浅谈高速公路监控系统及施工技术

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摘要：高速公路监控系统是保证公路交通顺利进行的必要手段，本文将对高速公路监控系统施工技术进行全面的分析探讨。

关键词：高速公路：监控系统：施工

社会经济的发展导致了交通量的急剧增长并加剧了交通拥挤与阻塞的严重程度，高速公路交通监控系统是根据各种道路交通的具体情况和实际问题，利用电子传感、计算机、自动控制、通信等技术实时地、动态地测量、控制道路及车辆的运行情况，对高速公路交通运行情况进行实时地监测和控制。

一 高速公路交通监控系统的阶段

1信息收集阶段(交通参数的测量)。运用车辆检测器、电视摄像机、应急电话、巡逻车辆等，实时地、正确地、连续地获取线路或某个区间的用于描述高速公路交通运行状况的最常用的三个数据，即交通量、速度和车头距(密度或占有率)。

2信息处理阶段(交通参数的分析和判断)。根据检测的交通数据。按照规定的处理步骤和数据分析准则，作出对线路或某个区间在某一个时刻(或某个阶段)交通状况的判断。例如正常、轻度拥挤、堵塞或交通事故等，并预测下一阶段交通情况的变化趋势。

3 信息公布阶段(交通状况的调节与控制)。根据判断结果和预测结果，在管理人员的参与下作出线路或某个区段交通管理的决策、并通过系统所具有的各种手段，如可变情报板、可变限速板、指令电话、移动电话、无线广播、信号装置等。及时调节和控制有关区段的交通参数的变化趋势。使其在较短的时间内。恢复或保持最佳的交通状态。

二 系统基本功能和组成

1 系统功能

系统具备以下三方面功能：

（1）信息采集。即实时地采集变化着的道路交通状态，包括交通信息、气象信息、交通异常事件信息等。

（2）信息的分析处理功能。包括对交通运行状态正常与否的判断、交通异常事件严重程度的确认、交通异常状态的预测、对已经发生或可能发生的异常事件处置方案的确定等等。

（3）信息提供功能。包括对高速公路上正在行驶着的驾驶人员提供道路交通状况信息，对行驶车辆发出限制、劝诱、建议性指令，对交通事故和其他异常事件的处理部门提供处理指

令，对信息媒体或社会提供更广泛应用的高速公路交通信息。

2 系统组成

根据监控系统的功能，监控系统可以理解为信息采集子系统、信息提供子系统和监控中心三大部分组成。信息采集子系统是高速公路上设置的用来采集信息的设备和配备，对采集到的交通流、气象、道路环境、异常事件等原始信息进行预处理，以便得到符合系统应用要求的信息：信息提供子系统是高速公路上设置的用来向道路使用者提供道路交通信息和诱导控制指令的设备，以及向管理、救助部门和社会提供求助指令道路交通信息的设施。其中向道路使用者提供信息是通过高速公路上的可变情报板或路侧通信系统提供：向道路使用者提供的建议或控制指令是通过可变情报板、可变限速标志、车道控制标志或匝道控制设备来实现：向管理和救助部门提供的信息是利用指令电话或业务电话提供：向社会提供的信息是通过交通广播系统或广域信息网来实现。监控中心是界于信息采集子系统和信息提供子系统之间的中间环节，是监控系统的核心部分：通常由汁算机系统、室内显示设备和监控系统控制台组成：实现信息的分析、处理、交通控制和管理的辅助决策。同时高速公路监控系统通过监控中心与的管理和服务机构紧密联系。

3系统基本设备

（1）信息采集部分

车辆检测器：用于获取主干线和匝道上车辆行驶的交通量、速度、占有率和车头距等交通控制必须的基本参数。最常用的车辆检测器是电感线圈传感器、超声波传感器和红外传感器为保证数据的实时性、连续性和准确性，通常2～6km左右配置一个段面。电感线圈传感埋在路面下8～10cm处，超声波传感器高架在离地面5m处，红外传感器安装在道路表面上或离路面一定高度处。所采集的数据通过金属电缆或光缆送监控分中心的处理装置进行处理汇总。

