它由多个模块组成。

2.1 智能收费系统

智能收费系统主要利用车辆电子通行卡或电子识别标签等方式，实现公路收费电子化和实时化。目前大多数收费系统是车辆在收费处需停车，用车辆电子通行卡完成收费过程；另一种较为先进的收费系统是收费系统终端预读车辆电子标签内容，识别车辆型号车主信息，车辆过程中，智能收费系统将收费终端的接受的车辆信息、缴费信息，实时传输到管理中心，通过中心在与车辆持有人的电子账户对接，实现费用的实时划拨，并将收费信息回传到收费终端，在车辆接近时对车辆放行，收费全过程车辆正常行驶实现车辆的不停车，大大提高了收费站的车辆通行速度，同时也节省了收费人员的投入。

2.2 智能监控系统

高速公路智能管理系统智能监控系统。主要对高速公路外场和车辆的监控。外场监控的内容包括：路面、桥梁、隧道、路侧绿化、机电设备等。车辆监控包括：路网中行驶的车辆实时行驶速度、驾驶员安全驾驶情况，全面监控道路上车流的密度，同时提供道路分流情况，适时对道路上车辆进行交通引导、事故多发地段预警、发生事故地段车辆定位等，保证最大限度地发挥路网通过能力。高速公路监控系统外场设施可分为两类。一是信息采集设施，如路面检测器、气象检测器、紧急电话、巡逻车、摄像机等，这类设施的主要任务是采集路况、沿路气象和事故信息。主要是针对路面安全情况、道路车辆密度、两车间距、车辆行驶速度和交通事故等数据的采集。二是信息发布设施，如情报预报板、LED可显示限速标志等，这类设施根据中央监控系统的指令进行信息的发布。将采集的信息迅速传输到指挥中心，从而调动交警、道路管理等相关单位开始做出反应。

2.3 智能信息查询系统

智能信息查询系统是将由监控系统采集的数据，利用车载的导航设备与自动交通管理系统相配合，为道路上的驾驶人提供，出行所需的各种交通状况、道路、气象条件、车辆事故和自身安全等有关信息。通过公用通信网和个人计算机，还可以家中或办公室得到出行前的最佳行驶路线和沿途的气象情况等信息，使出行者可以合理地选择出行方式、时间和路线，同时也可以使路网交通流量获得平衡分配，提高运输效率。

2.4 高效的通讯传输系统

高速公路智能管理系统建立在高效可靠的通信系统之上。通信信息管理系统由专用通信网络、紧急电话系统、信息采集系统、信息显示、发布系统和监控管理中心组成。高速公路上的信息采集、信息处理、交通分析和信息发布等这些数据通过高效的无线和光纤通信线路相互链接并直通高速公路指挥中心计算机，指挥中心计算机与以太网相联进行全网数据共享。公路交通主管部门和交警部门通过这些共享数据，共同实现对高速公路监控、车辆诱导疏散和违章车辆信息采集传输和道路安全及监督检查的工作，携手确保高速公路的安全畅通。

高速公路通信系统主要包括光纤数字传输系统、程控数字交换系统、紧急电话系统、数据图象传输系统、光电缆工程和通信电源系统。

光纤传输系统为高速公路沿线设施（如数据采集设备、道路预警发布板、无线道路预警发布器、收费系统的数据、采集车辆图象等）提供传输通道。为提高传输的可靠性，多采用环路布线方式。

整个智能管理系统，建立一个指挥中心和几个子中心，指挥中心就是一个通信数据收集传输储存的中心，这样既可以实现远程管理，也可以实现就地控制。为实现数据的分布储存，指挥中心数据可以直接接入异地大型云数据中心。

紧急电话传输由中心紧急电话主机、传输线路和道路路侧紧急电话终端组成。紧急电话主机设在每个子中心，能及时显示路侧紧急电话的呼叫信息，也可以将其中任意两个呼叫同时处理，可录音，可与公用业务电话网相连。

监控系统的图像传输：将经过编码的数字图像信号通过无线路由设备传输到通信分中心的通讯控制设备上，再通过专用接口解码成模拟信号，在监控分中心的视频显示器上显示。

3 结束语

高速公路智能管理系统是提高高速公路管理水平，保障高速公路安全行车，提高工作效率的必要系统，是实现全国智能交通系统的重要组成，通过建设高速公路智能管理系，可以大大改善高速公路交通状态，促进物流相关产业的发展，具有巨大的社会效益与经济效益。