計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)在高速公路的應(yīng)用

1、計算機監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)在高速公路的應(yīng)用    摘要：近年來，伴隨著我國經(jīng)濟與計算機等技術(shù)的快速發(fā)展，我國加大對交通基礎(chǔ)設(shè)施的投資力度，對道路的監(jiān)控也越來越重視，尤其是高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)，監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用推動了交通智能化的管理。本文通過闡述我國交通監(jiān)控的發(fā)展史，明確了監(jiān)控系統(tǒng)的職能以及各個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的作用，分析了高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)注意的問題及遵循的原則。 關(guān)鍵詞：計算機；高速公路；監(jiān)控系統(tǒng)；技術(shù)應(yīng)用 Abstract: in recent years, along with our country economy and the rapid develop

2、ment of computer technology, China has increased in transportation infrastructure investment, in road monitoring also pay more and more attention to, especially expressway monitoring system, monitor the application of the system to promote the traffic intelligent management. This paper expounds on t

3、he traffic monitoring in our country, the history of the function of the monitor system clear each system structure and function, analyzed the highway design of monitoring system of the problems that should be paid attention to and principle. Keywords: computer; Highways; and Monitoring system; Tech

4、nology application 中圖分類號：G623.58文獻標識碼：A 文章編號： 1引言 目前我國的計算機、網(wǎng)絡(luò)以及傳輸技術(shù)的迅速發(fā)展，而監(jiān)控系統(tǒng)也得到了廣泛的應(yīng)用，應(yīng)用范圍五行八作。高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)是個典型的監(jiān)控系統(tǒng)。作為智能交通運輸系統(tǒng)一部分的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)為該問題的解決提供了一個可行的方案。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路控制系統(tǒng)的重要組成部分之一，為高速公路提供了有效的交通管理、控制、監(jiān)視、誘導(dǎo)交通運行的良好手段。本文就以高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計的若干問題進行了簡述，以期為監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計提供基礎(chǔ)。 2高速公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展概述 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的研究起步的步伐較早是在國外，高速公路監(jiān)

5、控系統(tǒng)發(fā)展到至今己經(jīng)比較健全，比如美國、加拿大、日本、歐洲在監(jiān)控系統(tǒng)的研究方面，都屬于走在了世界的前列。美國自五十年代開始大規(guī)模修造高速公路，多年后把注意力集中在高速公路的管理與運行上。休斯敦、紐約、芝加哥、底特律、洛杉磯等部分主要城市的高速公路都設(shè)置了不同規(guī)模的監(jiān)視控制系統(tǒng)。在歐洲，也有許多國家在高速公路上配置功能完善的監(jiān)視控制系統(tǒng)，比如意大利的那不勒斯收費公路上的TANA系統(tǒng)。 對于我國高速公路建設(shè)來說，由于受到經(jīng)費的制約和高速公路上交通量不大等原因的影響，已建成的高速公路一開通就有完善的監(jiān)控系統(tǒng)的幾乎沒有，隨著高速公路交通安全問題的日益突出，建設(shè)主管部門己對高速公路監(jiān)控的重要性有了進一步

6、的認識，已在沈陽一大連，廣州一佛山，成都一重慶，合肥一南京，上海一南京等高速公路上建成了有規(guī)模的監(jiān)控系統(tǒng)。 近些年來，由于計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)和通信技術(shù)的發(fā)展，不封國家高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)也在隨之變化。多計算機功能分散的計算機網(wǎng)絡(luò)處理方式代替原來由單一的計算機集中處理方式，從而使系統(tǒng)可靠性提高，程序編制簡單，易于維護和功能擴展在通信技術(shù)方面，由于光纜的問世，基于其損耗低、頻帶寬、無感應(yīng)、高絕緣等特點，許多監(jiān)控系統(tǒng)己用光纜取代傳統(tǒng)的電話線、電纜等傳送電視信號和數(shù)據(jù)、語音信號。但是，我國的高速監(jiān)控系統(tǒng)的狀況與國外差距較大，車輛檢測器、攝像機、信息標志的布設(shè)密度偏低，所用的監(jiān)控軟件一般也

7、是由國外引進的。 3高速公路監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)分析 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是智能交通系統(tǒng)(ITS)的重要組成部分，在我國的ITS的框架中屬于第五個服務(wù)領(lǐng)域(緊急事件和安全系統(tǒng))。目前來看，我國的高速公路網(wǎng)正以較快的速度建立和完善，有效地提高了我國的道路快速運輸?shù)哪芰Α?31監(jiān)控的目的和功能 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的組成是信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、信息發(fā)布和中心控制等。在中心控 制子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下，通過公路沿線的車輛檢測器、氣象檢測器、能見度檢測器、攝像 機等信息采集設(shè)備，準確計算道路交通數(shù)據(jù)，有效監(jiān)測道路的交通、氣象狀況，及時掌握道路運營狀況，將交通量分布、氣象參數(shù)、車輛運行情況等信息即時采集到監(jiān)控分中心，經(jīng)計算機

