黄河大桥全程监控诱导系统
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摘要：传统的高速公路外场全程监控系统通常采用点对点（或节点）光端机传输，也有采用点对点光端机加ONU方式传输。这种方式占用光纤资源较多、成本高。远端外场设备电源解决不方便，没有诱导功能。笔者结合自己在监控系统的管理和实际使用的工作经验，提出高速公路全程监控诱导系统技术方案的设想，其中包括通过将全程监控、视频识别与交通诱导有机的结合在一起，实现资源的合理利用最大化，彻底改变过去监控系统“只监不控”的现象，大幅提升系统的监控能力。
关键词：监控诱导 高速公路 实时共享 管理
目前，山西省高速公路一般在路段建设完成时都制定了交通监控系统并编制了相应的应急预案，通过人工调度路政、养护等资源以应对突发事件的处置。随着路网规模的不断扩大，交通状况的日益复杂，这种传统的人工应急指挥的管理模式已经逐渐暴露出效率低、可操作性差等问题。实现路网级的信息交换、信息实时共享，提高高速公路各类突发事件的应急指挥和协调能力已经成为高速公路运营管理的当务之急。特别是在特大桥梁的交通监控方面，显得更加突出。
1、概述
山西侯禹高速公路K60+986处设有1处黄河特大桥，黄河特大桥总长4566米，总宽28米。上部结构型式为：19*50m先简支后刚构预应力混凝土T梁+75m+2*125m+75m矮塔斜拉桥+20*30m先简支后刚构预应力混凝土T梁，主桥为单索矮塔斜拉桥，副主桥为50m预应力混凝土T梁，引桥为30m预应力混凝土T梁，先简支后刚构体系。作为山西连接陕西的重要交通通道，其路况的安全稳定显得尤为重要，为了更好的对大桥上的交通状况进行有效监控，我们实施了对黄河特大桥进行全程监控。
2、主要完成功能
（1）以重点道路为中心，实现显示屏信息的连续性，能够达到对车流的有效诱导；（2）根据道路的不同等级、不同状况，将城市交通诱导分为快速路诱导控制、城市主干路诱导控制、高速公路诱导控制等；（3）使路网达到用户最优和系统最优之间的均衡；（4）采用统一的接口实时采集交通数据，并保证数据的完整性、安全性和正确性；（5）使用恰当的模型和算法分析和处理交通数据，以确保信息的准确性和有效性；（6）系统应该具备用户权限管理、防黑客入侵、防病毒、数据的安全性管理、数据网络备份等功能以保证系统安全和稳定。
3、硬件组成及架构
全程监控诱导系统主要由外场终端设备、传输设备、中继放大器、中心控制设备、光纤、太阳能供电等组成（如图1、2所示）。
外场终端设备负责采集现场的信息，通过传输设备将信息上传路段监控中心，由中心的控制设备进行捕捉、分析、汇总，同时形成事件报警信息提供给监控人员，由监控中心统一协调各部门配合事件的处置，并相关信息到外场终端设备提示现场人员，安全疏导。
4、系统软件架构
根据以上数据流分析，以功能系统的划分原则为依据，可将系统分为5个子模块：系统管理软件模块、通讯管理软件模块、维护管理模块、接口转换软件模块、显示控制软件模块（图3）。
5、系统构成
典型的交通诱导信息系统，主要由以下几个部分组成：
5.1 交通信息采集单元
交通信息采集实现对系统所需原始数据的采集，如道路现状、交通流量、交通流速、道路占有率等，并形成交通信息数据库，供诱导信息生成模块和UTFGS的其他子系统共同使用。 交通信息采集一般通过交通检测系统来完成。
随着智能交通的发展，交通信息检测器的使用将越来越多。目前国内外在交通检测系统或交通信息采集系统中，大量应用了电磁传感技术、超声传感技术、雷达探测技术、视频检测技术、计算机技术、通信技术等，检测器主要有：电感环检测器（环型感应线圈）、超声波检测器、红外检测器、雷达检测器、视频检测器等。
5.2 信息处理与控制计算机
交通诱导信息处理与控制计算机设置在指挥中心和分中心的大厅里的控制台上，对经过工作人员人工确认后的交通信息和指挥管理信息接收并进行处理，输入或信息（或指令），向电台、电视台和互联网交通诱导信息，设置交通信息板和交通诱导屏的显示参数等。也就是说，交通诱导信息计算机主要是完成本子系统的数据获取、数据处理、诱导方案制定、诱导信息控制、数据存储等功能。
5.3 交通诱导数据库服务器
各种数据存于交通诱导数据库服务器的数据库中，由数据库管理软件进行数据管理和处理，完成每日的系统备份，以便需要时可复制及调用历史数据进行各种分析。
5.4 数据通信传输部分
控制信息与诱导信息的传输，可以通过有线传输和无线传输两种方式来进行。对于有线IP/RS232通信方式，要求统筹考虑，采用复用光端机的方法，利用光纤就可以将前端设备与交通指挥中心或分控中心连接起来。对于无线传输方式，无线通信支持移动终端或路口设备的无线数据网。
5.5 诱导
主要是指通过车载终端、电台及电视台、Internet、外场诱导显示设备（简单的可变交通信息板和交通诱导显示屏）交通诱导系统的外场设备主要是指简单的可变交通信息板和交通诱导显示屏。可变交通信息板与交通诱导屏都是综合应用光电技术、计算机技术和自动控制技术研制而成的高科技产品，是高速公路智能监控系统的重要信息设备。它由指挥中心计算机通过综合通信网实行远程控制，传送并显示各种图文信息，向司机及时不同路段的不同路而情况及各类交通信息，并进行交通法规、交通知识的宣传，从而有效疏导交通，促进行车安全。