高速公路智能監(jiān)控通信技術分析論文
摘要：隨著我國經濟的飛速發(fā)展，我國科技水平不斷提高，通過將智能監(jiān)控通信技術引入到高速公路管理中，能夠幫助我國高速公路管理朝著智能化發(fā)展。在高速公路智能監(jiān)控通信技術的研發(fā)方面，我們可以積極地與國際社會進行交流和合作，了解和掌握發(fā)達國家在這方面取得的成功經驗和做法，同時考慮我國經濟發(fā)展水平和整個產業(yè)結構、資金費用、道路狀況、交通的特點等各方面因素，對其進行全面分析。智能監(jiān)控通信技術在高速公路監(jiān)控通信中的實際應用，能有效拓寬高速公路管理技術手段，大幅減少投資成本，全面提升服務水平，這對推動我國高速公路建設飛速發(fā)展有著重要意義。因此，探討這類問題有著極大的前瞻性和必要性。
關鍵詞：高速公路；智能監(jiān)控；通信技術
引言
我國高速公路交通運輸流量大、長途車輛噸位基數大、危險品車輛比重高，這些對于高速公路通行能力、路面強度、運輸調度、運輸服務都是極大的考驗。除此之外，天氣也是另一大重要影響因素，大雪、大霧、暴雨等惡劣天氣導致道路積水與結冰，嚴重影響著高速公路能否安全運行。所以，實現高速公路智能監(jiān)控，推動高速公路智能化、自動化發(fā)展，以此提升高速公路運輸服務質量、降低道路運輸和維護成本、提高運輸過程中的安全系數成為高速公路運營部門最迫切的需求。
1智能監(jiān)控的主要系統
1.1視頻監(jiān)控系統
視頻監(jiān)控系統可以將各種收費單位、道路訊息進行收集經過數字處理后，通過信息傳輸系統傳送到道路監(jiān)管部門，對高速公路運行狀態(tài)進行及時、有效地監(jiān)控，以應對各種突發(fā)性問題。這種系統由兩部分組成，分別是收費監(jiān)控和道路監(jiān)控。收費監(jiān)控系統主要是針對各收費單位進行監(jiān)控，如收費亭、收費車道等。道路監(jiān)控系統是對高速公路上的特殊道路如高架橋、立交橋等場合進行實時監(jiān)控。視頻監(jiān)控系統的運用，能夠讓道路管理部門有效掌管高速公路交通狀態(tài)，及時發(fā)現交通事故、交通堵塞、違章等突發(fā)狀況，并在最短的時間內做出部署，盡快解決問題，從而最大限度地保證高速公路運輸安全和暢通運行。圖1為高速公路智能監(jiān)控通信技術的應用。
1.2交通監(jiān)控系統
交通監(jiān)控系統能將路段上收集的相關數據和高速公路的交通運行信息通過TGIS在地圖上顯示,能在地圖上顯示相關的數據和道路信息，以此處理、協調、預防突發(fā)事故。通過在系統中添加全新的處理功能，可以對天氣因素、交通事故等因素進行記錄，以便于為事后處理事故提供參考數據，能使系統充分發(fā)揮增強調度的自動化能力。其次，交通監(jiān)控系統可以通過固定的指示牌、相應的信息發(fā)布渠道對交通進行合理地調度及安排，為車主提供最有效的信息和指引，確保高速公路交通的暢通運行。
1.3數據收集系統
數據收集系統不僅是整個交通監(jiān)管系統的重要元素，也是各個系統之間聯系的重要紐帶。各個系統基本都是在進行數據的收集，數據收集系統就是對數據收集進行管理，能確認最合理的數據信息采集周期，有效地讀取各道路監(jiān)控中心的實時數據。為交通系統安全運行提供便利，為交通部門指揮調度、車流量檢測、違規(guī)違章處理提供通信服務。
2智能監(jiān)控的關鍵技術
視頻圖像處理是高速公路智能監(jiān)控的核心部分。要保證對目標車輛實時監(jiān)視，全方位、有效地對跟蹤車輛進行拍攝，必須對不同情況采取不同辦法，只有這樣才能在路況復雜、車流量大的高速公路上錄制高質量的監(jiān)控圖像。
2.1將視頻系統數據傳輸、控制以及存儲設備相結合
高速公路視頻監(jiān)控數量多且位置分散，必須合理地將視頻系統數據傳輸、控制以及存儲設備相結合才能高效地進行實時監(jiān)控，這是智能監(jiān)控系統中的重點環(huán)節(jié)。高速公路的控制中心監(jiān)控范圍必須能涵蓋收費站和服務區(qū)，所安裝的攝像設備在將視頻數字信號傳輸到監(jiān)控中心的過程中，合理地利用相關轉碼設備和傳輸設備，高效快速地進行傳輸才能實現對本地運行的情況進行實時監(jiān)控。傳輸過程中，先利用高速公路沿線所安裝的監(jiān)控探頭通過視頻信號傳輸設備傳到就近的收費單位內，再將其接入到模數轉換設備中進行存儲，最后通過數字信號傳輸設備傳輸到監(jiān)控中心。這樣大大減少了傳輸時間，能對突發(fā)事件做出快速反應，減少因傳輸過程中失真現象對視頻造成的影響，進而提高視頻質量。
2.2高速公路智能監(jiān)控
