電子機械論文：淺談高速公路電子監(jiān)控系統(tǒng)應用

1、電子機械論文：淺談高速公路電子監(jiān)控系統(tǒng)應用摘要:隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,高速公路運輸需求日益增長,交通擁擠嚴重,安全事故頻頻發(fā)生。這一問題己成為長期困擾人們的難題。高速公路電子監(jiān)控系統(tǒng)作為智能交通運輸系統(tǒng)的一部分,對該問題的解決給出了可行的方案。 關(guān)鍵詞:高速公路;電子監(jiān)控系統(tǒng);應用 Abstract:With the social and economic development, highways, the growing transport demand, traffic congestion serious security incidents occur frequently. It h

2、as been a long plagued the people problem. Highway electronic monitoring system as part of intelligent transport systems, the solution to the problem gives a feasible solution. Key words:freeway; electronic monitoring system; application 1高速公路監(jiān)控系統(tǒng)概述 高速公路交通工程機電系統(tǒng)由收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)三大系統(tǒng),以及照明通風系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)組成。收

3、費系統(tǒng)對道路的使用者按既定的費率征收通行費,以回收道路建設(shè)投資。通信系統(tǒng)為收費和監(jiān)控系統(tǒng)提供信息傳輸?shù)耐ǖ?。監(jiān)控系統(tǒng)作為三大系統(tǒng)的重要組成部分之一,對高速公路交通流狀態(tài)和交通環(huán)境進行監(jiān)測,并根據(jù)需要對交通流進行誘導和控制,保證車輛運行暢通、減少交通事故、降低事故的危害性。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)由外場監(jiān)控設(shè)施、站場監(jiān)控室和各級監(jiān)控中心組成,是實現(xiàn)高速公路運行管理的重要手段。 2高速公路交通電子監(jiān)控系統(tǒng)的目標及作用 2.1監(jiān)控系統(tǒng)的目標 高速公路交通狀況受車流時空分布、氣候、道路線形和地形等的影響,高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的目標在于減少上述因素的影響,解決氣候異常、事故和車輛故障等造成的交通擁擠和阻塞。具體而言

4、,高速公路監(jiān)控的主要目標有4個方面。 (1)準確地檢測道路交通流參數(shù)和氣象數(shù)據(jù)。 (2)有效地監(jiān)視道路交通和氣候變化,及時掌握道路運營狀況。 (3)及時發(fā)現(xiàn)和處理安全隱患,減少交通事故,降低事故的嚴重性。 (4)減少偶發(fā)事件、交通事故及惡劣氣候?qū)Φ缆方煌ǖ挠绊憽?(5)當交通量達到飽和時,利用交通流模型理論分析交通狀態(tài),對交通流進行誘導和控制,以提高路網(wǎng)通行能力。 2.2監(jiān)控系統(tǒng)的作用 車輛行駛高速、快捷、安全、舒適是高速公路交通的本質(zhì)特征。然而,偶發(fā)事件如:交通事故、車輛拋錨、貨物散落和氣候變化卻不可避免,如果得不到及時處理,勢必引起交通堵塞甚至成為安全隱患。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能就在于

5、實時檢測這些異常信息,并采取及時有效的控制措施。具體而言,其主要作用如下: (1)準確及時采集交通流、交通環(huán)境和主要交通設(shè)施的各種狀態(tài)信息。 (2)根據(jù)已掌握的信息,通過交通流模型分析,迅速做出有針對性的處理和優(yōu)化控制方案,并立即執(zhí)行。 (3)建立多種信息發(fā)布渠道,為用戶提供信息服務,通過駕駛員調(diào)整駕駛行為,使交通流動態(tài)平衡。 (4)進行專項監(jiān)控,如用視頻系統(tǒng)監(jiān)視某大橋的車流通過情況,探測和確認交通事件及路面使用狀態(tài)檢測等。 (5)對交通事故作出快速響應,迅速排除事故根源和提供救援服務。 (6)建立道路交通數(shù)據(jù)庫,用以支持道路運行狀況評價,為改善道路經(jīng)營和交通管理的決策提供數(shù)據(jù)分析。 3高速公

6、路監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成及功能 根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求和設(shè)備特點,監(jiān)控系統(tǒng)又分為交通信息采集子系統(tǒng)、交通狀態(tài)檢測子系統(tǒng)、交通控制子系統(tǒng)、交通誘導子系統(tǒng)和計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。 3.1交通信息采集子系統(tǒng) 該系統(tǒng)的功能是獲取交通信息原始數(shù)據(jù),通過車輛檢測器、檢測線圈、通訊設(shè)備等形成的交通量采集子系統(tǒng),獲得各段道路的交通量數(shù)據(jù)。通過設(shè)在重要地段的攝像機和視頻傳輸設(shè)備獲取該地段的視頻實時數(shù)據(jù);通過設(shè)在路邊的緊急電話獲取緊急救援信號;通過氣象信息采集系統(tǒng)采集高速公路各個地段的能見度、溫度、濕度、風向、風速、雨雪等氣象條件。在這些信息中,視頻數(shù)據(jù)可在計算機或電視墻上顯示,并根據(jù)需要對視頻數(shù)據(jù)進行抓拍記錄,其他交通流數(shù)

