高速公路道路监控系统的相关探究

张献钧

高速公路道路监控系统是智能交通系统中十分重要的构成部分，同时也是确保高速公路管理工作安全有效运行的重要手段。本文从影响高速公路道路监控系统的因素展开研究，对高速公路道路健康系统的构成及监控系统技术进行了分析。

一、影响高速公路道路监控系统构建的因素

（一）日益增长的交通压力

伴随着高速公路的发展，汽车拥有量的增长速度更加迅猛。汽车数量增多，带来的不仅仅是交通拥堵，随之而衍生的违规驾驶、交通事故，都将大大的影响高速公路的安全性和便利性，提升高速公路安防监控的难度。

（二）不可预测的天气变化

高速公路区分于普通公路的一个重要特点是线路短，人们可以用更短的时间到达目的地，实现方便、快捷的跨省出行。这些也是导致高速公路建设中遇山开山、遇水穿水、无路架桥的特性，复杂的室外环境、巨大的空间跨度，要求高速公路安防监控产品的成熟性、稳定性，以节约维护成本。

（三）高速发展的遗留问题

高速公路迅速发展，相配套的监控产品更新换代速度也较快，现有高速公路监控系统中模拟系统与数字系统并存，既包括以硬盘录像机为代表的数字化的监控系统，也包括以网络视频服务器、网络一体球为代表的网络化监控系统。另外，不少地区已建设好的高速公路监控系统，如何实现系统的扩容、与上级系统的联网等扩建、改造需求，都是我们面对的现实问题。

二、高速公路道路监控系统的构成

高速公路道路监控系统包括监视设备、外场监测设备、监控中心计算机网络、紧急电话通讯设备和信息发布设备等部分。下面就这些部分的具体内容进行阐述：

（一）监视设备。监视设备可以采用闭路电视（CCTV）等设备，它主要布置在高速公路的关键路段来对该处的交通情况进行实时的检测。

（二）外场监测设备。该设备主要是为了对于道路交通和气象进行监测，通过借助外场车辆监测器来对高速公路各路段上的车流量、车长、车速以及占有率等信息进行采集;通过借助外场气象监测器来对高速公路各路段上的风速、湿度、气温、降雨量、路面温度和结冰情况等信息进行采集。

（三）监控中心计算机网络。通过在道路监控中心设立计算机网络系统，可以实现对交通数据和图像等信息的采集、分析、显示和存储。

（四）紧急电话通讯设备。为了方便人们在出现紧急问题后可以及时地获得道路管理人员的帮助，在高速公路的适当位置需要设置紧急通话设备，一般每隔一公里需要设置一部紧急通话设备。

（五）信息发布设备。为了向高速公路的道路使用者发布各类实时的交通信息，需要在高速公路上设置可变情报板和可变限速标志。

（六）设备通信。监控设备的监控信号一般按照“光端机—光纤—光端机”的传递路径传送至监控中心，而各个外场设备则需要通过“调至解调器—电话线—调至解调器”的连接形式来连接至监控中心上的计算机串口上。如果涉及到的外场设备较多，则需要借助多串口卡擴充计算机的串口，借助交换机来组成一个局域网。

三、高速公路道路监控系统关键技术

（一）控制策略

高速公路道路监控系统监控系统主要包括闭路电视了系统、信息采集了系统、交通事件检测系统、信息发布与控制了系统等，其功能的实现必须是各了系统协调有序工作，同时该系统功能的有效发挥，还涉及到与路政、养护、交警等部门的联动问题。

监控系统管理者首先借助闭路电视摄像机、车辆检测器、紧急电话等外场设备的信息采集，通过中心计算机系统的处理及判定，再在道路服务情况发布给外场门架式或立柱式可变情报板以进行信息发布及交通告警;如系统出现交通事件告警，则利用闭路电视摄像机和日常巡逻车辆对发生的情况进一步确认及全程跟踪处理，进行信息发布及交通控制，同时出动人员进行现场调度或救援，加快交通事件处理效率，防范交通事件影响进一步扩大。

（二）道路监控系统外场设备布设

高速公路道路监控闭路电视监控系统外场设备的布设，直接影响到系统总体功能的实现及投资额度。其布设准则，主要受外场设备一道路摄像机功能状况及道路线形影响。性能优良的摄像机一般最远摄像可远达1km，但此时摄像质量已不能为人眼所辨识，在距离800m左右的范围内时，其摄像清晰可辨。因此，考虑到系统投资经济性，高速公路道路监控闭路电视监控系统外场设备布设可以选择2km一个，特殊线形及重点路段可适当加密的布设原则。

（三）信息发布及交通诱导控制

通过技术手段提高路段通行能力，为出行提供更为便捷舒适的交通服务，不仅是高速公路道路监控系统出发点，也是其最终归属。因此，信息发布及交通诱导控制系统是高速公路道路监控系统的重要组成部分，否则，其将只能仅仅实现监视功能，而严重制约系统整体功能的实现。信息发布及交通诱导控制系统主要通过收费站区及路段可变情报板等外场设施，使路段使用者获知相关交通信息以进行相关行驶决策，进而实现交通诱导控制。

（四）高速公路道路监控防雷保护技术

当电源线或信号线等穿越不同的保护分区时。因电磁感应的作用，会产生较高的过电压，影响室内设备的安全。因此，需安装相应的过电压保护器，对设备进行保护，同时需要作相应的等电位处理。在不同的保护分区，所采用的防雷器级别是不同的。

1.外场设备防雷

外场的远端监控设施因距监控室较远，采用就地综合接地。综合接地电阻小于4Ω。接地体采用 50X50X5 镀锌角钢，接地网线采用 50×5 镀锌扁钢。接地网线间续接、与接地体的连接均采用满焊焊接。

2.电源防雷

为了避免高电压经过避雷器对地放电后的残压过大或因更大雷电流在击毁避雷器后继续毁坏后续设备，以及进一步防止电缆遭受二次感应，通常选用EPP20T/S电源避雷器，，其主要指标为：每路流通量：20kA，每路最大持续耐压：275Vrms 一 320Vrms，保护电压：1.0kV，响应时间：<25RS，功能特点：可视告警，保护级别：D 类。

3.信号防雷

为防止电气控制开关在转换过程中产生的操作过电压以及附近发生雷击时形成的强大瞬变磁场（感应过电压）危害低压和弱电控制系统，也有必要对弱电控制系统（主要是 PLC 模块、微电子设备等）进行保护。信号避雷器主要是选择其恰当的频率、保护电压、接口形式、放电电流和插入损耗等。

总之，高速公路道路监控系统作为一种道路检测手段，通过对其有效利用可实现交通信息的高效处理，避免重大交通事故的发生，同时也可以为司法判定交通事故的责任人提供确切的证据等。因此，优化高速公路监控系统的设计和管理意义重大。