張文超

摘 要：高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)是現(xiàn)代高速公路建設(shè)的重要一環(huán)，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)指的是通過監(jiān)事和控制確保高速公路上車輛安全形式的一整套系統(tǒng)，主要包括監(jiān)視系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大子系統(tǒng)，控制系統(tǒng)又包含分析系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)。就目前的發(fā)展情況而言，中國高速公路監(jiān)控系統(tǒng)雖然已初步具備了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的基本模型，但是仍具有局限性，主要表現(xiàn)為監(jiān)控的局部性、監(jiān)控的模糊性、監(jiān)控的局部性和道路監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)械反應(yīng)性。由此，必須要加強(qiáng)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一體性建設(shè)，加強(qiáng)大數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)的融合，最終提升高速公路的利用率，降低高速公路事故發(fā)生的可能性。

關(guān)鍵詞：高速公路監(jiān)控系統(tǒng)；應(yīng)用；發(fā)展

中圖分類號：U495.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）05-0112-02

隨著現(xiàn)代社會的高速發(fā)展，高速公路的建設(shè)的規(guī)模不斷擴(kuò)大，建設(shè)水平也同時不斷提升。然而，在高速公路建設(shè)不斷提速的同時，高速公路行車安全問題也逐漸進(jìn)入了人們的視野，車輛不規(guī)范行駛、車輛碰撞等安全交通事故，近年來呈多發(fā)趨勢。由此，如何更好的對高速公路車輛和道路行駛狀況進(jìn)行監(jiān)控，如何在監(jiān)控的同時利用大數(shù)據(jù)系統(tǒng)對車輛進(jìn)行分析，并對違規(guī)車輛進(jìn)行反饋成為了現(xiàn)在諸多交通建設(shè)問題中必需要解決的一項。

1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的內(nèi)涵

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)指的是通過監(jiān)事和控制確保高速公路上車輛安全形式的一整套系統(tǒng)。具體而言，它包括監(jiān)視和控制兩套系統(tǒng)。所謂監(jiān)視系統(tǒng)，主要是一個信息的采集收集系統(tǒng)，包括對高速公路上形式車輛的錄像、對每一輛車行車速度的記錄和對某一段公路行車流量的記錄等，監(jiān)視系統(tǒng)的要求是能夠準(zhǔn)確及時的向監(jiān)控中心進(jìn)行反饋。

所謂控制系統(tǒng)指通過對監(jiān)視系統(tǒng)反饋的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和決策，從而到達(dá)對高速公路交通情況進(jìn)行有效控制的目的?？刂葡到y(tǒng)包含兩個子系統(tǒng)，一是分析系統(tǒng)，分析系統(tǒng)包括由交通規(guī)則、事故分析原則和行車流量分析原則等構(gòu)成的一系列分析指令，通過將監(jiān)視系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息輸入指令，就能夠快速得出某段公路的預(yù)計行車流量、事故發(fā)生的可能性以及提前預(yù)防事故的方法。二是反饋系統(tǒng)，反饋系統(tǒng)連接著道路信息和監(jiān)控中心、駕駛員三者，通過反饋系統(tǒng)，分析系統(tǒng)所得出的結(jié)論能夠迅速抵達(dá)監(jiān)控中心，并由監(jiān)控中心向駕駛員傳達(dá)。由此，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)就構(gòu)成了道路信息-監(jiān)控中心-駕駛員三者的有效循環(huán)，能夠有效的防止高速公路道路事故的發(fā)生。

具體而言，如果我們把道路監(jiān)控系統(tǒng)看作一個車輛信息的收集、處理和反饋的系統(tǒng)，它包含了以下幾個信息處理步驟：

一是信息收集，這一部分由監(jiān)視系統(tǒng)完成，主要收集的數(shù)據(jù)包括道路交通流量、各段道路天氣量、道路整體的事故量和每輛行車的行車系數(shù)等。所收集的信息種類包括圖象信息、視頻信息和數(shù)字信息等。

二是信息處理，這一部分由控制系統(tǒng)完成，主要通過預(yù)先規(guī)定的原則對信息進(jìn)行判斷，信息處理主要包括對信息的分類，對信息的比較、對信息的關(guān)聯(lián)和對信息的分析，其最終結(jié)果是給出對道路交通事故防范和對道路交通建設(shè)的合理建議，例如，通過對某一路段道路擁擠情況、天氣好壞情況和車速快慢情況得出該路段發(fā)生事故的可能性比例，當(dāng)比例高于監(jiān)控中心設(shè)定的系數(shù)時，則提前向監(jiān)控中心發(fā)布預(yù)警。

