高速公路智能全程监控系统关键技术及其案例分析

高速公路智能全程监控系统关键技术及其案例分析

高速公路智能全程监控系统关键技术及其案例分析

摘要：支撑高速公路运营管理的通信、收费、监控等系统是交通智能信息化的重要组成部分。随着计算机网络、自动化处理技术的水平不断提高，视频监视及人工智能等各项技术的广泛应用，高速公路智能全程监控系统的实施条件已经具备。文章就解决当前高速公路智能全程监控系统的关键技术进行分析并结合相关案例做出说明。

关键词：高速公路；智能全程监控系统；关键技术

中图分类号： U416 文献标识码： A

1、高速公路智能全程监控系统概述

高速公路智能全程监控系统的主要结构是监控中心和监控外场设备的两级布设。监控中心可以通过采集公路交通和气象等参数来实现交通数据自动检测、交通事件监测及报警和全程视频监视等相关技术手段的最有效结合。智能全程监控系统的实施，能够随时掌握不断变化的交通流，实现对全路段的有效监控，及时发现交通事件及异常情况，迅速采取有效对应措施，减少或避免交通阻塞、拥挤和事故的发生，使交通控制措施能够得到及时发布，减轻路政、养护、监控等人员的工作压力，保障高速公路的安全运营和畅通。

2、高速公路智能全程监控系统的功能分析

(1)信息采集：通过视频监视和交通数据信息采集系统,为管理人员提供各路段区域的实时交通状况。

(2)数据处理：综合监控软件通过自动交通状况监测的模型算法,能够准确,快速地检测拥塞与确认拥塞类型,提高系统的自动化程度。

(3)信息发布：通过可变信息标志、公众信息发布平台、车联网等方式发布信息,将实时交通信息传递给相关车辆驾驶员,诱导驾驶员安全、及时地适应道路情况变化。

(4)信息共享：以信息中心为路况信息平台,形成上、下级管理机构和系统内外用户的信息共享,提高高速公路管理的快速反应处理能力。

3、实现高速公路智能全程监控系统的关键技术分析

3.1、视频监控系统中各种数据的传输控制和存储实现

视频监控系统包含收费站、服务区监控以及道路监控等3个主要部分，由于该系统的视频监控点布局需要较大数量，并且布局位置十分分散，所以，必须解决实时和高效视频传输技术难题，并加强数据的控制和存储方法研究，这也是对高速公路智能全程监控系统进行科学设计的重点与难点问题。目前系统通过采用TCP/IP网络传输协议方式来实现数字全编码类的视频监控系统，并通过这种方案来实现道路、服务区监控和收费站监控组网，并与监控中心组成二级监视与控制体系，从而对于整个监控网络实现统一的科学管理。

3.2、公路全程监控所有系统的各功能分析软件设计

以往传统常规的高速公路监控系统通常只能实现各类交通信息

和气象数据的采集、显示和储存，道路设备监控软件和视频监视软件根本无法互相融合，很多情况是通过人工判断来实现高速公路的交通诱导，基本谈不上自动化与智能化，并且存在着的问题，所以要对于高速道路设备的各种监控软件和视频监视软件实施同时性和一体化

的设计，只有这样才能实现真正全程、智能和高效的监控目的。

3.3、智能监控系统的电力供应问题

高速公路工作信息量大、时效性强，这就要求确保智能监控系统工作正常，时时处理高速路况信息，电力供应及时。为了有效解决电力问题，目前采取的两种较为实用的方法为外接长电缆进行远途供电、利用太阳能自发生电。对于电力供应，需要结合不同的情况选择不同的方案，如果高速公路段路面较为宽广，且治安措施很到位，那采取经典的外接长电缆供电就可以满足很好的要求；而如果高速公路的路基铺设电缆不好，并且距离供电站较远，那采取太阳能供电较好，在确保电力供应正常的情况下，还可以预防电缆被盗等风险。对于不同的情形，选择不同的措施，有利于解决电力供应的关键技术问题。

3.4、监控布点及数据采集设备布点

（1）监控摄像机布点

视频全程监控点到点距离间隔500m、1km、1.5km的监控是今后高速公路视频监控的几个选择点,且相邻选择点方案的投资基本上是

成倍增加,因此选择好监控点距是整个系统投资的关键。从现有摄像机镜头成像来看，基本上500m左右是它的最佳成像范围，大于这个距离成像效果下降,因此500米单方向的监控肯定是最佳的方案。但这个方案却是投资最大的方案，因此建议1km的双向监控，采用15m 左右的立杆，双向拍摄两个方向的情况。这样两个监控点相对的摄像头的交点正好是在监控点距的中间，能实现比较好的成像效果。如果由于成本控制方面考虑，采用1.5km的方式通过变焦镜头、云台控制等也可以实现视频全程监控，但是监控力度相较1km的方式有所下降。为了兼顾投资成本和效益，可以采取在安全隐患区域的重点路段考虑1km的方式，在其他非重点路段考虑采用1.5km的方式，特殊重要路段采用摄像机点位加密布控方式。因此在进行全程视频监控方案设计时，监控力度与系统投资是成正比的，合理选择监控点距及监控摄像机类型是平衡监控与投资的重要条件。另外，视频监控设备位置选择还应兼顾信息显示标志位置合理布设。

（2）交通流检测设备布点

高速公路路段上，每间隔1-2公里应设置一处交通流检测设备（首选微波检测器，装在路侧，检测双向交通流）；高速公路沿线特大、大桥，特长、长隧道上游路段，应设置交通流检测设备；高速公路互通立交桥区、分流比例大于15％的分流匝道，应设置交通流检测设备；

（3）气象检测设备

高速公路沿线易出现积水、结冰、下雾等异常气象情况的路段，应设置具备相应检测功能的气象检测设备；

（4）信息显示标志

信息显示标志位置宜设置在高速公路出口上游，（根据出口下游关联路线复杂或重要程度，选择不同类型，单悬臂双基色或嵌入式复合屏）、高速公路上常发阻塞点上游分流节点之前、高速公路与可替换道路的路径选择点之前、高速公路与国省道、快速路、城市主干道交叉口或互通立交之前。

3.5、摄像机选型

摄像机的选型也是对投资的成本影响的关键因素，在“安全隐