高速公路机电监控系统的设计研究

摘 要：高速公路机电监控系统基于当前的道路环境下，对道路中相关信息进行实时的采集和分析处理，如果发生突发的交通事故或者其他意外事故，引发交通产生拥堵时，高速公路机电监控系统提醒相关工作者积极采取必要的措施解决问题，从而提高了高速公路的安全性和稳定性。

关键词：高速公路;机电;监控系统;设计

一、 高速公路机电监控系统结构

高速公路机电监控系统包括总中心监控设施、分中心监控设施、气象检测系统、交通诱导标志、信息发布系统等，整个系统也可以分为硬件部分与软件部分，其中硬件部分包括闭路电视设备、信息显示设备、存储办公设备等，而软件系统则包括信息安全软件、数据库软件、信息发布软件、信息采集软件等，由此高速公路机电监控系统便能够较好保障高速公路行车安全与道路的通畅，交通诱导与控制工作的高质量开展也能够由此实现。而按照设备进行分类，高速公路机电监控系统还可以分为办公存储设备、信息显示设备、信息安全设备、闭路电视系统、信息采集子系统，其中信息采集子系统能够通过超声波、红外、微波、视频等检测设备实现道路交通状态信息的采集，同时还能应用气象检测仪等设备实现气象环境等信息采集，交通控制策略的制订由此即可获得有力支持;而信息显示设备则主要包括可变限速标志、地图板、可变情报板，示交通诱导信息属于这类设备的主要功能;闭路电视系统则主要由光端机、网络视频编/解码器、视频矩阵主机、视频分配器等组成，这类设备主要负责高速公路特殊构造物交通状况的监视。

二、 高速公路监控系统有关设计研究

（一）前端系统的设计

1. 色彩一般的摄像机在色彩方面分为黑白和彩色。相比较彩色摄像机而言，黑白摄像不仅本身更加灵敏，更加适用于光线不足或者夜间灯光不足的区域，而且在水平清晰度方面，也比彩色摄像机更加清晰，同时价格优势也较为明显。而彩色的摄像机所拍摄到的图像，在衣服和场景的区分方面较为便利，可以有利对现场进行明显的区分。

2. 清晰度受到电视制式的影响，摄像头在垂直清晰度方面，受到一定程度的影响。而在水平清晰度方面，常采用人眼在观看到电视图形时，图像呈现的水平细节的清晰度的量度情况，一般采用电视线TVL表示水平清晰度。在进行高速公路机电监控系统设计时，如果选用黑白摄像机，一般采用500线以上的水平清晰度;如果选用彩色摄像机，一般采用400线以上的水平清晰度。

3. 照度设计要求对于单位面积上，阳光照射的所接受的光通量被称为照度。对于高速公路的摄像机而言，其灵敏度就是以照度来进行表示的。将特定的测试卡作为摄像机的目标，当起镜头光圈调整为0.4时，对其光源照度进行调节，同时对其输出端的视频信号幅度，借助示波器对其进行测量，确保其控制在10%左右，这个时候所得到的测试卡照度就是摄像机的最低照度。

4. 同步为方便高速公路的远程管理工作，采用的摄像机应具备电源和外接信号的同步功能。对于电源同步的选择，一般采用由高速公路的监控中心提供的交流同相电源。

5. 电源摄像机的电源一般采用交流220V、交流24V以及滞留12V。在高速公路机电监控系统设计过程中，應结合现场的实际情况，对摄像机的电源同步进行选择，必要时可以采用外同步的方法，实现系统同步进行切换。

（二）传输系统的设计

由于高速公路机电监控系统的图像采集现场和控制中心之间存在一定的距离，需要借助传输系统对前端采集到的图像信息进行传递，同时还要将控制中心发出的控制指令，反馈到执行现场。在设计时，主要包含对视频信息的传输以及控制信息的传输两种。

（三）控制系统

1. 数字化图像监控系统实现对视频信号的传输功能，可以在较短的距离内，实现信号的无衰减传输，一般超过200米以上，就会出现衰减问题，需要进行补偿放大处理。而数字化图像监控系统，借助了先进的计算机网络技术和多媒体技术，可以对高速公路采集到的图像信息进行高清晰和高同步的传输，在高速公路机电监控系统中的应用日渐广泛。

2. 数字硬盘录像系统设计使用数字硬盘录像系统，可以为高速公路机电监控系统的数据进行压缩保存。相关管理人员在进行所需的图像记录查询时，可以进行任意检索。相比较传统的硬盘储存设备，大幅度降低了相关管理人员的工作量，提高了他们的工作效率。而且，采用数字记录的方式，可以提升图像的抗衰减和抗干扰性能，无论相关数据被回放和检索多少次，都不会影响图像的质量。

（四）显示系统

1. 监视器对高速公路前端采集到的图像信息进行呈现，如果设计时选用的黑白监视器，则监视器的水平清晰度应高于600线;如果设计时选用的彩色监视器，则监视器的水平清晰度应高于350线。

2. 录像机主要是对实现系统的记录和重放。如果摄录像系统和安全报警系统进行联动式，也应对其配备单独的录像机设备。

三、 结语

综上所述，通过设置高速公路机电监控系统，不仅帮助相关管理人员可以及时掌握实施交通情况，对一些违章行为进行记录跟踪，而且提升了高速公路的管理水平，提升了紧急情况下的效应速率。

参考文献：

[1]庄国雄.高速公路机电监控系统的设计探讨[J].科技创新与应用，2018（26）.

[2]孟凡宇.高速公路机电设备监控系统的建设及质量控制[J].交通世界，2018（8）.

作者简介：许朔，辽宁艾特斯智能交通技术有限公司。