高速公路機電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與特點研究

李 鑫

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院)

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高速公路機電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與特點研究

李 鑫

(山西省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院)

對于我國高速公路工程來說，機電設(shè)備中的監(jiān)控系統(tǒng)是其工程項目中非常重要的一部分，同時也是一種管理高速公路交通情況的管理手段。在高速公路機電系統(tǒng)的建設(shè)過程中，特別是對高速公路的全程動態(tài)進(jìn)行監(jiān)控時高速公路的駕監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)揮著關(guān)鍵性作用。對高速公路機電工程中的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究，有利于高速公路工程建設(shè)的健康發(fā)展。

高速公路；機電監(jiān)控系統(tǒng)；設(shè)計特點

1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)問題分析

1.1 監(jiān)控設(shè)備利用的不夠充分

在我國，高速公路監(jiān)控設(shè)備利用的不夠充分，對其的優(yōu)勢和作用沒有完全發(fā)揮出來，系統(tǒng)設(shè)計的也不夠全面和實用。

1.2 高速公路的主管部門不夠明確

目前，我國高速公路工程建設(shè)的投資越來越向著多元化方向發(fā)展，但是，高速公路的主管部門仍舊是交通部門。這種管理模式與其他項目有所不同，隨著投資多元化的不斷發(fā)展，使得公路管理工作日益復(fù)雜。

2 高速公路設(shè)計特點

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)層次

當(dāng)前我國高速公路運用的監(jiān)控系統(tǒng)一般為“省級監(jiān)控中心以及分中心”的三級監(jiān)控管理。其路段中心以及分中心主要由基層監(jiān)控單位進(jìn)行負(fù)責(zé)，對高速公路的橋梁、隧道進(jìn)行運營上的管理。基層的監(jiān)控單元主要有高速公路隧道管理站、高速公路橋梁管理站以及監(jiān)控場外設(shè)施等。其中隧道管理站屬于無人值守式管理、橋梁管理站屬于有人值守管理方式。

2.2 系統(tǒng)構(gòu)成

作為省監(jiān)控中心主要負(fù)責(zé)全省內(nèi)包括自治區(qū)、直轄市的高速公路的各個網(wǎng)點的綜合性監(jiān)控以及管理。主要是通過計算機系統(tǒng)、信息系統(tǒng)、信息發(fā)送系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)等相關(guān)系統(tǒng)構(gòu)成。這些系統(tǒng)之間相互相結(jié)合、相互配合，最終完成高速公路監(jiān)控工作。

路段監(jiān)控中心以及分中心要根據(jù)路所監(jiān)控路段的實際情況、投資主體、運營管理過程中所才用的模式，集合此路段的交通運輸?shù)膶嶋H特點以及程度進(jìn)行設(shè)置。其中主要包括計算機系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、發(fā)布系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等共同構(gòu)成，各個子系統(tǒng)相對于省監(jiān)控中心的系統(tǒng)有所縮小。

基層監(jiān)控單元的主要模式為隧道管理站模式和橋梁管理模式。主要可以劃分為無人值守方式和有人值守方式。對隧道管理模式來說，其設(shè)計應(yīng)當(dāng)根據(jù)隧道的長短、隧道經(jīng)過車輛的數(shù)量、隧道分部特點、隧道群所在位置、管理站建設(shè)以及成本等，在設(shè)計的時候還應(yīng)對管理人員的生活因素充分考慮，最后再做出決定。與此同時可對跨越大江大河以及海灣的大橋設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)管理站，進(jìn)行監(jiān)控管理。

2.3 外場設(shè)備布設(shè)

我國高速公路的場外監(jiān)控系統(tǒng)可以分為三個級別：A1、A2、A3。這其中的A1級應(yīng)該對信息采集、交通監(jiān)控、交通中出現(xiàn)異常情況的判斷以及信息的發(fā)布等，加上主線的控制和匝道放入控制設(shè)施。A2、A3這類的設(shè)施是在A1設(shè)施的基礎(chǔ)上對高速公路的個別重點區(qū)域的全程進(jìn)行完整的信息采集、監(jiān)控、異常判斷、信息處理和發(fā)布等設(shè)施以及主線控制設(shè)施。根據(jù)《高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)管路模式》以及《公路隧道交通工程設(shè)計規(guī)范》對隧道中的監(jiān)控等級進(jìn)行設(shè)置和有關(guān)設(shè)施的配置。

3 高速公路機電監(jiān)控的應(yīng)用研究

3.1 高速公路收費站監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

當(dāng)前，我國所多數(shù)的高速公路都是通過貸款進(jìn)行資本的籌集。因此，在高速公路收費站設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)是為防止工作人員徇私舞弊現(xiàn)象出現(xiàn)，這樣對于國家財產(chǎn)起到保護(hù)作用。并且，在日常運營管理過程中，方便管理人員對日常工作的管理，除了對收費站內(nèi)的收費情況進(jìn)行監(jiān)控，同時對車輛在進(jìn)入收費站之前以及駛離收費站之后的情況進(jìn)行監(jiān)控，可以查出違規(guī)車輛。

