林森

（北京路安交通科技發(fā)展有限公司，北京100077）

1 引言

2020年是我國規(guī)劃基本建成全國高速公路網(wǎng)的關鍵之年，隨著越來越多的高速空路“橫空出世”，以及智慧公路的概念提出，高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)被越來越多相關技術人員所關注。眾所周知，高速公路上的車流量巨大，行駛速度也十分快，這些都是容易引發(fā)嚴重交通事故的隱患。因此，為了大多數(shù)人的生命安全，在高速公路上安裝現(xiàn)代化的監(jiān)控系統(tǒng)十分必要。那么，高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)應該怎樣設計才會高效、便捷呢？本文即是圍繞高速公路現(xiàn)代化監(jiān)控建設來展開敘述的，其研究具有相當?shù)膽脙r值。

2 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的基本要求

高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)有著區(qū)別于閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的特點，例如，在分布上是分散開來的，尤其是對于那些前端的監(jiān)控裝置，通常被安裝在較長距離的沿線上，暴露在日光下會受到天氣的影響。因此，這些前端裝置所處的環(huán)境有時是比較惡劣的，所以要求它具有較高的環(huán)境適應性。同時，高速公路的距離都是比較長的，在傳輸技術上要求較高，監(jiān)控功能有賴于信號傳輸技術。目前傳輸信號的方法和介質較多，但對于高速公路來講需要選擇光纖作為其首要傳輸介質，另外，每個站點的監(jiān)控信息都需要集中匯總到管理的總控中心【1】。

隨著監(jiān)控技術的不斷發(fā)展、監(jiān)控規(guī)模的不斷增大，對高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)提出了更高的要求：一是要操作簡單，使用簡便，意為監(jiān)控規(guī)模增加但是總體上系統(tǒng)不會因此卡頓，仍能方便快捷地進行工作處理；二是可靠性，意為若有需求（一般為緊急的公共事件，如交通事故），相關人員可以迅速調出歷史圖像，了解事發(fā)地點相關的情況；三是管理性，可以根據(jù)區(qū)域、路段來進行分別管理，對于散在分布的設備也可以進行單個管理；四是系統(tǒng)可以向外擴展，選擇開放性的系統(tǒng)架構，當有擴展需求時可進行增擴；五是可融合業(yè)務，高速公路是個包含多方面的集成系統(tǒng)，因此監(jiān)控系統(tǒng)需要具備兼容性，使之可以與其他業(yè)務進行充分兼容、融合。例如，當緊急情況發(fā)生時，監(jiān)控系統(tǒng)可以迅速連接警報系統(tǒng)進行警示等。

3 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)設計

3.1 設計目標

1）設置整體目標。一個項目在開展前都要設定目標，這有利于后續(xù)項目工作的開展，避免出現(xiàn)大方向的錯誤。在進行整體目標設定時，需要考慮到視頻的檢測質量問題，將提高監(jiān)控質量作為重點工作之一。如在攝像頭的選擇上，盡量采用高分辨率的，在進行圖像壓縮時需要用數(shù)字處理，這樣可以有效保障食品圖像的清晰，避免圖像抖動等不良現(xiàn)象出現(xiàn)。這些措施還有利于檢測范圍的進一步擴大。

2）在關鍵路段應用低照度攝像機。尤其是那些路況復雜，易發(fā)生交通事故的路段，因為這類攝像機具有優(yōu)秀的補光功能，即使是周圍環(huán)境光亮少，也可以自動打開紅外光。而在容易發(fā)生大霧的地方，雙目熱成像攝像機是比較好的選擇。因為它可以持續(xù)作業(yè)，即使是在夜晚或大霧天氣也能進行實時監(jiān)控【2】。

3）應用高分辨率的攝像機。百萬像素的攝像機往往可以拍攝下來高清的圖像，這是后期使用、分析的最佳數(shù)據(jù)資源。并且還可以為車流量計數(shù)、汽車行駛速度做出參考。也能準確記錄下來實況，有利于今后的系統(tǒng)維修、檢測、交通管理等工作。

3.2 設計原則

監(jiān)控質量是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中總設計的關鍵環(huán)節(jié)。設計者和建設者需要明確設計的具體原則，因為這是實現(xiàn)監(jiān)控系統(tǒng)先進、實用的可靠保障。首先在設計之初，應該充分對市場上所有的監(jiān)控設備、技術進行調查了解，包括國外的新技術和方法，也要納入考量當中，以設計出先進的監(jiān)控系統(tǒng)。其次還需要注意成本問題。功能實現(xiàn)且效果相同的情況下，優(yōu)先選擇低成本的方案，控制總成本。在此基礎上盡量選擇高質量、高流暢度的設備，以提高設備后期運行的安全性。最后要考慮到設備之間的協(xié)調問題，構建有效、合理的區(qū)域監(jiān)控網(wǎng)。

