高速公路联网监控系统考察报告

一、绪论

xx年底通车里程已超过四万五千公里，总里程世界第二，xx年年还将建设五千公里，许多省市的高速公路网已经形成，从省会到地级市都通高速公路，高速公路对发展经济、促进物资、人员交流起到了极大的作用。在高速公路成网的情况下，如何充分运用交通监控系统的技术手段保证各条路的畅通，使路网整体通行能力达到最大，是摆在我们公路管理者面前的一个重大课题。 交通量迅猛增长，服务水平显著降低；交通事故、伤亡人数不断增加，人们对安全性更为关注，对交通监控系统也提出更高的要求，监控系统的功能、性能逐渐完善和提高交通监控系统，逐步摆脱一路一监控、讲究门面等初期想法，朝着提供安全、实用、畅通、服务的成熟理念发展。同时，随着联网收费系统的不断成熟与完善，人们也开始有更多的时间、财力和经历重点关注联网监控系统。

二、高速公路区域化管理的必要性

随着高速公路网的逐渐形成，交通流量的不断增长，监控系统的规模和功能也将进一步发展，原先仅为一个路段服务的单一的监控系统正在朝为多条路径的路网服务转化，监控系统联网势在必行，交通异常自动判断、交通信息查询、紧急救援、路线诱导等监控核心功能将会得到充分发挥，本着服务于社会的原则，监控系统的作用将日益明显。

由于高速公路的设计、建设时间前后不同，如果采用的标准不同，预留接口不清，将会对以后实行统一管理带来困难。

如何在路网数据收集和融合的基础上，实现路网内的统一监控、相互联动、资源共享，以及进一步为社会提供综合服务，充分发挥路网功能，就需要对高速公路联网监控系统建设进行统一规定，以规范高速公路监控系统的技术标准和建设管理，对已建和在建项目提出合理建议，对待建项目做出指导。

三、联网监控系统的基本模式

高速公路联网运行监控系统的建设应按照“统一规划、分期实施、分级管理、逐步联网、逐步完善”的指导思想进行。

1、区域监控中心/省监控中心目标

ø 加强主管部门对路网运营的监控管理，提高对路网规划建设的宏观决策能力；

ø 统一协调解决路网内的交通事件和交通事务；

ø 各路段之间实现交通资源和交通信息共享互补，充分发挥路网营运经济效力；

ø 开拓交通信息服务系统，为社会公众、各路段管理机构、交通主管部门等不同的需求主体提供及时有效良好的服务。

2、监控中心基本功能

ø 信息收集功能：收集路网信息，完善联网运行监控模式，积累管理经验，初步具备协调各路段的交通运营的能力；

ø 数据统计分析功能：负责制定需要上传数据的类型、数据交换格式、数据通讯协议规范、监控系统统一编码等，完成数据的采集、分类、存储，以及简单的统计和分析功能；

ø 数据统计分析功能：负责制定需要上传数据的类型、数据交换格式、数据通讯协议规范、监控系统统一编码等，完成数据的采集、分类、存储，以及简单的统计和分析功能。

ø 信息发布功能：根据路段（网）交通、道路状况及实际需要利用可变信息标志发布路段（网）运营管理信息；

ø 宏观管理控制功能：分析片区/省域高速公路路网交通运行规律，优化路网内交通机电设施的布设；完善路网的宏观管理与控制；决策重大交通事件下路网的交通组织调度方案。

ø 协调管理高速公路与城市道路交通：获取城市道路的运行状况信息，对由高速公路即将进入市内的车辆及时引导、疏散，避免城市局部区域的拥堵；为刚进入高速公路的出行者提供高速公路的交通状况信息；

ø 数据融合处理平台：对交通数据进行二次汲取和挖掘，为实现路网调度、及时分流、保证道路通畅、提高运营效率等提供数据支持。

ø 社会服务功能：构建交通信息网络平台为出行者提供查询服务。开展与公安、消防、医疗等部门的合作，提高紧急事件救援效率。建立与广播、电话或公用网络等数据通道，向社会公众发布路网运行数据。

三、联网监控系统的运行要求

1、联网监控系统的进本运行条件

ø 由省监控中心负责监控系统软件的统一开发与购买，新建区域/路段监控中心根据自身特点，统一使用省监控中心确定的系统软件；

ø gis平台建议由省监控中心设计开发维护，其他区域中心、各路段中心可以通过高速公路通信专网根据需要访问或下载相关路网地理信息和服务内容即可；

ø 联网监控系统中的关键设备，包括视频控制矩阵、网络视频编解码器等关键联网设备的选型应尽量保持统一；

ø 对于新建道路，各道路机电系统设计时就应将联网控制方案纳入设计文件；在新建道路机电系统设计、审查、实施等阶段，设计单位、应和建设单位密切联系，保证设备的配置和通信端口数量按照联网运行控制技术要求执行；

