高速公路監控系統聯(lián)動(dòng)控制實(shí)施方案探討

　高速公路監控系統作為高速公路信息化建設的一個(gè)主要組成部分，正逐漸引起業(yè)內同行的關(guān)注，據了解，許多單位在機電三大系統的建設中，往往僅重視硬件設備的建設，對軟件方案尤其是對監控系統如何滿(mǎn)足實(shí)際運營(yíng)需要，花的精力不多，承包商對此也重視不夠，建成的監控系統中，外場(chǎng)及隧道監控設備花費巨大，但由于核心監控軟件編制簡(jiǎn)單，導致花費巨資建設的監控系統未完全發(fā)揮其作用，相關(guān)治理部門(mén)無(wú)法通過(guò)監控系統實(shí)現其指揮治理中心的功能。實(shí)際上，監控系統的建設是今后實(shí)現智能交通的一項重要基礎性工作，必須認真抓好?，F將本人在此方面的一些研究心得做一總結。與各位同行交流。
　　
數據采集
　　
　　一切控制系統的可用性都必須要有一個(gè)基礎，那就是數據采集的準確。數據采集的準確來(lái)自于三個(gè)方面，1、傳感器設備的優(yōu)劣；2、數據傳輸系統的穩定；3、核心采集數據系統的完善。
　　
　　就高速公路監控系統而言，數據采集設備主要為：交通流量檢測設備，氣象檢測設備，隧道環(huán)境分析儀。就目前高速公路所使用的上述數據采集設備而言，單機設備基本能滿(mǎn)足使用要求，性能穩定；傳輸線(xiàn)路若采用光纖通信系統實(shí)現，其傳輸性能也基本穩定，目前大部分數據采集不準確的原因，主要與上端核心數據采集軟件的粗糙以及軟件編程者對現場(chǎng)單機設備了解不夠有關(guān)，上端核心數據采集軟件設計簡(jiǎn)單，沒(méi)有起到綜合分析的作用。因此，在實(shí)際項目實(shí)施過(guò)程中，應注重以下內容：
　　
車(chē)輛檢測器
　　
　　車(chē)輛檢測器在外場(chǎng)監控設備中數量最多，誤差最大，主要原因在于過(guò)去對車(chē)檢器的技術(shù)要求未標準化，備施工單位憑各自的理解進(jìn)行相關(guān)軟件的開(kāi)發(fā)，傳輸數據量太大等，為此，對設備的功能和上端軟件提出以下要求：
　　
　　車(chē)輛檢測器應有每小時(shí)平均車(chē)速、最大、最小車(chē)速、車(chē)流量、占有率的計算、存儲及輸出功能，所有數據不應由于設備掉電、復位而丟失。平時(shí)上位機采集實(shí)時(shí)數據作為數據顯示及隧道交通擁擠、堵塞判定，每小時(shí)的車(chē)流量作統計車(chē)流量用，為盡量減少通訊數據量，通訊中斷情況下車(chē)輛檢測器只保留每小時(shí)的平均車(chē)速、最大、最小車(chē)速、車(chē)流量、占有率數據，以保證交通流量歷史數據的準確。車(chē)輛占有率的時(shí)間周期統一按5分鐘計算。

當車(chē)輛檢測器發(fā)生故障，所有車(chē)檢器的平均車(chē)速、最大、最小車(chē)速、車(chē)流量、占有率取前十天同一時(shí)段的加權平均值作為近似值上傳監控分中心，以保證交通流量計算的基本準確。
　　
　　隧道內根據車(chē)檢器占有率{一般應大干60％）或連續三次有車(chē)輛通過(guò)且車(chē)速均低于20Km／H判定是否交通堵塞，從而產(chǎn)生警信號，同時(shí)將攝像機切換到警區域由值班員來(lái)判定是否發(fā)生交通堵塞情況。
　　
氣象檢測器、環(huán)境檢測器
　　
　　采用加權平均的方法判定環(huán)境是否超標，產(chǎn)生警，警的閾值應可以由監控人員人工修正，以滿(mǎn)足實(shí)際運營(yíng)需要。對于道路交通控制而言，由于實(shí)時(shí)性要求不高，為保證聯(lián)動(dòng)控制的準確性，相關(guān)情板的聯(lián)動(dòng)可由人工確認后下發(fā)。
