全程監(jiān)控是高速公路一種重要的監(jiān)管手段，全程監(jiān)控系統(tǒng)的實施，能夠?qū)崿F(xiàn)對全路段的有效監(jiān)控，及時發(fā)現(xiàn)交通事故、交通擁堵等交通事件，交通控制措施能夠得到及時發(fā)布，減輕路政、監(jiān)控人員工作壓力，保障高速公路的安全運營和暢通。通過對現(xiàn)有的監(jiān)控設備形態(tài)和技術現(xiàn)狀分析，提出了高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)詳細構建方法。

　　《公路交通技術》期刊雜志，以密切聯(lián)系工程實踐交流和推廣國內(nèi)外公路建設的先進技術和成功經(jīng)驗，推導本行業(yè)及相關學科的新技術、新材料、新方法的實用技術為辦刊宗旨。《公路交通技術》報道高等級公路建設成套技術，涉及公路交通設計、施工、監(jiān)理、管理和經(jīng)濟分析等領域。

　　一、監(jiān)控布點及攝像機選型

　　視頻全程監(jiān)控點到點距離間隔500m、1 km、1.5km的監(jiān)控是今后高速公路視頻監(jiān)控的幾個選擇點,且相鄰選擇點方案的投資基本上是成倍增加,因此選擇好監(jiān)控點距是整個系統(tǒng)投資的關鍵。從現(xiàn)有攝像機鏡頭成像來看，基本上500m左右是它的最佳成像范圍，大于這個距離成像效果下降,因此500米單方向的監(jiān)控肯定是最佳的方案。但這個方案卻是投資最大的方案，因此建議1km的雙向監(jiān)控，采用15m左右的立桿，雙向拍攝兩個方向的情況。這樣兩個監(jiān)控點相對的攝像頭的交點正好是在監(jiān)控點距的中間，能實現(xiàn)比較好的成像效果。如果由于成本控制方面考慮，采用1.5km的方式通過變焦鏡頭、云臺控制等也可以實現(xiàn)視頻全程監(jiān)控，但是監(jiān)控力度相較1km的方式有所下降。為了兼顧投資成本和效益，可以采取在安全隱患區(qū)域的重點路段考慮1km的方式，在其他非重點路段考慮采用1.5km的方式，特殊重要路段采用攝像機點位加密布控方式。因此在進行全程視頻監(jiān)控方案設計時，監(jiān)控力度與系統(tǒng)投資是成正比的，合理選擇監(jiān)控點距及監(jiān)控攝像機類型是平衡監(jiān)控與投資的重要條件。

　　攝像機的選型也是對投資的成本影響的關鍵因素，在"安全隱患"的重點區(qū)域攝像機可以選擇高清紅外夜視攝像機和變焦紅外雙波段熱成像攝像機，以起到視頻改善的作用，在其他非重點路段采用標清紅外夜視攝像機，以減輕投資成本。高清紅外夜視攝像機可以加強對道路監(jiān)控的視頻效果，變焦紅外雙波段熱成像攝像機可以彌補其他攝像機在雨天、霧天以及夜晚受到汽車大燈強光照射后引起監(jiān)控視頻畫面效果的不足。

　　二、外場供電系統(tǒng)

　　外場供電主要方式有:專用電纜供電、獨立電源供電(包括太陽能或風能供電、風光互補供電)、公路沿線就近供電。

　　外場設備供電各有優(yōu)缺點,但對于監(jiān)控外場分布密度高(如大范圍霧區(qū))，供電可靠性要求較高,且有大負荷的外場設備建議采用專用電纜供電方案;對于太陽能資源或風力資源豐富的地區(qū)可以考慮太陽能或風能供電;對于太陽能和風能都處于可利用區(qū)可考慮風光互補供電供電方式，對于太陽能處于可利用區(qū)而風能難以利用的地區(qū)可以考慮太陽能供電或太陽能+附近取電的方式供電，同樣對于風能處于可利用區(qū)而太陽能難以利用的地區(qū)可以考慮風力供電或風力+附近取電的方式供電;對于某些發(fā)達地區(qū)沿線工業(yè)供電點分布密度較高的地區(qū)可以采用沿線就近取電的方式供電。

　　三、圖像傳輸系統(tǒng)

　　高速公路現(xiàn)有視頻監(jiān)控圖像傳輸從應用方案上主要分為:

　　方案一：采用數(shù)字非壓縮節(jié)點式視頻光端機傳輸方案。

　　監(jiān)控外場圖像，采用跳接級連的方式進行組網(wǎng)傳輸。在每處監(jiān)控點根據(jù)需要設置l臺單路或雙路視頻+反向數(shù)據(jù)節(jié)點式遠端機，在監(jiān)控分中心設置多路視頻+反向數(shù)據(jù)節(jié)點式局端機，所傳圖像均為數(shù)字非壓縮格式。

　　方案二：全光數(shù)字視頻系統(tǒng)方案。

　　所有外場監(jiān)控圖像在攝像機端即進行數(shù)字化編碼，圖像壓縮后(H·264標準)采用光纖組網(wǎng)方式，接入收費站(或服務區(qū))的通信系統(tǒng)，利用接入網(wǎng)提供的通道傳至監(jiān)控分中心。

　　將遠端接入點圖像與收費站本地接入點圖像串接起來組成光纖鏈網(wǎng)或環(huán)網(wǎng)。監(jiān)控圖像在接入設備端以H.264標準采用高、低速雙碼流進行壓縮后傳至收費站本地節(jié)點設備，高碼流格式壓縮的圖像用于監(jiān)視，低碼流格式壓縮的圖像用于存儲。