三是反饋控制，這一部分也由控制系統(tǒng)完成。首先是將道路預(yù)警情況、事故發(fā)生情況、道路分析意見等向監(jiān)控中心及時反饋，同時，同步將交通違規(guī)情況、道路好壞情況向路上駕駛員及時反饋。信息的反饋和控制要格外注意信息發(fā)布的及時性，因?yàn)椋绻O(jiān)控中心和駕駛員較早收到了信息就很可能會有效避免一場事故的發(fā)生，信息發(fā)布的及時性能夠大大降低和控制道路事故發(fā)生率。此外，信息的反饋和控制也要注重信息的建設(shè)性，道路系統(tǒng)不是簡單的信息傳播器，而且也要能夠通過信息的分析給監(jiān)控中心對未來道路建設(shè)以合理的意見建議。

綜上所述，筆者認(rèn)為，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)首先指通過監(jiān)事和控制確保高速公路上車輛安全形式的一整套系統(tǒng)，主要包括監(jiān)視系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩大子系統(tǒng)，控制系統(tǒng)又包含分析系統(tǒng)和反饋系統(tǒng)。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)通過信息收集、信息處理和反饋控制三大步驟完成了道路信息、監(jiān)控中心和駕駛員的有效結(jié)合，從而極大程度上控制了道路交通事故的發(fā)生。

2 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著我國高速公路的建設(shè)的高速發(fā)展，我國的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)已經(jīng)取得了長足的進(jìn)步。就目前的發(fā)展情況而論，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)我國的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要包含以下四個部分：

一是視頻采集系統(tǒng)，由分布在道路上的攝像機(jī)組成，攝像機(jī)連接有云臺裝置。同時，在低像素攝像機(jī)的基礎(chǔ)上海配備了高性能數(shù)碼相機(jī)，以完成路況實(shí)時圖像、視頻信息的傳送。二是云臺控制系統(tǒng)，主要由云臺和控制器兩者組成。監(jiān)控中心可以利用云臺鏡頭的遙控攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對觀測點(diǎn)圖像進(jìn)行縮放處理和改變觀測位置。三是信號傳送系統(tǒng)，通過電源、視頻和控制信號的線路，實(shí)現(xiàn)對高速公路沿線交通狀況、收費(fèi)站、收費(fèi)車道等附屬設(shè)施的數(shù)據(jù)監(jiān)控和圖像監(jiān)控。四是視頻處理系統(tǒng)，主要由處理器組成。處理器通過信號傳送系統(tǒng)傳輸來的信號進(jìn)行分析和處理。通過這四個組成部分，我國高速公路監(jiān)控系統(tǒng)初步實(shí)現(xiàn)了對公路的監(jiān)視與控制。

然而，由于資金投入有限，我國告訴公路監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展還很不完善，呈現(xiàn)出以下特點(diǎn)：

一是監(jiān)控的局部性。所謂局部性的監(jiān)控指采取光端機(jī)和視頻矩陣組合的方式對道路進(jìn)行監(jiān)控，此外，多對部分交通事故高發(fā)或多發(fā)地段的道路進(jìn)行監(jiān)控，對交通事故不多發(fā)的地段則少監(jiān)控或者不監(jiān)控。這種情況的出現(xiàn)一方面式由于政府資金的短缺，另一方面也來源于我國高速公路道路的復(fù)雜性，在一些道路條件比較復(fù)雜的地段，由于技術(shù)水平的限制很難實(shí)現(xiàn)道路交通的有效監(jiān)控。

二是監(jiān)控的模糊性。所謂模糊性的監(jiān)控與精準(zhǔn)式的監(jiān)控相反，主要表現(xiàn)為監(jiān)控畫面的模糊性、監(jiān)控數(shù)據(jù)的浮動性等。出現(xiàn)模糊性監(jiān)控的主要原因在于，我國地域遼闊，信息的較長傳輸距離會嚴(yán)重影響信息自身的完整性，從而使得信息最終呈現(xiàn)的畫面和數(shù)據(jù)具有模糊性和浮動性。此外，隨著社會經(jīng)濟(jì)的告訴發(fā)展，人們對信息的準(zhǔn)確性和清晰性要求要越來越高，傳統(tǒng)的道路信息監(jiān)控系統(tǒng)顯然已無法滿足人們的精細(xì)化需求。

三是監(jiān)控系統(tǒng)的局部性。隨著高速公路道路建設(shè)的告訴發(fā)展，我國高速公路道路系統(tǒng)已基本搭建完成，形成了一條貫穿東西南北的道路網(wǎng)。與此相應(yīng)，道路監(jiān)控系統(tǒng)也應(yīng)該是一個貫穿各個地域監(jiān)控系統(tǒng)的整體，每一段高速公路系統(tǒng)都不是封閉的，而應(yīng)該是整體道路的重要組成部分。但是，我國的告訴公路道路系統(tǒng)之間卻未形成相互聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，而是相互割裂的的局部系統(tǒng)，系統(tǒng)與系統(tǒng)間不能相互兼容，有的系統(tǒng)可以傳輸圖像，有的系統(tǒng)則只能傳輸數(shù)據(jù)。

