摘要:為了提高高速公路的管理和服務(wù)水平，目前各高速公路都在實(shí)施或即將實(shí)施全程監(jiān)控。本文針對(duì)山區(qū)高速公路特點(diǎn)以石太高速公路(河北段)為例，分析路線情況、管理方式、投資等提出了具有自己特色的山區(qū)全程監(jiān)控系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞:全程監(jiān)控

0 引言

石太高速公路(河北段)東起石家莊郊區(qū)南高營(yíng)與京石、石黃、石安高速公路連接，西至河北、山西省交界與太舊高速公路相連，地處山區(qū)，路況比較復(fù)雜，各路段的交通量與交通運(yùn)行狀況也各不相同。高速公路上的交通流是否平滑，交通是否暢通，是否出現(xiàn)交通擁堵，是否出現(xiàn)交通異常狀況，這些信息往往是運(yùn)營(yíng)管理者最想直接了解的信息。如何及時(shí)、直觀地了解高速公路沿線各路段的交通運(yùn)行實(shí)況，成為高速公路運(yùn)營(yíng)管理者的迫切需求。

1 概述

石太高速公路(河北段)開通多年來(lái)，隨著沿線社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，交通流量也迅速增長(zhǎng)，道路使用者對(duì)交通安全及舒適性的需求也同步增長(zhǎng)。只有實(shí)時(shí)掌握高速公路運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)采取適當(dāng)?shù)慕煌刂拼胧?，才能最大限度地保障行車安全和交通暢通，避免交通延誤，提升服務(wù)水平。因此，非常有必要在石太高速公路(河北段)全線實(shí)施全程監(jiān)控系統(tǒng)工程。

2 建設(shè)條件

石太高速公路(河北段)原有監(jiān)控系統(tǒng)極其簡(jiǎn)陋，通過(guò)近幾年的逐步改造，監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)具備一定的雛形。全線僅有5套攝像機(jī)，分布在天長(zhǎng)站及平原與山區(qū)過(guò)渡段等區(qū)域，只能滿足個(gè)別區(qū)域的監(jiān)視需要;經(jīng)過(guò)2007年初的情報(bào)板的改造工程，各收費(fèi)站廣場(chǎng)前均已增加懸臂式可變情報(bào)板，主線上還增加了一套門架式可變情報(bào)板，在主線各個(gè)出口前增加懸臂式可變情報(bào)板。

3 方案選定

3.1 攝像機(jī)設(shè)置方案

根據(jù)目前全國(guó)各條高速公路實(shí)施全程監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，一般在高速公路沿線按2公里左右一臺(tái)遙控?cái)z像機(jī)，通過(guò)遙控?cái)z像機(jī)的變焦、旋轉(zhuǎn)、仰俯等操作，基本可以實(shí)現(xiàn)覆蓋;或者采用每2公里左右設(shè)置一對(duì)攝像機(jī)(采用一臺(tái)云臺(tái)攝像機(jī)和一臺(tái)固定攝像機(jī))，同時(shí)能照顧兩個(gè)方向，也基本可實(shí)現(xiàn)覆蓋。

由于本路段既有平原段，又有山區(qū)地形較復(fù)雜的地段，常規(guī)的攝像機(jī)設(shè)置方案并不完全滿足本路段的實(shí)際需要。通過(guò)對(duì)全程進(jìn)行詳細(xì)的踏勘，充分結(jié)合本路段自身的特點(diǎn)，擬定如下布置方案:

3.1.1 平原段將攝像機(jī)的布置間距適當(dāng)拉長(zhǎng)，按每3～4公里左右設(shè)置一對(duì)云臺(tái)攝像機(jī)，盡量減少平原段攝像機(jī)、傳輸設(shè)備和供電設(shè)備的數(shù)量，可以節(jié)約部分投資。

3.1.2 在山區(qū)段，尤其是連續(xù)下坡、連續(xù)彎道等路況比較復(fù)雜、事故多發(fā)的地段，對(duì)攝像機(jī)布置間距適當(dāng)?shù)目s短。