3.2 高速公路路面監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

路面監(jiān)控系統(tǒng)主要對高速公路的主干線進(jìn)行監(jiān)控，對過往車輛的行駛狀況進(jìn)行實時監(jiān)視。其工作原理主要是通過計算機技術(shù)，經(jīng)攝像機、路邊埋設(shè)的各種傳感器等相關(guān)設(shè)備連接起來。對實時的交通情況數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，經(jīng)這一路段的車流量等情況向公路管理部門及時傳輸。管理部門得到這些信息之后再通過信息情報板等方法將這些信息及時傳給車輛駕駛員。因為路面監(jiān)控系統(tǒng)的特點是直觀性以及準(zhǔn)確性較好，可以幫助交通管理人員將交通擁擠的路段進(jìn)行疏導(dǎo)，以保證路面的暢通和車輛的安全。

3.3 高速公路中隧道和特大橋梁中的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

隨著我國高速公隧道以及特愛橋梁的密度增加，再加上山區(qū)高速公路橋梁以及隧道的危險性高、駕駛員缺乏安全意識等因素的存在使得這些路段設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)非常有必要。這些路段所設(shè)置的監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該具備以下幾個方面的條件。對道路動態(tài)信息進(jìn)行采集、為相關(guān)人員和部門提供相應(yīng)的服務(wù)信息、對采集的信息進(jìn)行處理等。其中信息采集系統(tǒng)主要由交通流信息、道路環(huán)境信息、天氣信息和公路異常信息等組成。監(jiān)控信息主要處理之前所采集的信息，處理之后為公路使用者提供相關(guān)的數(shù)據(jù)、或發(fā)出通告、建議、指令等。與此同時，向先關(guān)管理部門以及救助部門發(fā)出申請。監(jiān)控中心主要是在信息采集系統(tǒng)和信息提供子系統(tǒng)中的中間環(huán)節(jié)，同時也是監(jiān)控系統(tǒng)中的重要組成部分，在監(jiān)控系統(tǒng)運營過程中的所有功能之間的協(xié)調(diào)都由它負(fù)責(zé)指揮。

4 高速公路機電監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成和設(shè)計

就目前我國高速公路的狀況來看，國家內(nèi)使用的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要是由外場設(shè)備和工廠攝像機內(nèi)的圖像采集設(shè)備子系統(tǒng)、氣象監(jiān)測系統(tǒng)、可變情報標(biāo)志牌、車輛檢測器子系統(tǒng)、可以調(diào)整的限速標(biāo)志、地圖板子系統(tǒng)和大屏投影設(shè)備以及計算機處理系統(tǒng)等相關(guān)設(shè)備構(gòu)成。正常情況下，高速公路中的監(jiān)控系統(tǒng)可以被劃分為三個等級，這些等級分別為(1)收費站管理所。在告訴公路工程中一般會存在非常多的收費站，收費站的主要作用是將收費亭和相關(guān)的道路攝像機所采集的圖像和數(shù)據(jù)收集起來，并通過一定的手段將這些數(shù)據(jù)信息上傳到收費管理所。(2)高速公路路段方面的監(jiān)控系統(tǒng)。這項系統(tǒng)的監(jiān)控中心對高速公路上收費站采集的圖像。數(shù)據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行上傳，使其到達(dá)高速公路的路段監(jiān)控中心。(3)省級監(jiān)控中心。作為省級高速公路管理局，要負(fù)責(zé)管理省內(nèi)所有高速公路。各個下級高速公路將選擇的視屏信號上傳到所屬省級的監(jiān)控中心去，次省級監(jiān)控中心將接收的信息進(jìn)行統(tǒng)一控制和管理。

一般高速公公路監(jiān)控系統(tǒng)可以分為場內(nèi)設(shè)備以及場外設(shè)備。場外子系統(tǒng)一般設(shè)置在沿線上，包括氣象監(jiān)測器、車輛檢測器、場外攝像機、可變情報板以及可變限速標(biāo)識牌等有關(guān)設(shè)備組成。其主要功能就是進(jìn)行高速公路實時情況的監(jiān)控。主要目的是為了使對高速公路的實際交通情況有所感知、增強對其的控制能力以及對突發(fā)狀況及時處理等。內(nèi)場子系統(tǒng)的構(gòu)成主要包括內(nèi)地圖版設(shè)備、計算系統(tǒng)、大屏投影設(shè)備以及閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)等模塊所構(gòu)成。這些場內(nèi)監(jiān)控設(shè)備技能對公路信息直觀展現(xiàn)，核能通過計算機的控制對所采集的信息通過相關(guān)設(shè)計，進(jìn)行計算、分析并做出相應(yīng)的處理。與此同時，還將相關(guān)信息向外發(fā)布，對交通起到引導(dǎo)作用，使得車輛在高速公路上能夠安全順利的行使。

5 結(jié)束語

隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟的進(jìn)步，我國高速公路工程的發(fā)展速度飛快，由于高速公路與其他交通道路不同，他有著車輛行駛速度快，車流量大的特點。同時高速公路的建設(shè)還會遇到非常多的隧道和大型橋梁。因此在高速公路上設(shè)置監(jiān)控系統(tǒng)對于車輛的安全和運輸?shù)臅惩ň哂兄匾饬x。高速公路的機電監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計需要根據(jù)所需安裝監(jiān)控的實際情況來設(shè)計。

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2015-02-11

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1008-3383(2015)12-0163-01