四是道路監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)械反應(yīng)性?，F(xiàn)代化的道路監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該包括了對信息的處理和反饋，而不只是對信息的機(jī)械的反應(yīng)。就目前我國的交通系統(tǒng)來看，主要還局限在對數(shù)據(jù)信息的機(jī)械傳輸，系統(tǒng)自身的設(shè)計還比較簡單，沒有引入人工智能的成分，因此不能給監(jiān)控中心具有建設(shè)性的建議，與當(dāng)代社會提出的智慧交通的理念要求還存在較大差距。

綜上所述，筆者認(rèn)為中國高速公路監(jiān)控系統(tǒng)雖然已初步具備了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的基本模型，但是仍具有局限性，主要表現(xiàn)為監(jiān)控的局部性、監(jiān)控的模糊性、監(jiān)控的局部性和道路監(jiān)控系統(tǒng)的機(jī)械反應(yīng)性。

3 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展

2018年我國對高速公路建設(shè)的投資，其中道路建設(shè)的投資占總比例為70%，用于公路監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)則占據(jù)了25%。相比于從前對于監(jiān)控系統(tǒng)投入少。不投入的情況而言有了不小的改觀?？梢院貌豢鋸埖恼f，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展將迎來一個高峰，對監(jiān)控系統(tǒng)的維修、改造和升級的費(fèi)用必然會不斷增加。由此，如何把費(fèi)用用在刀刃上，如何通過研發(fā)費(fèi)用的增加改善高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，便成為了一個必然要解決的問題。就目前而言，我國高速公路系統(tǒng)需要向以下幾個方向發(fā)展：

一是加強(qiáng)道路控制系統(tǒng)的建設(shè)。在上文中我們把公路監(jiān)控系統(tǒng)劃分為監(jiān)視系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，我國高速公路監(jiān)視系統(tǒng)雖然信號傳輸不精確、不清晰的缺點(diǎn)，但是已基本符合國際標(biāo)準(zhǔn)，與之相比，我國的道路控制系統(tǒng)還處在摸索階段，如何通過道路控制系統(tǒng)的建設(shè)有效方法交通事故的發(fā)生成了我們必須要解決的問題。例如，我們可以利用工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)服務(wù)器，將公路上的各類信息儲存在云系統(tǒng)中，并通過網(wǎng)格式計算和分布式處理對信息進(jìn)行高效分析，幫助行車合理的選擇車輛路線，由此提升整個告訴公路的安全系數(shù)和同性能力。

二是加強(qiáng)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一體性建設(shè)。就目前的公路監(jiān)控系統(tǒng)來看，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)還是一個割裂于其他系統(tǒng)的封閉系統(tǒng)，并不能實(shí)現(xiàn)與周遭事物的有效溝通。如此一來，監(jiān)控系統(tǒng)就不能通過通盤考慮所有因素，有效預(yù)防交通事故的發(fā)生。由此就必須將拓展高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的開放性。例如，通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將車輛、駕駛員、天氣、行車環(huán)境融為一體，構(gòu)成行車域，并通過計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)云及時、人工智能技術(shù)等打造一個物與物相互連接的整體系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)高速公路的高校運(yùn)營，提升車輛行駛信息的準(zhǔn)確性。

三是加強(qiáng)大數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)的融合。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)所形成的數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)多、數(shù)據(jù)量大、數(shù)據(jù)類型豐富的特點(diǎn)，因此傳統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)無法對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效挖掘，必須要發(fā)揮大數(shù)據(jù)技術(shù)在處理數(shù)據(jù)和挖掘數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢，形成面向大數(shù)據(jù)分布式存儲與數(shù)據(jù)管理框架，實(shí)現(xiàn)視頻系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)的有效結(jié)合，形成立體化的數(shù)據(jù)結(jié)果的呈現(xiàn)，從而為監(jiān)控中心提供更加有效的決策。

綜上所述，筆者認(rèn)為，要想使中國的告訴公路監(jiān)控系統(tǒng)得到有效發(fā)展，就必須要加強(qiáng)道路控制系統(tǒng)的建設(shè)，要加強(qiáng)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一體性建設(shè)，要加強(qiáng)大數(shù)據(jù)與監(jiān)控系統(tǒng)的融合，最終形成道路、行車、天氣、周圍環(huán)境、監(jiān)控中心的有效結(jié)合，最終提升高速公路的利用率，降低高速公路事故發(fā)生的可能性。

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