根據(jù)高速交警鹿泉大隊(duì)提供的《石太高速公路事故危險(xiǎn)路段排查工作情況報(bào)告》，確定石太高速公路由西向東K378～K369、K354～K351、K344～K340、K338～K333四處連續(xù)下坡轉(zhuǎn)彎路段為事故多發(fā)路段。其中，K378～K369路段為支隊(duì)級(jí)事故多發(fā)段，發(fā)生事故占大隊(duì)總事故率的25%;K354～K351路段為大隊(duì)級(jí)事故多發(fā)段，發(fā)生事故占大隊(duì)總事故率的15%;K344～K340路段為總隊(duì)確定的事故多發(fā)段，發(fā)生事故占大隊(duì)總事故率的30%，死亡事故的起數(shù)和人數(shù)占大隊(duì)總事故率的一半以上;K338～K333路段為支隊(duì)級(jí)事故多發(fā)段，發(fā)生事故占大隊(duì)總事故率的15%。

現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)上述四處事故多發(fā)路段按每1公里左右設(shè)置一對(duì)攝像機(jī)(采用一臺(tái)云臺(tái)攝像機(jī)和一臺(tái)固定攝像機(jī))，力爭(zhēng)達(dá)到對(duì)事故多發(fā)路段圖像的連續(xù)監(jiān)視;在攝像機(jī)視距受限的小曲線半徑路段，均采用固定攝像機(jī)，最大限度的降低設(shè)備功耗，節(jié)約太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的投資;對(duì)山區(qū)的其他路段，按每2公里左右設(shè)置一對(duì)云臺(tái)攝像機(jī)。

3.1.3 目前本路段沿線原有5臺(tái)遙控?cái)z像機(jī)。因此，新增的攝像機(jī)要充分考慮與現(xiàn)有的攝像機(jī)布局相互協(xié)調(diào)，既避免攝像機(jī)布置過(guò)密，但也要避免出現(xiàn)監(jiān)視盲區(qū)。

3.1.4 攝像機(jī)的設(shè)置還要綜合考慮現(xiàn)有通信管道分歧的布置情況，盡量合理利用現(xiàn)有分歧，不中斷交通，避免或降低對(duì)現(xiàn)有交通設(shè)施的破壞，最大限度地降低工程難度和實(shí)施成本。

3.2 圖像傳輸方案

目前高速公路在圖像傳輸及控制上主要存在兩種方式:一種是采用光端機(jī)+模擬矩陣的的方式，另一種則是采用全光數(shù)字傳輸設(shè)備+數(shù)字軟矩陣的方式;此外，個(gè)別條件不允許的路段還有采用無(wú)線傳輸?shù)姆绞健?/p>

光端機(jī)+模擬矩陣是目前高速公路應(yīng)用最為廣泛的圖像傳輸方式，其優(yōu)點(diǎn)為利用光纖傳輸、圖像清晰、信號(hào)穩(wěn)定、組網(wǎng)簡(jiǎn)單、價(jià)格比較便宜，缺點(diǎn)為故障不易定位。

全光數(shù)字傳輸設(shè)備+數(shù)字軟矩陣是目前高速公路最新應(yīng)用的圖像傳輸方式，采用全數(shù)字碼流傳輸，圖像清晰，是今后圖像傳輸?shù)陌l(fā)展趨勢(shì);除了具有光端機(jī)上述優(yōu)點(diǎn)以外，還可通過(guò)組成自愈環(huán)網(wǎng)提高了網(wǎng)絡(luò)保護(hù)能力，利用綜合網(wǎng)管系統(tǒng)提高了故障定位精度，便于管理維護(hù)，但缺點(diǎn)是目前價(jià)格相對(duì)較高，普及率較低。

無(wú)線傳輸則存在圖像信號(hào)傳輸不穩(wěn)定、延遲明顯等問(wèn)題，石太高速公路(河北段)原有一套CDMA無(wú)線視頻傳輸設(shè)備，使用效果并不理想。

