魏娜

摘 要：高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是指為了解決高速公路運營中存在的兩個主要問題--擁擠與安全，而建立起來的監(jiān)控系統(tǒng)，其目的是保證行車安全和道路暢通。高速公路是全封閉、全立交的道路，在高速公路上運行的車輛行駛速度快，車流量大。它的理想特征是"安全、快速、高效、舒適、方便"。然而，高速監(jiān)控系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，那么后果不堪設(shè)想，所以本文針對高速監(jiān)控系統(tǒng)故障智能化分析技術(shù)以及對今后監(jiān)控系統(tǒng)的改進作用做了主要研究。

關(guān)鍵詞：高速；監(jiān)控系統(tǒng)；故障；智能化；作用

1.引言

隨著高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，系統(tǒng)逐漸趨向于高集成化，以減少人力的配置，然而由于高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備繁多而復(fù)雜，在移交后的管養(yǎng)人員并非各個專業(yè)系統(tǒng)人員，因而造成故障解決困難，智能化分析技術(shù)可以很好的幫助后期維護人員定位問題所在，并提示錯誤原因，幫助管養(yǎng)人員確定問題與維修，使系統(tǒng)在最短的時間內(nèi)恢復(fù)正常運行。

2.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)組成

2.1圖像監(jiān)視系統(tǒng)

圖像監(jiān)視系統(tǒng)的主要功能是監(jiān)視高速公路的交通運行。圖像監(jiān)視系統(tǒng)主要包括實時交通狀態(tài)顯示板、CCTV監(jiān)視墻和大屏幕投影屏等。

2.2控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是高速公路的核心，其主要功能是檢測各種交通信息，并將信息傳送給室內(nèi)中心計算機，計算機通過數(shù)據(jù)判斷、處理與分析，生成控制方案，并通過相應(yīng)的設(shè)備對高速公路相關(guān)的路段進行管理與控制?？刂葡到y(tǒng)的另一功能是向交通管理控制中心傳遞相關(guān)的交通信息。

由于高速公路運營的特殊性，系統(tǒng)維修需要封路等措施，如果不能準(zhǔn)確的定位故障發(fā)生位置與原因，將極大的浪費人力物力，并嚴(yán)重影響高速公路的正常運營。而運營人員并非專業(yè)的系統(tǒng)集成人員，對系統(tǒng)的故障并不能迅速判斷出問題的出處，從而延誤維修。因此，系統(tǒng)故障診斷的決策是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)維修的關(guān)鍵問題。

3.監(jiān)控系統(tǒng)故障分析智能化技術(shù)

高速公路系統(tǒng)故障通常分為三類：上層軟件故障，鏈路故障，設(shè)備端故障。通常設(shè)備端故障會通過設(shè)備本身的故障報警獲得，鏈路問題與軟件問題需要通過經(jīng)驗來進行判斷。

3.1智能化分析技術(shù)構(gòu)成

智能化分析技術(shù)是一類包含知識和推理的智能計算機程序.其內(nèi)部包含某領(lǐng)域?qū)＜宜降闹R和經(jīng)驗.具有解決專門問題的能力，主要包括知識庫和推理機兩大部分。

知識庫是存儲和管理所獲取的專家的經(jīng)驗和知識的軟、硬件系統(tǒng)。知識庫中存儲的知識有三種類型：基于專家經(jīng)驗的判斷性規(guī)則用于推理問題求解的控制性規(guī)則 用于說明問題的狀態(tài)、事實和概念及當(dāng)前的條件和常識等的數(shù)據(jù)。

推理機是智能化分析技術(shù)系統(tǒng)的“思維”。協(xié)調(diào)控制整個系統(tǒng)根據(jù)規(guī)則對知識庫中的知識及存入推理機的“事實”進行啟發(fā)推理，算法推理，對用戶提供的證據(jù)進行推理.并最終進行解答。其推理方式主要有正向推理、反向推理和雙向推理。

智能化分析技術(shù)中的知識錄入，是將專家的知識運用計算機的語言，將經(jīng)驗轉(zhuǎn)換為計算機中的規(guī)則，只有經(jīng)過正確的表達(dá)，計算機才能進行推理得出響應(yīng)的結(jié)論，隨著計算機語言的發(fā)展，現(xiàn)在大量的高級面向?qū)ο笳Z言如C++，C#，JAVA等也運用于智能化分析技術(shù)中。

3.2智能化分析技術(shù)在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)故障診斷中的應(yīng)用

系統(tǒng)的故障診斷應(yīng)該包括：現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)分析，結(jié)論。在此基礎(chǔ)上擴功能，引入智能化分析技術(shù)的概念，創(chuàng)建故障分析決策系統(tǒng)。在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)故障診斷中引入智能化分析技術(shù)，是將專家的診斷經(jīng)驗，以知識庫的形式存儲于計算機中。當(dāng)故障發(fā)生后，利用專家知識，迅速定位故障出處，及時準(zhǔn)確的指導(dǎo)故障的維修，提高故障處理的效率.為高速公路的正常運營提供保障。