应急电话：使用者只要拉门或按键，电话就可以及时接通：同时在监控中心的控制台上或大型显示屏上就会显示出发话的位置并声光报警。根据高速公路本身的特点和不同的事故检测时间的要求，通常应急电话在沿线每1 km或2km上下安装一部。电话信息可通过无线、金属电缆或光缆方式传送到中心的接收台。

电视摄像机：通常在高速公路繁忙、事故多发地段、立交桥道口安装可进行分位、俯视、聚焦、变倍、电源通断、雨刷等项目遥控的电视摄像机，能全天候工作控制台设在监控中心控制室，同时配置监视器、录像机和转换器进行图像监视和记录。便于实时和事后的分析处理：电视图像信息一般采用视频电缆或光缆进行传输：电视摄像机的架设高度要根据监视距离和视场的大小来确定。

无线移动电话：为管理部门的移动车辆(如工程车、巡逻车、救援车、指挥车等)之间提供通信手段。根据系统覆盖区域的大小，决定天线高度和天线塔的位置：可以建立若干个服务区并设置无线控制中心和若干个基地站。

（2）信息提供部分

多功能可变情报板：架设在互通立交附近，由中心或分中心的控制台进行操作，情报板架高5～6m，支架可采用龙门架形式或L形式，情报板要求全气候条件工作，具有各种防护措施，一般可视距离为100～200m。可变限速板：限速命令。

（3）信息处理部分

分中心计算机系统：主要任务是汇集所属区段内外场终端设备采集的数据和信息，经过处理后送中心计算机系统，具有一定的本地显示记录、打印功能，同时又具有转发来自中心的控制命令的功能．控制可变信息板和可变限速板。设备主要包括控制台、处理计算机、监视器、打印机等工作设备以及交流稳压电源、UPS电源等辅助工作设备。根据需要还可配置通信用MODEM、数据复接器等。控制台主要功能是分中心有关设备的工作状态显示、电源通断控制、终端设备的控制和操作等。中心计算机系统：主要任务是汇总全线外场终端采集的并通过分中心计算机系统传送来的交通信息，经处理、分析、判断后作出全线各区段交通运行情况的结论，并按规定要求进行显示、记录和存储。同时根据各区段的交通运行情况通过可变限速板、无线移动电话等外场设备对交通流进行调节与控制。

三 高速公路监控系统的施工技术

系统施工必须严格按照各种相关设备施工与验收规范进行科学化、系统化的施工，以确保工程施工质量和验收顺利进行。监控系统设备安装与调试分以下几个阶段进行：

1安装前；隹备工作

组织施工技术力量，主要以设备厂家和承包单位技术人员为主，使用单位技术人员为辅，在监理单位的监督下，进行设备安装：首先，整理施工技术文件及准备工具仪表，设备开箱检查需设备厂家、业主和监理单位三方在场，主要是检查设备外表有无损坏以及清理附件和工具；其次，验收设备基础，清理安装环境。确保各项条件符合设备安装要求。

2 设备安装

设备放线定位，设备安装就位，并对线缆进行整理、连接与清洗；设备调整、检测及实施防护措施。

3系统调试与自检

安装完成后，对整个系统进行联合调试。系统调试时，应检查电源质量是否满足设备要求，并检测环境的温度和湿度。测试仪器配整到位，连接并固定，然后进行加电调试：单个设备运行、技术指标测试、分机调试、整机调试，最后进行系统联调。对测试结果进行分析和认证，完成对系统的功能、设备的技术指标的自检工作，形成自检报告。承包单位在联凋结束后，向监理和业主提交完善的系统竣工图纸、设备清单、系统设计文件、系统说明书、系统维护与维修手册及操作规范，申请对监控系统工程进行初步验收。

4 人员培训

承包单位对监控系统的管理人员、技术人员及使用人员进行必要的培训，通过对设备性能、系统原理的介绍，使使用单位的技术人员了解系统的基本原理，从而确保系统良好运行。

5 系统试运行

在对监控系统工程进行初步验收合格后，即可投入试运行。

总之，高速公路监控系统的安装是一项综合复杂的工程，只有严格按照相关的规范要求进行施工，才能从根本上实现施工技术水平的提高，保证公路交通的健康运行。

参考文献：

[1]谢新宇主编．高速公路沿线设施施工，北京：人民交通出版社，2003．

[2]河北省公路管理局编．高速公路交通工程及沿线设施．北京：人民交通出版社，1999