3.3 系統(tǒng)功能需求

我國的交通管理離不開監(jiān)控系統(tǒng)，每年監(jiān)控系統(tǒng)為相關單位提供了大量的資料，以便管理者進行相關的管理研究。也是交通管理部門安排部署工作的重要依據(jù)。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)建設的目的和需求，我們可以將之分為以下幾個部分：數(shù)據(jù)收集部分、數(shù)據(jù)傳輸部分、視頻監(jiān)控部分等。

3.4 系統(tǒng)結構組成

高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)結構并不復雜，它是由幾個子系統(tǒng)組成的。分別是信息收集系統(tǒng)、通信傳輸系統(tǒng)、后臺監(jiān)控系統(tǒng)等；又根據(jù)具體的功能劃分為以下幾個子系統(tǒng)：隧道內的照明、通風子系統(tǒng)，傳播信息的有限廣播子系統(tǒng)，交通監(jiān)控子系統(tǒng)等【3】。這些系統(tǒng)共同組成高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)。隨著時代的發(fā)展，高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)被賦予越來越多的功能，為社會和相關部門提供越來越多的信息。一個合理科學的系統(tǒng)架構是整個監(jiān)控系統(tǒng)建設的核心。

4 系統(tǒng)模塊設計

下面對高速公路監(jiān)控系統(tǒng)下的幾個系統(tǒng)子模塊進行詳細介紹：

1）數(shù)據(jù)采集模塊，監(jiān)控的主要目的就是收集數(shù)據(jù)、記錄情況。數(shù)據(jù)采集模塊是這些模塊中較為重要的一塊。它要求攝像機對行駛在高速公路上的汽車進行數(shù)據(jù)收集，如車速、道路占有率、每小時內行駛的汽車數(shù)量以及汽車間的距離等。這些數(shù)據(jù)看似紛雜，但卻是相關部門進行事故檢測、車速檢測的可靠數(shù)據(jù)來源。

2）數(shù)據(jù)傳輸模塊。收集到的數(shù)據(jù)需要傳輸系統(tǒng)來將之傳輸?shù)娇偪嘏_。倘若信息在傳輸?shù)倪^程中發(fā)生圖像清晰度下降、數(shù)據(jù)丟失等情況，那將會對工作造成巨大不良影響。因此要重視傳輸模塊，及時對其進行更新?lián)Q代。以往傳統(tǒng)的傳輸方式有一定缺陷，因此現(xiàn)在都普遍使用數(shù)字式的傳輸方式，這種傳輸方式保障了信息的安全性和真實性。

3）視頻監(jiān)控模塊。該模塊是整個監(jiān)控系統(tǒng)中最為重要的一個版塊。其拍攝記錄的信息是所有工作開展的核心和依據(jù)。主要有3個功能：一是記錄功能，交管部門通過監(jiān)控的記錄可以很方便地進行交通管理工作，大大減少了相關工作人員負擔；二是當發(fā)生交通事故時，這些圖像可以為之后的責任判斷和處理提供證據(jù)，維護當事人的權益；三是有利于管理者實時監(jiān)控路況，提前做出風險評估，進而規(guī)避危險事件的發(fā)生。

4）突發(fā)事件監(jiān)測模塊。這個模塊主要針對的是突發(fā)事件。當突發(fā)情況發(fā)生時，往往會產生不利于人民生命建立和對公共設施財產安全造成威脅的后果，相關人員需要及時獲取信息，并做好記錄工作，這時系統(tǒng)便可以通過報警系統(tǒng)將信息及時呈遞給相關人員，可以最大限度地減少突發(fā)事件產生的負面影響。也就是說，這個模塊可以幫助高速公路的管理部門提高對異常交通的掌握度，提高反應速度，減少不必要的損失。

5 結語

現(xiàn)代化的監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路建設中的作用不容忽視，其引進和應用都與交通秩序和人民生命安全直接相關。現(xiàn)代化的監(jiān)控系統(tǒng)可以有效降低交通事故的產生，也對高速公路上的交通秩序維護具有極大的現(xiàn)實意義。因此，為了提高高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)建設水平，必須時刻明確監(jiān)控對象和目標，設計出科學合理的監(jiān)控系統(tǒng)以供有效采集信息，進而從總體上提高高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的質量，為我國的基礎設施以及交通運輸工程做出貢獻。