高速公路监控系统设计方案论文

1监控系统总体功能

(1)信息采集:通过视频监控、交通数据信息采集系统，为交通管理人员提供各路段区域的交通路段状况。

(2)数据处理:系统通过对信息采集系统采集信息进行交通状况监测的模型算法，能够检测拥挤与确认拥挤类型，提高系统的自动化程度。

(3)信息:通过可变信息标志等外场信息设备及网络等多种方式交通信息，将实时交通信息传递给车辆，以便驾驶员安全、及时地适应交通变化，有利于交通流在时空上得以合理分布，充分发挥道路运行能力和交通服务水平。

(4)信息共享:形成以路段监控分中心为道路交通信息源头，以存储与共享平台为枢纽的信息共享与交换体系。

2监控系统需发挥的作用

(1)重点做好立交区、长下坡、易多雾积雪结冰路段、隧道及沿线设施的交通运行状况的监测，并注意长下坡路段降雨、横风的情况，做好该气象条件下的交通流疏导提示。

(2)能够实现在大监控业务量中，快速、准确的提取出交通隐患和交通事故信息，并在第一时间发出警报，使交通管控人员能够快速做出相应，并通过联网监控，迅速通知监控中心，开展联动救援，在最短时间内采取有效措施，控制住事态的范围和规模，保证整个高速公路运营的安全有序。

(3)如果路段所在区内存在冻雨、大雾、冰凌等季节性气象灾害，运营管理宜作两个工况考虑:①晴好天气等条件下的正常交通;②冻雨、大雾、雪、结冰等条件下的非正常交通。

3监控外场设备布设方案

(1)摄像机

路段监控采用视频全程监控的模式，在重点区域(连续长下坡、服务区、特大桥、小半径路段、自救助匝道、季节性多雾及结冰路段)设置摄像机，实现无盲区覆盖。其余一般路段每间隔2km设置1套摄像机，均采用激光夜视高清摄像机，隧道作为重点监控区域已由隧道机电专业设置了摄像机。

(2)气象检测系统

云南境内的重要路段，某些高速公路路线途径的地区群山连绵，山地、沟谷、丘陵、河谷平原和山间盆地相互交错，桥隧比极高，冬季易出现雨、雾、雪、冰等情况，再加上连续长下坡等因素，会对道路行车安全产生不利影响。按照交通运输部及中国气象局《公路交通气象观测站网建设暂行技术要求》的相关规定，结合地域气候特点，干线公路需要设置两种类型的气象观测站:局地站和普通站。局地站代表的是较短路段、特殊地形地物处或桥梁结构物的特定交通天气状况，如低能见度大雾频发路段、易结冰桥梁、易发生水淹水毁路段等，主要针对局地恶劣天气频发且严重影响交通的气象条件。普通站代表的是较大范围或较长路段的一般天气状况，主要是为满足路线、路网层次的气象信息需求，起到加密和补充气象观测网的作用，支持公路及其沿线天气状况的监测与预报，有利于提高天气预报的准确性和精细程度。普通站尽可能选取在相对开阔无遮挡的地方。局地站:在同样低温的情况下，隧道洞口路面及特大桥桥面相对路基段更易结冰。桥隧比超高，路基段少，桥隧相连的情况十分普遍，特别是海拔2000m以上的地区冬季气温较低，易出现大雾，上述问题将更加突出。针对上述情况，结合特大桥、隧道的分布情况，需在桥隧相连的特大桥、超过500米的单独特大桥附近均设置了遥感式路面状态及能见度检测器作为局地站，使运管部门及时掌握路面状态(干燥、湿滑、水冰雪等覆盖物)、能见度(雨、雾、霾、沙尘等造成能见度降低的原因)，对外提供实时准确地公众服务信息，对内及时有效地调用相应的人力物力资源，采取路面处理等措施消除危险隐患。普通站:气候具有垂直分带明显、水平变化不大的特点，按照布设间距，根据海拔分布，在具有典型区域气候特点地区均设置全要素气象检测器作为普通站，与路段或桥梁摄像机合并设置，配合摄像机的视频检测功能，及时掌握区域气象条件，采取有效的交通控制措施，实现异常气候条件的安全管理。

(3)信息标志

某些路段桥隧相连的情况普遍，路基段较少，上述区域发生异常事件时，车辆无法掉头或掉头困难，这就更加增大了紧急情况下交通组织和事故救援的难度，只有互通立交是高速公路向区域路网进行交通疏散的唯一手段，因此根据构造物的分布特点，需要砸在交通管控的重要位置设置情报板用以路况信息，引导车辆行驶，辅助完成交通组织。结合立交分布特点，立交附近设置F型情报板，在交通量较大的立交设置门架式可变情报板。服务区两侧均设置服务区信息标志，用以向驾乘人员提供路况消息，隧道洞口作为交通组织的重点区域已由隧道机电专业设置情报板。

(4)车辆检测器

根据规范，在各立交、主线站附近均设置车辆检测器用以反映路段内交通流分布情况，采用在云南省已广泛使用并且效果较好的双波长微波车检器。

(5)交通量调查站

按照《国家高速公路网交通量调查观测点布局规划》的要求，属国高网项目路段需要设置一类调查站和二类调查站。一类调查站的调查数据以反映路网宏观交通量特征为主，主要为宏观决策提供支撑，在功能上兼容二类调查站;二类调查站的调查数据以反映道路运行状态和运行质量为主，主要为路网监控、应急处置、公众出行信息服务提供信息支撑。具体设置方案如下:一类调查站:根据里程长度，设置于交通量平稳路段，与全程监控摄像机合并设置。

4传输模式

(1)外场设备

监控数据与视频图像均采用全数字的传输方式，所有外场监控设备通过工业以太网交换机接入收费站内的视频传输交换机，再由通信系统提供的以太网电路上传至监控分中心。各交换机之间利用主干光缆组成千兆光纤自愈环网，保证数据、图像传输的稳定可靠性。

(2)隧道监控设施

各隧道视频图像、控制信号先传输至隧道管理所视频传输交换机，再由隧管所上传至站内通信点，最后经通信系统汇总至监控分中心。

(3)网络性能要求

路段分中心内部网络及外场设备至路段分中心互联的IP网络性能指标满足《IP网络技术要求－网络性能参数与指标》(YD/T1171－2001)所规定的1级(交互式)或1级以上服务质量(QoS)等级要求。具体指标如下:网络时延上限值为400ms;时延抖动上限值为50ms;丢包率上限值为1×10－3。

5高清摄像机的应用

高清技术的应用大大提高了高速公路全程监控系统功能的全面性，使其能够兼顾公安交通管理、交通运输管理、高速公路运营管理方面等多方面业务需求。立交、服务区、隧道洞口、收费广场、特殊路段(避险车道、长大下坡、季节性气象灾害路段)是高速公路中的重点监控区域，为了管理单位能对上述区域有更直观、清晰的了解，减少监控死角，设置高清网络摄像机。和普通摄像机相比，高清摄像机具有以下显著优点:更高的解析度:1080P的分辨率则是目前标清D1的5倍左右，即能提供大范围的视野场景，又能提供丰富的细节，给用户带来更直观的视觉感受。采用H.264作为编码标准，提供标准以太网的作为输出接口，可方便地实现视频图像的大范围联网监控。

作者:李孜陈晨单位:云南省交通规划设计研究院