近年來(lái)我國(guó)高速公路通車(chē)?yán)锍滩粩嗨⑿?，隨著高速公路通車(chē)?yán)锍痰难杆僭黾?，如何控制交通事故的蔓延和提高高速公路作為?jīng)濟(jì)大動(dòng)脈的效率，以及提高高速公路管理部門(mén)的服務(wù)質(zhì)量和管理水平，都已經(jīng)擺在高速公路運(yùn)營(yíng)部門(mén)以及路政部門(mén)的議事日程上來(lái)。

    傳統(tǒng)的高速公路機(jī)電系統(tǒng)（俗稱(chēng)三大系統(tǒng)）中的監(jiān)控系統(tǒng)，從目前全國(guó)已建成高速公路監(jiān)控系統(tǒng)范圍來(lái)看，大多只對(duì)高速公路一些關(guān)鍵點(diǎn)位進(jìn)行路況監(jiān)控（如互通立交附近、服務(wù)區(qū)周邊、收費(fèi)站附近等），而且監(jiān)控范圍十分有限，尤其是設(shè)立在高速公路沿線(xiàn)的快球等監(jiān)控設(shè)備在夜間基本上處于“癱瘓”狀態(tài)，由于受夜間光照等條件的限制根本無(wú)法看清道路占用情況和車(chē)輛全貌，即使是采用遠(yuǎn)距離紅外光源的高清攝像機(jī)其監(jiān)控的范圍也十分有限。據(jù)一項(xiàng)來(lái)自相關(guān)方面的統(tǒng)計(jì)：夜間交通事故的發(fā)生率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于白天，而其中由超速造成的事故位居第一。另外對(duì)于一些撞損沿線(xiàn)設(shè)備及設(shè)施逃逸的車(chē)輛基本上無(wú)法進(jìn)行判斷和定位，也給高速公路運(yùn)營(yíng)部門(mén)以及路政部門(mén)造成了很大經(jīng)濟(jì)損失。另外在對(duì)已有的監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施智能化改造，使其不只是人為參與的監(jiān)控活動(dòng)，將智能分析引入系統(tǒng)從而達(dá)到全天候?qū)β访媲闆r進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)提示監(jiān)控人員注意，同時(shí)可將特殊事件自動(dòng)進(jìn)行記錄方便日后復(fù)查。

    目前傳統(tǒng)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)已不能滿(mǎn)足日益復(fù)雜的高速公路管理的要求，這就需要引入新的科技手段對(duì)其進(jìn)行不斷完善，以達(dá)到高效管理的目的，從而提升高速公路整體的品味和應(yīng)急處理能力。

    根據(jù)高速公路對(duì)智能化系統(tǒng)需求的不斷升溫，很多公司針對(duì)市場(chǎng)變化進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的技術(shù)整合，開(kāi)發(fā)出了適應(yīng)高速公路通信和監(jiān)控環(huán)境下的一整套智能化全方位的解決方案，為高速公路的智能化改造提供了強(qiáng)有力的軟硬件保障。同時(shí)根據(jù)各系統(tǒng)的特點(diǎn)和用途將他們?nèi)诤铣蔀橐粋€(gè)智能化管理的綜合應(yīng)用平臺(tái)系統(tǒng)，通過(guò)這個(gè)平臺(tái)對(duì)各智能前端設(shè)備捕獲到的信息進(jìn)行匯總、管理以及發(fā)布從而達(dá)到對(duì)已有監(jiān)控系統(tǒng)不足的有益補(bǔ)充，形成真正的管、控、防立體監(jiān)控體系。

    高速公路專(zhuān)業(yè)平臺(tái)監(jiān)控體系的組成詳細(xì)分解如下。

雷達(dá)測(cè)速聯(lián)動(dòng)大屏顯示智能卡口子系統(tǒng)
    雷達(dá)測(cè)速聯(lián)動(dòng)大屏顯示智能卡口系統(tǒng)主要由前端采集模塊、數(shù)據(jù)傳輸模塊、信息發(fā)送模塊和中心管理等模塊組成。

    系統(tǒng)主要功能為：通過(guò)對(duì)高速公路通行車(chē)輛速度的智能分析判斷，將車(chē)輛進(jìn)行抓拍同時(shí)將捕獲到的超速車(chē)輛信息實(shí)時(shí)發(fā)布到附近的可變情報(bào)板上（見(jiàn)圖1），對(duì)違章司機(jī)起到警示作用，減少高速超速帶來(lái)的危害。