8、處理形成交通控制方案，再經(jīng)過可變信息標志、可變限速標志發(fā)布誘導(dǎo)信息，不僅有利于交通管理部門針對已經(jīng)出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的擁堵情況進行交通分配、誘導(dǎo)和控制，避免和疏導(dǎo)交通擁堵同時也可以為出行者提供有意義的參考，協(xié)調(diào)道路使用者在合適的時間選擇最佳路徑，最快的到達目的地，避免時間和金錢的浪費，使高速公路的交通流始終保持在最佳的運行狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)和處理交通事故并減少事故的發(fā)生率，提高道路通行能力。 32交通監(jiān)控過程 交通監(jiān)控過程為，輸出為車輛運行狀態(tài)，輸入為控制指標，受控對象為交通流，道路、交通和氣象環(huán)境等各種影響交通流的因素作為系統(tǒng)的干擾輸入表征交通流狀態(tài)特征的信息歷經(jīng)采集、處理、決策和執(zhí)行各個環(huán)節(jié)，遵循

9、反饋控制原理，按預(yù)定指標完成控制任務(wù)。 33監(jiān)控設(shè)計原則 在監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)該遵循以下幾點設(shè)計原則：(1)安全性和可靠性，合理選擇成熟可靠的設(shè)備、合理的冗余，確保系統(tǒng)可靠運行，則提升系統(tǒng)的安全性；(2)先進性和實用性綜合考慮國內(nèi)外交通監(jiān)控發(fā)展趨勢，使用優(yōu)質(zhì)的技術(shù)、設(shè)備，其盡量節(jié)約投資，確證最優(yōu)性質(zhì)和價格；(3)系統(tǒng)性結(jié)合整個路網(wǎng)的狀況，全面地考慮監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，使該系統(tǒng)設(shè)計合理、協(xié)調(diào)統(tǒng)一，在布設(shè)上避免矛盾、重復(fù)，以最大限度地發(fā)揮系統(tǒng)的功能和整體的效益；(4)協(xié)調(diào)性與路段其它系統(tǒng)相互配合、協(xié)調(diào)，最大限度發(fā)揮交通工程設(shè)施的整體作用與相鄰路段進行協(xié)調(diào)，保證路網(wǎng)的安全暢通；(5)可擴充性選用開放和兼容

10、性好的設(shè)備，使系統(tǒng)易于擴充和升級，(6)操作簡單、方便維護系統(tǒng)具有友好的人機界面，實現(xiàn)模塊化，使系統(tǒng)易于操作，便于維護和管理；(7)遠近結(jié)合、合理設(shè)計。 34高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 監(jiān)控系統(tǒng)控制方案的確定與執(zhí)行的基礎(chǔ)是一個結(jié)構(gòu)完善，功能齊全的監(jiān)控控制系統(tǒng)，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)由監(jiān)控分中心，外場設(shè)備和通信傳輸系統(tǒng)構(gòu)成，監(jiān)控控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。監(jiān)控分中心由交通狀態(tài)檢測子系統(tǒng)和交通控制子系統(tǒng)組成外場監(jiān)控系統(tǒng)由交通信息采集子系統(tǒng)和交通信息提供子系統(tǒng)構(gòu)成。 35監(jiān)控分中心 監(jiān)控分中心是介于信息采集子系統(tǒng)和信息提供子系統(tǒng)之間的中間環(huán)節(jié)，是監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分。它的主要職能是信息的接受、分析、判斷、預(yù)測、確認、交通異

11、常事件的處理決策、指令發(fā)布、設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視和控制等。監(jiān)控分中心通常由計算機系統(tǒng)、室內(nèi)顯示設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)控制臺組成。監(jiān)控分中心有集中式和分布式等多種形式，其功能隨監(jiān)控系統(tǒng)類型的不同有所差別，但基本功能是一致的，即信息的分析、處理、交通控制和管理的輔助決策。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求，監(jiān)控分中心主要硬件設(shè)備應(yīng)包括綜合控制臺、顯示設(shè)備和計算機系統(tǒng)。 36外場監(jiān)控系統(tǒng) 為了完成監(jiān)視和控制功能，監(jiān)控系統(tǒng)除了監(jiān)控分中心子系統(tǒng)外還包括若干外場設(shè)備，它們分屬于交通信息采集子系統(tǒng)和交通信息提供子系統(tǒng)(即交通誘導(dǎo)子系統(tǒng))。信息采集子系統(tǒng)是高速公路上設(shè)置的用來采集信息的設(shè)備和配備。采集的信息主要包括如下幾個方面：交通流信息；氣象信息，道路環(huán)境信息，異常事件信息等。高速公路的信息采集方式有人工的，也有自動的。主要有以下幾種：車輛檢測裝置；能見度檢測裝置；閉路電視；緊急電話。 交通信息發(fā)布子系統(tǒng)即交通誘導(dǎo)子系統(tǒng)是高速公路上設(shè)置的用來向道路使用者提供道路交通信息和誘導(dǎo)控制指令的設(shè)備，以及向管理、救助部門和社會提供求助指令或道路交通信息的設(shè)施，其主要設(shè)備包括可