7、據(jù)、氣象信息數(shù)據(jù)和緊急救援信號數(shù)據(jù)一般通過電子地圖板或大屏幕投影的方式顯示。 3.2交通控制子系統(tǒng) 根據(jù)各路段的交通狀態(tài)和氣象條件,選擇或配置交通控制方案。交通控制子系統(tǒng)包括:交通控制目標、交通控制參數(shù)?？刂茀?shù)以一定的控制形式作用于交通流。交通控制方式可分為匝道控制、主線控制和通道控制三大類。在控制算法上,有基于穩(wěn)態(tài)交通模型和動態(tài)交通模型的推導方法、基于模糊理論的算法、基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)原理的算法等,這些算法在實踐和交流中不斷得到完善和發(fā)展,為交通控制奠定了良好的理論基礎(chǔ)。 3.3計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng) 計算機網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)將其他各個子系統(tǒng)通過計算機網(wǎng)絡(luò)連接為一個整體,使之真正成為一個功能強大的有機系統(tǒng)。計

8、算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括:計算機設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、計算機操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡(luò)管理、監(jiān)控系統(tǒng)應用程序。 4高速公路監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)分析 4.1監(jiān)控的目的和功能 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)由信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、中心控制和信息發(fā)布等組成。在中心控制子系統(tǒng)的統(tǒng)一管理下,通過公路沿線的車輛檢測器、氣象檢測器、能見度檢測器、攝像機等信息采集設(shè)備,準確計算道路交通數(shù)據(jù),有效監(jiān)測道路的交通、氣象狀況,及時掌握道路運營狀況,將交通量分布、氣象參數(shù)、車輛運行情況等信息即時采集到監(jiān)控分中心,經(jīng)計算機處理形成交通控制方案,再經(jīng)過可變信息標志、可變限速標志發(fā)布誘導信息,不僅有利于交通管理部門針對已經(jīng)出現(xiàn)或即將出現(xiàn)的擁堵情況進行

9、交通分配、誘導和控制,避免和疏導交通擁堵,同時也為出行者提供有意義的參考,協(xié)調(diào)道路使用者在合適的時間選擇最佳路徑,最快的到達目的地,避免時間和金錢的浪費,使高速公路的交通流始終保持在最佳的運行狀態(tài),及時發(fā)現(xiàn)和處理交通事故并減少事故的發(fā)生率,提高道路通行能力。 4.2監(jiān)控過程 交通監(jiān)控過程,輸出為車輛運行狀態(tài), 輸入為控制指標, 受控對象為交通流,道路、交通和氣象環(huán)境等各種影響交通流的因素作為系統(tǒng)的干擾輸入表征交通流狀態(tài)特征的信息歷經(jīng)采集、處理、決策和執(zhí)行各個環(huán)節(jié),遵循反饋控制原理,按預定指標完成控制任務。 4.3監(jiān)控分中心 監(jiān)控分中心是介于信息采集子系統(tǒng)和信息提供子系統(tǒng)之間的中間環(huán)節(jié),是監(jiān)控系

10、統(tǒng)的核心部分。它的主要職能是信息的接受、分析、判斷、預測、確認、交通異常事件的處理決策、指令發(fā)布、設(shè)備運行狀態(tài)的監(jiān)視和控制等。監(jiān)控分中心通常由計算機系統(tǒng)、室內(nèi)顯示設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)控制臺組成。監(jiān)控分中心有集中式和分布式等多種形式,其功能隨監(jiān)控系統(tǒng)類型的不同有所差別,但基本功能是一致的,即信息的分析、處理、交通控制和管理的輔助決策。根據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求,監(jiān)控分中心主要硬件設(shè)備應包括綜合控制臺、顯示設(shè)備和計算機系統(tǒng)。 4.4外場監(jiān)控系統(tǒng) 為了完成監(jiān)視和控制功能, 監(jiān)控系統(tǒng)除了監(jiān)控分中心子系統(tǒng)外還包括若干外場設(shè)備,它們分屬于交通信息采集子系統(tǒng)和交通信息提供子系統(tǒng)(即交通誘導子系統(tǒng))。信息采集子系統(tǒng)是高速公路上設(shè)置的用來采集信息的設(shè)備和配備。采集的信息主要包括如下幾個方面:交通流信息;氣象信息;道路環(huán)境信息;異常事件信息等。高速公路信息采集的方式有人工的,也有自動的。主要有以下幾種:車輛檢測裝置;能見度檢測裝置;閉路電視;緊急電話。交通信息發(fā)布子系統(tǒng)即交通誘導子系統(tǒng),是在高速公路上設(shè)置的用來向道路使用者提供道路交通信息和誘導控制指令,以及向管理、救助部門和社會提供求助指令或道路交通信息的設(shè)施,其主要設(shè)備包括可變信息標志、可變限速標志和路側(cè)廣播等。 5結(jié)束語 高速公路電子監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路控制系統(tǒng)