高速公路監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)動控制實施方案探討

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

當車輛檢測器發(fā)生故障，所有車檢器的平均車速、最大、最小車速、車流量、占有率取前十天同一時段的加權(quán)平均值作為近似值上傳監(jiān)控分中心，以保證交通流量計算的基本準確。
　　
　　隧道內(nèi)根據(jù)車檢器占有率{一般應大干60％）或連續(xù)三次有車輛通過且車速均低于20Km／H判定是否交通堵塞，從而產(chǎn)生警信號，同時將攝像機切換到警區(qū)域由值班員來判定是否發(fā)生交通堵塞情況。
　　
氣象檢測器、環(huán)境檢測器
　　
　　采用加權(quán)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(jiān)控人員人工修正，以滿足實際運營需要。對于道路交通控制而言，由于實時性要求不高，為保證聯(lián)動控制的準確性，相關(guān)情板的聯(lián)動可由人工確認后下發(fā)。
　　
　　可變情板的數(shù)據(jù)傳輸與控制情板的數(shù)據(jù)傳輸量最大，要求所有情板的數(shù)據(jù)傳輸均通過光纖以太網(wǎng)收發(fā)器進行傳輸，對于未采用以太網(wǎng)傳輸?shù)那榘?，可按以下方式實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸：
　　
　　可變清板應有定時自檢功能，若檢測出情板出現(xiàn)象素點損壞，則采用故障坐標點的方法將故障點反饋給上位機，以減少數(shù)據(jù)傳輸量。
　　將情板的固定顯示信息進行編號，并存儲在情板的存儲器中，新增加的信息在預置人情板內(nèi)的同時生成該信息的編號，上位機以編號的方法發(fā)送相應情板顯示信息。
　　
聯(lián)動控制方案
　　
　　在保證數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定可靠之后，完善、嚴密的聯(lián)動控制方案的實現(xiàn)才有可能。控制的對象主要有三大類：交通監(jiān)控、照明控制、通風控制。三個系統(tǒng)相對獨立，又協(xié)調(diào)統(tǒng)一。
　　
　　交通監(jiān)控可分為隧道監(jiān)控和道路監(jiān)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車檢器、氣象檢測器檢測外，還通過攝像機、緊急電話、路政治理等獲取信息，監(jiān)控分中心通過讀取道路車檢器、氣象檢測器檢測數(shù)據(jù)超標，在發(fā)出告警信號后，一般等待人工輸入控制命令，同時開始計時，在延時一定時間未得到人工輸入命令后，則自動按預案，通過可變情板、可變限速標志等設(shè)備對道路交通進行控制，主要起到信息提示和疏導交通的作用。同時，監(jiān)控人員應跟蹤路政交通信息，及時發(fā)布或解除交通告警信息，做到信息發(fā)布及時，有效。
　　
　　而隧道監(jiān)控內(nèi)容相對復雜，涉及的數(shù)據(jù)采集控制設(shè)備較多，下面分析隧道監(jiān)控實現(xiàn)方案。
　　
　　當隧道內(nèi)車流量過大或交通阻塞時，可以通過隧道內(nèi)車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(nèi)外情板顯示“隧道擁堵，注重安全”。同時，假如發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)CO濃度增加，能見度降低，則由人工或自動控制風機啟動。
　　
　　隧道出現(xiàn)以下緊急情況時，監(jiān)控分中心的監(jiān)視器可以自動切換圖像、緊急電話告警，將距離告警緊急電話前端最近的攝像機圖像切換到監(jiān)視器及大屏幕投影儀。
　　
　　交通堵塞：一般從車檢器采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析而得出，此時將提示交通堵塞最近的攝像機圖像切換到監(jiān)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(jiān)視器，將距離CO／VI告警設(shè)備最近的4個攝像機圖像切換到硬盤錄像機，距離告警設(shè)備最近的4個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(jiān)視器，將距離火災警點最近的4個攝像機圖像切換到硬盤錄像機，距離火災警點最近的4個攝像機圖像和兩端隧道廣場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(nèi)各時段的照明燈開啟等級。
　　
　　火災時的照明控制：如遇火災，無論照明現(xiàn)狀如何，照明控制系統(tǒng)將隧道照明開到最大程度。