摘要：作为交通运输重要手段的高速公路在日常交通中发挥着重要作用。高速公路与一般公路相比具有设计标准高，行车速度快、线型好以及交通流量大等特点，要是不采取先进的管理措施，在气候恶劣和交通量大的情况下，极易发生交通堵塞与交通事故，而在此时，电子监控系统就在智能交通运输中发挥着非常重要的作用。基于此，本文就围绕高速公路监控系统设计展开分析。
关键词：高速公路；监控系统设计；要点
1、高速公路监控系统设计的概述
高速公路监控系统是对高速公路交通流运行状态、道路设施状态和交通环境状态进行检测与控制，是实现高速公路安全行车和道路畅通的基本要求和重要手段。
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、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、高速公路监控系统的设计原则
2.1先进性与适用性
系统的技术性能和质量指标应达到国际领先水平；同时，系统是面向各种管理层次使用的系统，其功能的配置以能给用户提供舒适、安全、方便、快捷为准则，其安装调试、软件编程和操作使用又应简便易行，容易掌握，适合中国国情和本项目的特点。
2.2可靠性与安全性
系统的设计应具有较高的可靠性，在系统故障或事故造成中断后，能确保数据的准确性、完整性和一致性，并具备迅速恢复的功能，同时系统具有一整套完成的系统管理策略，可以保证系统的运行安全。
2.3开放性
以现有成熟的产品为对象设计，同时还考虑到周边信息通信环境的现状和技术的发展趋势，可以消防、防盗、聚光系统实现联动，具有RJ-45网络通讯口，可实现远程控制。
2.4经济性与实用性
充分考虑用户实际需要和信息技术发展趋势，根据用户现场环境，设计选用功能和适合现场情况、符合用户要求的系统配置方案，通过严密、有机的组合，实现最佳的性能价格比，以便节约工程投资，同时保证系统功能实施的需求。
2.5可扩充性
系统设计中考虑到今后技术的发展和使用的需要，具有更新、扩充和升级的可能。并根据今后该项目工程的实际要求扩展系统功能，同时，本方案在设计中留有冗余，以满足今后的发展要求。
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3、高速公路监控系统设计的要点分析
3.1监控系统的整体设计
在高速公路监控系统设计中，首先要设计道路沿线监控，一般采用EPON组网，路况监控球机接入前端编码器，多个编码器通过一根EPON光纤接到中心交换机上，布线方便节省光纤资源。收费站/服务区监控系统的设计是配置球机/枪机连接到编码器，编码器通过电口或SFP光纤接入交换机中。监控中心的设计是配置管理服务器和基于IPSAN技术的NVR网络录像设备，配置相应的客户端和解码设备，实现对电视墙的控制管理。监控中心一旦发现道路出现意外情况，即时通知相应部门进行紧急处理；同时可以通过电子情报板即时通知在道路上行驶的车主，避免给车主带来影响。
3.2监控系统的功能设计
3.2.1信息采集功能。信息采集功能是运用监控系统对路面出现的状况进行图像的采集，主要包括气象、能见度信息、交通流信息、接受和记录违规信息、收集其他监控设备的信息。
3.2.2信息处理和显示功能。在此系统中，我们通常要把信息采集的数据进行分析整理，对交通异常情况进行确认，这就是所谓的信息处理功能，通过此功能可以对交通运行的状态正常与否进行判断和预测，值班员也可以根据实际情况制定出相应的解决办法，在相关部门确定后进行对交通异常情况的处理。
3.2.3控制功能。评价监控系统的好坏最关键的就在于是否对交通环境进行及时准确的监控。对于可变化车道的标志进行人工的修改和打印。能够独立分析和处理图像的信息，值班员也可以根据实际情况对突发事件提出解决的方案，进行修改确认后再执行。根据摄像机的预留位置进行与其他设备的联动设置。道路沿线的摄像机，可通过变焦转换镜头的方式进行某个位置的具体监控。
3.2.4查询和报表统计功能。系统的年月日报表按预先规定的内容和格式进行，气象、交通，各项事件和事故的报表都是报表包括的内容。值班员可以随时随地进行历史数据和当前数据的查询，也可以进行预案和地理查询。
3.3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。
3.4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。
结束语：
高速公路监控系统是高速公路控制系统的重要组成部分之一，为高速公路提供了有效的交通管理、控制、监视、诱导，是交通监控的良好手段。目前我国已经初步形成了高速公路网络，但是在高速公路监控系统方面的建设相对滞后，尤其是联网收费和道路监控方面与发达国家还存在不小的差距。因此，我们要逐步完善高速监控系统，使其发挥最大的作用。
参考文献
[1]金明.基于GIS技术的高速公路监控系统应用[J].公路交通技术，2014.
[2]杨哲.高速公路监控系统设计与实现[D].天津大学，2010.
[3]庄启成.高速公路监控系统建设分析[J].中国高新技术企业，2015.
论文作者:杨穗生
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第23期
论文发表时间:2018/1/12
标签：监控系统论文; 高速公路论文; 交通论文; 信息论文; 功能论文; 系统论文; 分系统论文; 《建筑学研究前沿》2017年第23期论文;