智能交通監(jiān)控系統設計時還要保證電路的功率大于系統瞬時功率，因為在智能監(jiān)控系統中通常應用到一些額定功率很小，但在工作的.某一時間段內瞬時功率會非常大。功率過大不僅影響監(jiān)控系統穩(wěn)定運行，還會損壞相關設備，造成經濟損失。為避免發(fā)生此類事件，在設計電路的時候要考慮到電路容量，提前做好預防。
3高速公路的視頻監(jiān)控系統技術
高速公路的視頻監(jiān)控是通過場外攝像機對目標進行全方位監(jiān)控，將圖像通過通訊線路傳回到監(jiān)控室，這是一種先進、有效的監(jiān)控手段及方法，可以實現人工或自動靈活切換，各種領域都有應用。對于監(jiān)控對象可以實現自動化錄像，特殊的事件還可以進行人工控制。這種監(jiān)控技術不僅可以實時有效地對高速公路進行監(jiān)控，更為視頻查看提供了極大的便利，可以說是實現高速公路智能監(jiān)控的一大助力。高速公路的監(jiān)控系統主要用來對高速公路收費單位出入車輛進行實時監(jiān)控，對違章車輛進行抓拍，對高速公路事故高發(fā)路段及特殊路段進行視頻實時監(jiān)控。它是高速公路分布式的一個子系統，作用于高速公路監(jiān)控，為保證車輛安全運行，道路暢通提供實時有效的動態(tài)圖像。同時，高速公路視頻監(jiān)控系統因監(jiān)控對象不同，監(jiān)控方式也有所區(qū)別，如視頻監(jiān)控方式是用于超車道黃牌車的監(jiān)控和非法占用應急車道的車輛監(jiān)控；雷達監(jiān)控方式是對車輛超速、欠速進行監(jiān)控。靈活地應用監(jiān)控方式，這樣不僅能有效地對道路進行控制，還能解決因單一監(jiān)控方式對監(jiān)控系統造成的負擔。視頻監(jiān)控數字高清攝像機進行錄像，并配備大容量存儲設備，這樣不僅保證了錄制視頻的質量還解決了因視頻占用太大存儲空間而無法保存很長時間的問題。管理中心采用合理的軟件優(yōu)化，將錄像和抓拍圖片關聯起來，以便于調取查閱時更加方便。
4高速公路智能監(jiān)控的技術方案
4.1概述
高速公路的監(jiān)控中心系統由總中心和分中心兩部分組成。總中心和分中心屬于上下級系統，各個分站在收到用戶發(fā)來的警報和突發(fā)狀況進行分析，然后發(fā)送給總中心作為事故處理的依據�？傊行闹饕O在省會城市或者高速公路重要路段，當分中心接收到用戶車輛發(fā)生故障或車禍時可以向中心站發(fā)送警報，總中心可以快速有效地對事故進行分析，同時做出最合理的解決方案�？傊行倪�可以通過視頻直接監(jiān)測各分站的運行狀態(tài)，以便于第一時間對突發(fā)事故進行處理。分中心主要設在高速公路上每個重要的點，該點設置有報警電話、數據傳輸設備和監(jiān)控設備。當在高速公路上行駛的汽車發(fā)生突發(fā)事件時，可以在分中心通過報警電話向分站求救，以便于快速得到救援。
4.2高速公路智能監(jiān)控視頻系統的組成
這種系統以光通信傳輸系統為依托，實現監(jiān)控視頻數據的有效傳輸。監(jiān)控視頻各個點比較分散，距離也較遠,無法使用電纜供電，因此系統的供電電源采用的是太陽能蓄電池，又因為反饋系統必須保證較高的穩(wěn)定性，所以對太陽能電池的續(xù)航能力也有著極高的要求。為保證太陽能電池供電的穩(wěn)定，可以采用以下方式：通過MCU控制在沒有用戶使用的情況下將電源切斷使系統保持靜默，降低系統對電能的消耗，一旦有用戶遇到突發(fā)狀況需要報警或向總中心求助時快速供電及時喚醒系統保證用戶的安全，還可以降低長時間運行對系統造成的損耗。在保證系統運行正常的情況下還要考慮到容量以及使用效率等方面。高速公路的監(jiān)控視頻系統的容量可以根據系統規(guī)模來確定，總中心和分中心通過通信系統傳輸設備進行連接，并完成數據的傳輸工作，通過地址碼分區(qū)和分時的工作方式，確保做到準確快速定位事故發(fā)生地點，就近派遣救援人員進行事故處理，最大程度地保證人民生命財產安全。
5結束語
在高速公路智能監(jiān)控通信技術的研發(fā)方面，我們在結合我國實際狀況的前提下，積極地與國際社會進行交流和合作，將其他國家的先進技術和成功經驗消化后為我們所用，并在考慮到我國經濟發(fā)展水平和道路安全結構等因素的影響后，對比其他國家找出我們的不足，并確立我們的優(yōu)勢。在不斷摸索和創(chuàng)新后逐漸完善我國高速公路智能監(jiān)控通信技術，使其可以盡早地得到更為廣泛的運用。
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