3.2.1引入分析

系統(tǒng)故障發(fā)生后，在調(diào)查過程中往往見到的是一些表征現(xiàn)象，這就需要有經(jīng)驗的維修人員去根據(jù)現(xiàn)象進行推理。建立故障統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫.對事故發(fā)生的原因進行歸納和演繹，從海量的數(shù)據(jù)中提取重要的規(guī)律信息.對故障處理的有效性和及時性有著很大的幫助，依據(jù)專家系統(tǒng)的相關(guān)知識分析故障。

3.2.2推理機的設(shè)計

推理機依據(jù)規(guī)則或存入的知識，進行啟發(fā)推理和算法推理，分析出故障處理的決策。選擇推理方式即選擇從原始數(shù)據(jù)和已知條件得到結(jié)論（正向推理）的推理方式，采用置信度方法進行不確定性的推理。系統(tǒng)的沖突解決策略一般情況下按照規(guī)則的置信度從大到小依次選取，對于規(guī)則置信度相同的規(guī)則，按規(guī)則在知識庫中的排序進行選取。

3.2.3人機界面的設(shè)計

人機交互接口實現(xiàn)系統(tǒng)相關(guān)功能的操作。通過界面可以實現(xiàn)知識的獲取并將其存其知識庫，推理機提取知識庫里的知識進行故障分析推理。同時通過界面實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的管理實現(xiàn)數(shù)據(jù)的維護。操作人員也可以通過簡單的操作，實現(xiàn)智能化分析技術(shù)在過程中的有效應(yīng)用。計算機根據(jù)數(shù)據(jù)采集，規(guī)則匹配，通過交互界面輸出診斷結(jié)果，幫助維修人員判斷。

4. 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，高速監(jiān)控系統(tǒng)的科技含量越來越高，監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路交通管理中不可缺少的重要手段，現(xiàn)有的高速監(jiān)控技術(shù)已不能滿足人們的需求，那么高速監(jiān)控系統(tǒng)還需要進一步改進，主要體現(xiàn)在以下幾方面：

4.1監(jiān)控區(qū)域網(wǎng)絡(luò)化

隨著我國公路建設(shè)的快速發(fā)展，大部分省市的高速公路已經(jīng)達(dá)到飽和狀態(tài)，形成了高速公路網(wǎng)，單獨路段交通意外事件的影響范圍越來越大，“一路一監(jiān)控”模式已經(jīng)不能滿足需求。因此需要相臨路段之間能互通協(xié)調(diào)，建立統(tǒng)一的監(jiān)控中心，對全省乃至全國范圍內(nèi)的高速公路交通運行狀況進行監(jiān)控和協(xié)調(diào)，只有高速公路監(jiān)控系統(tǒng)向網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展才能適應(yīng)高速公路網(wǎng)絡(luò)交通流的調(diào)節(jié)和控制。

4.2視頻監(jiān)控智能化

車牌識別在高速公路收費系統(tǒng)中已成熟應(yīng)用，其可對過往的車輛進行自動登記、驗證、監(jiān)控、報警等。交通事件智能視頻分析主要包含：物體移動監(jiān)測、物體滯留監(jiān)測、突然出現(xiàn)監(jiān)測、移動路徑監(jiān)測、物體徘徊監(jiān)測。交通事件智能分析在采集的圖像區(qū)域內(nèi)，能對不同車道和交通狀況進行車輛超速、低速、逆行、物體遺散等的實時分析，當(dāng)發(fā)生交通車輛事故時系統(tǒng)能夠快速聯(lián)動報警和錄像，為交通安全提供保障。交通狀態(tài)檢測則是通過前端采集的實時數(shù)據(jù)自動識別路段的交通狀態(tài)，當(dāng)檢測到道路交通發(fā)生擁擠或堵塞時，系統(tǒng)自動報警，并進行擁堵數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，且通過平臺對各級監(jiān)控中心發(fā)布交通信息。

4.3高速公路監(jiān)控系統(tǒng)信息化

高速公路監(jiān)控信息化是最大程度發(fā)揮高速公路潛力的重要手段，雖然我國高速公路設(shè)速度較快、里程較長，但道路信息化水平不高。隨著交通量的增加，為發(fā)揮高速公路的優(yōu)勢和提高投資效益，必須對已建成高速公路監(jiān)控系統(tǒng)進行升級改造，提高其信息化水平，新建公路要充分考慮到信息化建設(shè)，進行科學(xué)的統(tǒng)籌規(guī)劃，按需建設(shè)，分步實施[2]。

5.監(jiān)控系統(tǒng)故障分析智能化技術(shù)的作用

隨著高速監(jiān)控系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化和信息化程度提升，一旦智能化監(jiān)控系統(tǒng)出現(xiàn)故障，只靠專業(yè)人員去排查、檢測、修復(fù)，不僅浪費大量的人力、物力，最主要的是處理不好容易造成交通事故，所以將智能化分析技術(shù)融入到高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的故障診斷中，解決了未來高速公路由于系統(tǒng)繁多復(fù)雜而造成的養(yǎng)護人員專業(yè)性不全面，故障原因分析慢等問題，為高速公路運營高效解決問題提供了一條可以實現(xiàn)的思路。隨著高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展，人工智能的方法越來越得到重視，對高速公路技術(shù)的發(fā)展和改進有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]張燁，彭進業(yè)，葛寶，等. 組件式GIS在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計中的應(yīng)用[J].西北大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2004，34（05）：545-548.

[2]孫培元，陳啟美.高速公路監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].公路交通科技，2004（10）：92-116.