　　方案三:模擬+數(shù)字綜合視頻系統(tǒng)方案。

　　所有監(jiān)控外場圖像通過數(shù)字非壓縮節(jié)點式視頻光端機,采用跳接級連的方式進行組網(wǎng)傳輸至收費站(或服務區(qū)),進站后再經(jīng)數(shù)字化編碼，圖像壓縮后(H·264標準)接入收費站(或服務區(qū))通信系統(tǒng),利用接入網(wǎng)提供的通道傳至監(jiān)控分中心。

　　外場監(jiān)控圖像經(jīng)模擬(節(jié)點)視頻光端機傳輸至收費站編解碼設備后,以H.264標準采用高、低速雙碼流進行壓縮后經(jīng)站通信系統(tǒng)傳至監(jiān)控分中心編解碼設備，高碼流格式壓縮的圖像用于監(jiān)視，低碼流格式壓縮的圖像用于存儲。

　　綜合高速公路圖像傳輸技術發(fā)展趨勢、圖像傳輸設備現(xiàn)有形態(tài)和兼顧投資合理的條件下，高速公路的圖像傳輸模式建議采用方案三的模式或者采用方案一和方案三的混合傳輸模式。

　　四、事件檢測系統(tǒng)

　　基于高速公路全程監(jiān)控的智能化事件檢測系統(tǒng)利用遙控攝像機預置位圖像，將所有圖像均接入設置在各收費站的道路狀況視頻分析系統(tǒng)的處理單元進行處理，可得到異常事件報警信息和交通參數(shù)，道路狀況視頻分析系統(tǒng)與監(jiān)控分中心的以太網(wǎng)交換機相連，將所有檢測信息上傳至路段監(jiān)控中心。在各監(jiān)控分中心設置管理工作站和服務器，對交通事件和交通參數(shù)進行管理和存儲。

　　交通狀況視頻分析系統(tǒng)通過接入的交通視頻圖像所確定的目標物體經(jīng)數(shù)字化處理，對其運動軌跡進行跟蹤，結合視頻畫面背景自動分離、更新技術，利用畫面序列的變化，選取目標信息，在檢測視域覆蓋范圍內(nèi)實現(xiàn)多目標、多種類、多軌跡、全屏動態(tài)跟蹤，綜合分析和快速處理;同時，對交通運營中的交通數(shù)據(jù)參數(shù)和影響正常交通秩序的事件進行實時檢測、快速報警、準確記錄、透明傳輸、統(tǒng)合統(tǒng)計，從而輔助管理人員完成對交通運營的監(jiān)控管理。

　　五、信息發(fā)布和視頻發(fā)布系統(tǒng)

　　信息發(fā)布子系統(tǒng)用于主線道路區(qū)段正常交通、交通事故、施工等特殊情況時的交通控制。主要包括門架式可變信息標志、懸臂式可變信息標志以及服務區(qū)可變信息顯示屏。

　　視頻發(fā)布子系統(tǒng)用于經(jīng)授權的合法用戶發(fā)布本路段的道路視頻監(jiān)控視頻信息。視頻發(fā)布子系統(tǒng)一般為省交通運輸廳視頻發(fā)布系統(tǒng)的子站，接受省廳視頻發(fā)布系統(tǒng)的管理和控制，一般軟件由省交通運輸廳統(tǒng)一采購、安裝和調(diào)試。

　　六、全程網(wǎng)絡廣播系統(tǒng)

　　全程廣播系統(tǒng)是在發(fā)生突發(fā)事件的緊急情況下，工作人員發(fā)布信息組織救援、疏導車輛、人員緊急調(diào)度的有力手段，是減少人身傷亡和財產(chǎn)損失的應急措施之一，平時也可利用此系統(tǒng)靈活地傳遞公路養(yǎng)護施工狀況或交通信息等。網(wǎng)絡廣播系統(tǒng)應具備定時播放、直播、采播、遠程監(jiān)控及權限設置功能。

　　七、指揮調(diào)度系統(tǒng)

　　指揮調(diào)度系統(tǒng)主要包含由遙感道/橋面狀態(tài)及溫、濕度傳感器、能見度檢測儀以及視頻系統(tǒng)采集來的交通參數(shù)和交通事件的管理。在交通參數(shù)、溫濕度、能見度參數(shù)一旦超越閥值，系統(tǒng)則發(fā)生報警，并通過情報板和廣播系統(tǒng)進行發(fā)布。

　　指揮調(diào)度系統(tǒng)可集成車輛管理系統(tǒng)，宜開發(fā)帶有GIS及調(diào)度、管理、報警、監(jiān)控、決策軟件的指揮調(diào)度管理系統(tǒng)，實現(xiàn)能與機電維護車輛、養(yǎng)護巡查車輛、運營管理車輛隨時信息共享、協(xié)調(diào)聯(lián)動，及時處理突發(fā)問題。

　　指揮調(diào)度系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)、全程廣播系統(tǒng)、各收費站廣播系統(tǒng)等聯(lián)動，并可做出各種緊急預案，根據(jù)預案的設定進行有效的聯(lián)合工作。

　　八、結 語

　　高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)是一種提高路網(wǎng)交通安全水平、改善通行能力和提升交通服務品質(zhì)的有效技術手段。如何建立起智能化程度較高、資源配置合理、監(jiān)控效果明顯、管理方便的全程監(jiān)控系統(tǒng)，是使用者和監(jiān)控系統(tǒng)設計者共同需要持續(xù)深入研究和解決的問題。

　　參考文獻:

　　[1]張智勇、朱立偉等.高速公路機電系統(tǒng)新技術及應用[M].北京.人民交通出版社