研究分析高速公路的智能交通管理控制系统

石荣昌　姚希敏

【摘要】高速公路以其大流量，快速，安全，舒适等特点在道路交通中扮演了重要的角色，为改善我国交通运输状况作出了巨大贡献。高速公路智能交通管理与控制系统的建设，关系着国民经济的快速发展，同时也关系着高速公路自动化管控质量和效率。本文简述了高速公路智能交通系统的涵义，对高速公路智能交通系统的技术功能进行了研究分析。

【关键词】高速公路；智能交通；系统功能；监控系统；

高速公路智能交通管理与控制系统的建设将大大提高高速公路的管理和服务水平，使服务系统、管理系统、监测系统达到最大化优化与协调配合，为政府、交通行业主管部门、交通管理决策者以及交通使用者提供全方位交通信息服务。因此，实践中应当加强高速公路智能管理与控制技术创新，不断将先进的智能技术引入到高速公路交通管理实践之中，以确保我国高速公路建设事业的可持续发展。

一、高速公路智能交通系统的涵义

所谓智能交通系统，其主要是由原来的智能车辆道路系统演变而来，智能交通系统首先将一系列相关信息、电子传感、数据通讯传输以及电子控制和计算机网络信息处理等方面的技术，有效地应用在现代交通运输管理与控制体系之中，并以此为基础使其在较大范围内可以充分发挥其作用的交通综合管理系统。对于智能交通系统而言，其有一个英文简称，即ITS，它主要是以车辆、人员以及高速公路为基本控制要求，目的在于实现上述各因素之间的和谐与相互配合，从而提高高速公路的运输质量和效率，最大限度的缓解高速公路交通阻塞，对于全面提高高速公路网络系统的运行能力、降低交通事故，具有非常重要的作用。

二、高速公路智能交通系统的技术功能分析

1、通信系统功能。对于高速公路智能交通系统而言，最基本的功能就是信息通讯，同时通信工程也是高速公路交通管理与控制的重要内容，为高速公路的生产运营、事故处理以及工程项目养护和通行收费等活动，提供了信息保障，并且为确保高速公路的畅通性、提高服务质量水平，提供了基础。通常情况下，通信系统的作用是为高速公路日常管理与控制、收费系统等，提供话音业务、图像以及信息数据的重要传输通道，在确保高速公路运行安全可靠性方面，发挥着巨大的作用，同时也是高速公路高效运营、现代化发展的必然要求。从现有的通信技术条件来看，高速公路通信系统主要包括两种具体的实现方式，即SDH光纤数字传输系统、千兆以太网技术。对于专用通信网而言，其可有效提供话音、非话音业务服务活动，其中话音业务又分为业务电话、调度电话以及对讲电话等内容；而非话音业务则主要是作为高速公路收费、系统监控以10M或者100M以太网以及RS232等信息数据传输的重要通路，在高速公路智能交通管理与控制过程中，起到了非常重要的作用。

2、高速公路智能收费系统功能。对于高速公路的智能收费系统而言，通常以收费站、收费车道、运营收费中心以及收费结算中心等四级为主要的收费体制，其中各站点均以计算机设备为基础，通过以太网交换机实行网络化连接。从收费车道上收集到的原始数据，经计算机网络系统实时、准确地传送给收费站，后者再将收到数据信息集中在一起，然后发送到收费结算中心、以及运营收费中心。从实践来看，该系统实施的是封闭收费模式，主要以车型的人工识别、人工收费以及电视监控和检测器核对为基础，采取的是半自动式收费模式；在全省联网收费的基础上，对货车进行计重收费。上述为传统的收费模式，如今比较常用的是不停车收费系统，简称ETC，是目前最重要的智能交通管理系统内容。同时，还包括一些非现金支付方式，比如高速公路联网收费中的兼容电子不停车收费与人工半自动收费组合技术，将非接触式的IC卡作为高速全程通行卡，或者专门为ETC和非现金支付应用而发行的双界面CPU卡，这在广东等省份已经开始应用。再如，江苏省设置了专门应用在高速公路费缴上的预付卡，简称苏通卡通，用户可以非现金支付的形式，支付通行费。只要会员车辆通过ETC栏杆，感应器就会自动抬起，并且将该车辆的行车费用自动扣除，只需车站到相应部门办理通行卡，然后定期向卡上存钱即可，行车过程中即停即走，大大提高了高速公路的运行效率，加快了高速公路收费道口的实际通过速度。

3、智能交通监控系统功能。对于交通监控系统而言，其主要包括监控中心、外场设备，其中监控中心又由计算机系统、投影设备、闭路电视监视设备以及持续断电源系统构成。在监控中心，可通过计算机系统实现局域网结构上的视频接入、语音信息和相关数据的统一管理，从而构成多媒体信息管理平台。同时，该系统具有很强的扩展性，而且可实现24h不间断工作。对于高速公路智能监控系统而言，其主要分布在收费站位置，并对道路全程实施监控。而对于收费智能监控系统而言，其主要是对车道、广场以及收费亭收费状况进行监管，对收费车道上的车辆种类、收费人员操作过程以及各种突发性事件进行实时观察与记录，并对工作人员、缴费人员的行为进行实时监控。对于道路监控系统而言，其主要是对整个高速公路的主干线、立交以及隧道等路段进行全程监控，随时掌握高速公路路况信息，对各种交通阻塞路段以及违章车辆进行监视，必要时给予其正确的引导，以确保高速公路安全畅通。

目前主要的智能交通监控系统是RFID系统，它是由读写器、标签以及一定数量的天线共同组成。其中读写器与电子标签是以耦合形式实现能量交换的，这对于读写器与电子标签间的正常通讯具有非常重要的作用。在现代高速公路智能交通监控系统中，尤其是车载机上引入了RFID技术，该技术为有效解决实践中存在着的短程数据读取问题，具有非常重要的作用；同时，该技术对高速公路上的RFID电子标签实现了循环扫描，当读一次电子标签上的ID时，车载机上的主控芯片都会对该ID号进行全面的对比分析，并将结果通过GPRS、或者GSM网络，传给高速公路上的监控中心，从而实现对高速公路的智能交通管理与控制。

在该智能交通管理与控制系统中，车载机是最为重要的，它是该高速公路智能交通管理与控制系统的触角，主要责任在于对高速公路、驶入高速公路的相关车辆信息数据进行采集，并且有效接收高速公路智能交通监控中心恢复的相关信息和数据。对于车载机而言，其主体构件主要有RFID模块、GPRS功能模块，其中RFID模块的主要功能在于对应用车载机车辆位置、车速信息进行确定；而GPRS模块的主要作用在于利用GPRS、或者GSM网络技术，来实现高速公路智能交通控制中心与车载机之间的远程数据信息交换。

结束语

高速公路交通管理与控制是一个包括人，车，路相互作用的复杂的巨型系统，传统的高速公路管理和控制方法因其局限性很难达到满意的效果，从而影响人们的出行，并且会制约我国的经济发展，因此需要以智能化的思想和智能工程来代替人工解决这个巨型的复杂问题。高速公路智能化交通管理与控制系统的建立主要围绕高速公路服务系统、管理系统、监测系统三大核心业务应用系统，以及面向不同的对象提供相应的功能，促进我国的交通事业的发展，从而保证我国经济的可持续发展。

参考文献：

[1]黄兴.浅谈高速公路中的智能交通系统[J].城市建設理论研究（电子版），2013，（18）.

[2]于立群.智能交通技术在高速公路安全管理中的应用[J].黑龙江交通科技，2013，（2）.