2、外场设备布设的基本原则

ø 坚持外场设备布设的系统性：随着交通量的增长，应按照路网总体设计规划来完善监控设施，使其具备信息采集、信息分析处理和信息提供功能，以实时掌握交通流、交通干扰和交通环境的变化。布设时应综合考虑其位置，使一个设备能与其他设备在局部形成小系统；

ø 坚持外场设备布设的协调性：监控系统外场设备布设时应考虑到与其它系统的关系，做到在功能上相互协调，互相补充，在布设上避免重复、浪费。监控设施的布设应当同当地管理、救助体系紧密相连，以争取时间、减少伤亡、尽快恢复交通、增进安全、提高服务质量。当高速公路分段实施或长大桥、隧道作为独立工程设计时，其监控设施设计应服从路网规划和交通工程总体设计要求；

ø 坚持外场设备布设的一致性：由于路段分期实施建设，外场设备与监控中心的通讯接口应遵循总体规划和技术要求，确保数据通讯协议匹配、数据传输格式一致、软硬件系统兼容。监控设备作为高速公路管理设施的一部分，要注意与固定标志标线、护栏及其它安全设施统一一致，避免互相矛盾，发生干扰，造成标志含义不清或无法辨认；

ø 坚持外场设备布设的可扩充性：监控设备的设计选择在应用先进电子技术、计算机技术时应确保性能的实用性、稳定性和功能的可扩充性。另外，由于交通量的增加，监控系统的规模会逐渐扩大，预留预埋应考虑到将来扩充的需要，一期布设时应考虑到后期布设的需要，以便随着交通量的增长，不断的扩充系统的规模，不断提高系统的性能指标，真正做到“一次设计，分期实施”。

四、联网监控系统建设需要考虑的问题

目前作为高速公路管理者比较关心的热点问题是全程监控要不要上？如何上才能更合理的利用建设资金？更有效的对道路实施监控！在一些省市也作过一些全程监控的探索，实践表明，全程监控有效的提高了监控力度和事故处理效率。但是建成的全程监控系统也存在设备供电、夜间照明和系统稳定性等一系列问题。每公里14-18万元的高额投资也制约了该技术推广实施

1、选择重点地段进行监控

可考虑在重点路段、易发生事故路段、车流量大与半饱和路段建设全程监控系统，以便随时能掌握道路状况；对于车流量较小的路段可考虑暂缓实施，待车流量增大后再进行改造

2、 功能需求

随着省市高速公路路网的扩大，对交通影响非常大的气象环境条件、交通通行量、交通事故和交通拥挤阻塞等重要信息越来越多地被管理者和司乘人员关注 。

随着技术不断进步，高速公路监控系统也开始逐渐由过去传统的摄像头——视频监控模式，扩展到集车流量检测、交通控制和交通诱导等多种采集前端组成的多领域一体的监控系统。

如果在特殊路段建设全程监控系统，需要完善前端信息采集，增加视频图像检测系统，同时还要完善该路段沿线的气象检测器、视频车辆检测器和可变情报标志等交通监控和诱导设施，收集完整的道路交通数据，保证管理者的正确判断

3、扩容维护问题

ø 按照传统技术要求实施全程监控 ，大量的传输设备的维护成了很令人头疼的问题

ø 传输图像至少要使用1 对光端机并占用1 芯光纤，实施全程监控后整个监控系统占用的光纤资源较多；

ø 远距离传输采用光端机级连会造成信号的衰减及信噪比降低；大量光端机的使用，造成设备无法统一管理 ；

ø 片区中心不断接入大量的视频图像，导致中心矩阵需要不断进行通道扩展，接入缆线越来越多，大大增加了维护管理的难度 。

五、视频监控系统的简介

1、视频数字监控系统的组成

视频数字监控系统的组成通常由5个部分组成：（1）摄像机和编码器；（2）网络及通信传输设施；（3）视频存贮设备；（4）解码器及显示设备；（5）控制及管理系统。

编码器及解码器是面向视频和音频传输和存储的采用国际标准数字视频压缩技术的编码及解码设备。近来视音频编码技术有新的发展。

2、视频编码标准现状

itu-t vceg国际电信联盟下的视频编码专家组:

þ h.261 电视会议的视频压缩标准

þ h.262 vceg同mpeg联合编码专家组jvt压缩标准

þ h.263 可视电话的视频压缩标准,h.263+,h.263++

þ h.264 新一代交互式视频通信压缩标准 mpeg4 avc

iso/iec mpeg运动图像专家组:

þ mpeg-1 vcd压缩标准

þ mpeg-2 dvd压缩标准

þ mpeg-4 交互式多媒体通信压缩标准 mpeg-4avc/ h.264

þ mpeg-7 互联网视频检索制定的压缩标准

（1）mpeg2

　　是由iso/iec13818 制订的运动图像压缩标准，mpeg2标准引入了“类型（profile）和“层（level）”的概念，提供了位速率的可变性功能，使用者可按需选择等级（传输速