浅析高速公路监控系统

摘 要:交通监控是对高速公路交通流运行状态及其交通设施和交通环境的监测(视)与控制。文章在分析高速公路监控过程基础上,对于高速公路监控系统的结构问题进行探讨,并对于监控中心的相关组成方案进行分析,有利于我国高速公路建设。

关键词:高速公路,监控过程,监控系统结构

中图分类号:U491 文献标识码:A文章编号:1006-8937(2009)24-0093-01

高速公路交通工程机电系统由收费系统、监控系统、通信系统三大系统,以及照明和通风系统和供配电系统组成。收费系统对道路的使用者按既定的费率征收通行费,以回收道路建设投资。通信系统为收费和监控系统提供信息传输的通道。监控系统是三大系统的核心,它对高速公路交通流状态和交通环境进行监测,并根据需要对交通流进行诱导和控制,保证车辆运行畅通、减少交通事故、降低事故的危害性。高速公路监控系统由外场监控设施、站场监控室和各级监控中心组成,是实现高速公路运行管理的重要手段[1,2]。

高速公路监控系统是智能交通系统(ITS)的重要组成部分,在我国的ITS的框架中属于第五个服务领域(紧急事件和安全系统)。目前我国的高速公路网正以较快的速度建立和完善,有效地提高了我国的道路快速运输的能力。与此同时,由于我国的经济持续、快速、健康的发展,产生了大量的质量要求较高的道路运输需求,因此在某些高速公路易产生交通拥堵、交通事故频发、交通混乱的地段,为了提高高速公路的有效利用,高速公路监控系统应运而生。

1监控过程

交通监控过程如图1所示。输出为车辆运行状态,输入为控制指标,受控对象为交通流,道路、交通和气象环境等各种影响交通流的因素作为系统的干扰输入;表征交通流状态特征的信息历经采集、处理、决策和执行各个环节,遵循反馈控制原理,按预定指标完成控制任务。

2高速公路监控系统的结构

监控系统控制方案的确定与执行的基础是一个结构完善,功能齐全的监控控制系统,高速公路监控系统由监控中心,外场设备和通信传输系统构成。监控中心由交通状态检测子系统和交通控制子系统组成;外场监控系统由交通信息采集子系统和交通信息提供子系统构成。

高速公路监控系统控制策略的形成包括以下几个方面:①通过车辆检测器、气象检测器采集到现场交通参数及气象信息参数并利用控制计算机进行事件的自动判别,并通过其它途径,包括巡逻车、养护车、路上工作人员等获取交通事故及路面维护等信息,以及从紧急电话,业务电话获取车辆事故的信息;②高速公路外场摄像机是观察高速公路上交通状态和确认事件的最重要最直接的手段,每台摄像机视频图像窗口初始位置均设置在能覆盖各自区域的相应预置点上,例如出现紧急电话报警时,会有对应的外场摄像机将紧急电话附近的区域迅速锁定,以保证路上任何一点发生事故,均能在相应的视频监视窗口观察并对事件进行确认。③事件确认后,由计算机系统自动形成控制方案由工作人员确认正确后执行,方案包括出动救护、排障等车辆、通过情报板、路侧广播向道路使用者显示警告、限速、车道关闭甚至道路关闭等信息以引导或疏散交通流,并通过业务电话向医院、消防、交警部门报警要求协调处理。

3 监控中心

监控中心是介于信息采集子系统和信息提供子系统之间的中间环节,是监控系统的核心部分。它的主要职能是信息的接受、分析、判断、预测、确认、交通异常事件的处理决策、指令发布、设备运行状态的监视和控制等。监控中心通常由计算机系统、室内显示设备和监控系统控制台组成。根据公路里程的长短、道路状况和监控功能需求的不同,监控中心有集中式和分布式等形式。对于集中式而言,一条高速公路只有一个监控中心;对于分布式而言,一条高速公路设一个监控中心,下辖若干个分中心,每个分中心管辖一个路段、一座大桥、一条隧道或一组匝道控制设备。对于高速公路网而言,监控系统的规模更大,需设路网监控中心对各高速公路监控中心进行协调管理。

根据监控系统的功能要求,监控中心主要硬件设备应包括综合控制台、显示设备和计算机系统。

3.1 综合控制台

综合控制台位于控制中心,根据功能应包含如下几个基本单元:①交通监控单元,交通监控单元是操作员进行高速公路交通监视和控制实时操作的场所。②紧急电话控制单元,控制台上的紧急电话控制单元与高速公路上的紧急电话连接。③闭路电视控制单元,闭路电视控制器、彩色监视器、录像机等组成置于控制台的闭路电视控制单元。综合控制台包含控制台本身及设置在控制台上各控制单元的设备。操作员通过综合控制台上的各控制单元,实施对高速公路的交通监测、控制、异常情况处理及系统的日常维护。

3.2显示设备

监控中心的显示设备是指除CCTV的监视器和计算机显示屏之外的其他显示设备,主要包括大屏幕投影仪和大型地图板两类。显示设备可以将道路、交通的信息直观、形象地提供给监控操作人员,以便其迅速、全面地掌握道路及交通运行状态。

3.3计算机系统

①硬件构成监控中心的计算机系统早期多以大、中、小型计算机为主要机型,随着微机技术的发展,目前在我国多以微机网络的形式建立起来,这种网络的计算机系统硬件构成相对比较单纯,基本的硬件设备包括如下内容:系统主机;交通控制计算机;彩色图形计算机;通信计算机;显示器、打印机等外设。②系统支撑软件。系统支撑软件包括网络管理软件、操作系统、数据库软件及应用软件的开发工具等。

4结语

文章阐述了高速公路交通监控系统的目的、功能、监控过程、提出监控系统的设计原则和监控系统设计的几个关键性问题。监控中心承担交通信息的接受、分析、判断、预测、交通异常事件的处理决策、指令发布、设备运行状态的监视和控制等任务,是高速公路监控系统的核心,因此本章对监控中心的相关问题进行分析。

推荐访问： 浅析 监控系统 高速公路

---