　　
　　可變情板的數據傳輸與控制情板的數據傳輸量最大，要求所有情板的數據傳輸均通過(guò)光纖以太網(wǎng)收發(fā)器進(jìn)行傳輸，對于未采用以太網(wǎng)傳輸的情板，可按以下方式實(shí)現數據傳輸：
　　
　　可變清板應有定時(shí)自檢功能，若檢測出情板出現象素點(diǎn)損壞，則采用故障坐標點(diǎn)的方法將故障點(diǎn)反饋給上位機，以減少數據傳輸量。
　　將情板的固定顯示信息進(jìn)行編號，并存儲在情板的存儲器中，新增加的信息在預置人情板內的同時(shí)生成該信息的編號，上位機以編號的方法發(fā)送相應情板顯示信息。
　　
聯(lián)動(dòng)控制方案
　　
　　在保證數據采集穩定可靠之后，完善、嚴密的聯(lián)動(dòng)控制方案的實(shí)現才有可能?？刂频膶ο笾饕腥箢?lèi)：交通監控、照明控制、通風(fēng)控制。三個(gè)系統相對獨立，又協(xié)調統一。
　　
　　交通監控可分為隧道監控和道路監控。目前高速公路路網(wǎng)還不夠發(fā)達，道路交通信息除了通過(guò)車(chē)檢器、氣象檢測器檢測外，還通過(guò)攝像機、緊急電話(huà)、路政治理等獲取信息，監控分中心通過(guò)讀取道路車(chē)檢器、氣象檢測器檢測數據超標，在發(fā)出告警信號后，一般等待人工輸入控制命令，同時(shí)開(kāi)始計時(shí)，在延時(shí)一定時(shí)間未得到人工輸入命令后，則自動(dòng)按預案，通過(guò)可變情板、可變限速標志等設備對道路交通進(jìn)行控制，主要起到信息提示和疏導交通的作用。同時(shí)，監控人員應跟蹤路政交通信息，及時(shí)發(fā)布或解除交通告警信息，做到信息發(fā)布及時(shí)，有效。
　　
　　而隧道監控內容相對復雜，涉及的數據采集控制設備較多，下面分析隧道監控實(shí)現方案。
　　
　　當隧道內車(chē)流量過(guò)大或交通阻塞時(shí)，可以通過(guò)隧道內車(chē)輛檢測器及隧道攝像機判定其阻塞程度，確認后在相應隧道內外情板顯示“隧道擁堵，注重安全”。同時(shí)，假如發(fā)現隧道內CO濃度增加，能見(jiàn)度降低，則由人工或自動(dòng)控制風(fēng)機啟動(dòng)。
　　
　　隧道出現以下緊急情況時(shí)，監控分中心的監視器可以自動(dòng)切換圖像、緊急電話(huà)告警，將距離告警緊急電話(huà)前端最近的攝像機圖像切換到監視器及大屏幕投影儀。
　　
　　交通堵塞：一般從車(chē)檢器采集的數據經(jīng)過(guò)分析而得出，此時(shí)將提示交通堵塞最近的攝像機圖像切換到監視器及大屏幕投影儀。
　　
　　CO／VI超閾值：將CO／VI超閥值洞的所有攝像機的圖像切換到監視器，將距離CO／VI告警設備最近的4個(gè)攝像機圖像切換到硬盤(pán)錄像機，距離告警設備最近的4個(gè)攝像機圖像切換到大屏幕。
　　
　　火災告警：將發(fā)生火災隧道的所有攝像機的圖像切換到監視器，將距離火災警點(diǎn)最近的4個(gè)攝像機圖像切換到硬盤(pán)錄像機，距離火災警點(diǎn)最近的4個(gè)攝像機圖像和兩端隧道廣場(chǎng)的攝像機圖像切換到大屏幕。
　　
　　隧道照明控制方案包括正常、火災、交通事故、停電以及光強檢測狀況下各種天氣、一天內各時(shí)段的照明燈開(kāi)啟等級。
　　
　　火災時(shí)的照明控制：如遇火災，無(wú)論照明現狀如何，照明控制系統將隧道照明開(kāi)到最大程度。