考慮到資金問(wèn)題推薦使用光端機(jī)+模擬矩陣的圖像傳輸方式。

3.3 供電方案

方案一，離互通較近的外場(chǎng)設(shè)備采用直埋電纜交流供電的方式，由于平原段互通間距較近，基本上達(dá)到全線電纜供電;山區(qū)段遠(yuǎn)離互通的外場(chǎng)設(shè)備，主要是天長(zhǎng)站以西和井陘站以東，由于互通間距較遠(yuǎn)，采用太陽(yáng)能直流供電的方式。

方案二，全線的外場(chǎng)設(shè)備均采用直埋電纜交流供電的方式，離互通較近的外場(chǎng)設(shè)備供電方式與方案一相同，離互通較遠(yuǎn)的設(shè)備采用升壓再降壓的遠(yuǎn)程供電方式。

方案三，利用原有緊急電話電纜直流供電方式。

方案一具有供電穩(wěn)定，供電距離較長(zhǎng)，對(duì)設(shè)備選型基本無(wú)限制等優(yōu)勢(shì)，而且對(duì)于本路段的實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，投資相對(duì)較少;方案二同樣具有上述優(yōu)勢(shì)，但是由于本路段地處于山區(qū)，相對(duì)于方案一來(lái)說(shuō)，埋設(shè)電纜的施工難度太大，而且投資較大;方案三雖然具有節(jié)約部分投資的優(yōu)勢(shì)，但是由于外場(chǎng)設(shè)備的功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于緊急電話，采用緊急電話電纜供電存在供電不穩(wěn)定，供電距離極短，對(duì)設(shè)備選型限制較多等問(wèn)題，而且在近幾年的工程實(shí)際中，基本沒(méi)有采用緊急電話電纜對(duì)外場(chǎng)設(shè)備供電的實(shí)施案例。

推薦采用方案一離互通較近的外場(chǎng)設(shè)備采用直埋電纜交流供電的方式，較遠(yuǎn)的采用太陽(yáng)能供電。

3.4 交通事件檢測(cè)

在全線設(shè)置一套完整的事件檢測(cè)子系統(tǒng)，采用安裝在的主線重點(diǎn)區(qū)域的32臺(tái)遙控?cái)z像機(jī)圖像作為輸入，在圖像顯示的覆蓋范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種交通事件事故的自動(dòng)檢測(cè)，包括:交通事故、交通擁堵、遺棄物、車輛停駛、停止的明顯團(tuán)霧、行人、車輛逆行、火災(zāi)、重大災(zāi)難等，并且系統(tǒng)具有聯(lián)動(dòng)功能，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到交通事件時(shí)，系統(tǒng)能夠快速自動(dòng)報(bào)警和自動(dòng)錄像并自動(dòng)彈出事故畫面在顯示器上進(jìn)行實(shí)時(shí)地顯示;管理人員可根據(jù)畫面對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行臨時(shí)調(diào)度，并及時(shí)改變可變情報(bào)板顯示內(nèi)容，進(jìn)行提前預(yù)告。為道路交通安全管理和道路運(yùn)營(yíng)的交通異常實(shí)時(shí)檢測(cè)提供幫助，是道路全程監(jiān)控的技術(shù)核心。

4 結(jié)束語(yǔ)

2009年6月4日，石太高速公路(河北段)全程監(jiān)控工程順利通過(guò)交工驗(yàn)收。通過(guò)實(shí)踐檢驗(yàn)了本系統(tǒng)在高速救援、交通疏導(dǎo)、車輛清理以及除雪保暢的指揮調(diào)度中，及時(shí)提供了交通誘導(dǎo)和安全行車信息，為營(yíng)造優(yōu)質(zhì)高效、安全暢通的行車環(huán)境發(fā)揮著積極作用，有利地保證了石太高速公路(河北段)的正常交通運(yùn)行。