    該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)完全按照高速公路管理部門(mén)的流程習(xí)慣，使操作人員易于掌握，并且在工作中遇到新的流程，可隨時(shí)根據(jù)需要調(diào)整軟件模塊。 [nextpage]

    方便操作即插即用型傳輸方式。不需任何調(diào)試，支持包括撥號(hào)、ADSL、DDN、ISDN、光纖等多種數(shù)據(jù)傳輸方式，不受傳輸線(xiàn)路限制，具有局域網(wǎng)內(nèi)文件傳輸和FTP等上傳方式，傳輸速度穩(wěn)定，安全保護(hù)性能好，提供用戶(hù)自定義參數(shù)設(shè)置。

    強(qiáng)大的軟件支持。后臺(tái)管理軟件采用C++Builder和Oracle9i的開(kāi)發(fā)模式，B/S的雙重?cái)?shù)據(jù)架構(gòu)，提供開(kāi)放的數(shù)據(jù)接口和聯(lián)網(wǎng)功能，具有強(qiáng)大的多用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)處理、統(tǒng)計(jì)分析、聯(lián)機(jī)查詢(xún)和決策分析等功能。界面友好，易于操作人員掌握，并且可根據(jù)高速公路相關(guān)管理部門(mén)的工作流程對(duì)軟件進(jìn)行重新設(shè)置，有效地減少了操作人員的工作量。

道路檢測(cè)智能分析子系統(tǒng)
    傳統(tǒng)監(jiān)控中心的功能只能通過(guò)監(jiān)視器實(shí)時(shí)、直觀地再現(xiàn)很少部分道路和收費(fèi)站廣場(chǎng)的實(shí)況，監(jiān)控人員通過(guò)對(duì)監(jiān)視器圖像的人工監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常情況人工報(bào)警，提出事件處理和實(shí)施救援的建議措施，完全屬于事后決策。這種監(jiān)控方式對(duì)突發(fā)性較強(qiáng)的交通異常事件無(wú)法預(yù)測(cè)，很容易造成二次事故，如大規(guī)模的追尾等。

    為了提高高速公路的服務(wù)水平，盡可能地避免更大的生命財(cái)產(chǎn)損失，及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出交通異常事件，提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，為突發(fā)事件處理和緊急救援贏得寶貴的時(shí)間，引入了交通事件自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)（見(jiàn)圖2），檢測(cè)道路交通流量、事故、異常行車(chē)狀況、灑落物等。在交通事件智能檢測(cè)器（見(jiàn)圖3）上內(nèi)置基于視頻分析的事件處理算法，通過(guò)道路沿線(xiàn)的攝像機(jī)圖像進(jìn)行分析，根據(jù)圖像處理算法產(chǎn)生事件告警。該算法軟件對(duì)圖像對(duì)比度和色彩飽和度的要求不高，可以適用于白天、夜晚、雨、雪、霧等天氣，能對(duì)高速公路上發(fā)生的各種交通事件進(jìn)行檢測(cè)，并且伴有聲光告警信號(hào)提示監(jiān)控值班員。

監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備
    監(jiān)控系統(tǒng)基本上可劃分為前端攝像機(jī)、傳輸鏈路、監(jiān)控室控制／顯示設(shè)備三大部分。

監(jiān)控?cái)z像子系統(tǒng)：在道路沿線(xiàn)配置攝像機(jī)，監(jiān)測(cè)范圍為高速公路上的車(chē)輛通行情況和路面狀況。
傳輸子系統(tǒng)：傳輸系統(tǒng)將攝像機(jī)采集的模擬圖像無(wú)壓縮的回傳到監(jiān)控中心。
監(jiān)控中心子系統(tǒng)：在監(jiān)控中心配置顯示和控制設(shè)備，可以方便的控制前端攝像機(jī)，并在顯示設(shè)備上切換顯示需要調(diào)用的圖像。[nextpage]

系統(tǒng)主要功能
物體移動(dòng)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)用戶(hù)定義區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)目標(biāo)。可顯示場(chǎng)景中移動(dòng)物體的移動(dòng)軌跡，對(duì)于移動(dòng)速度異常的目標(biāo)產(chǎn)生報(bào)警。
物體滯留監(jiān)測(cè)：跟蹤滯留在固定位置超過(guò)用戶(hù)設(shè)定時(shí)間的車(chē)輛或其他目標(biāo)。用于監(jiān)測(cè)被遺棄的物體、違規(guī)停車(chē)等。
突然出現(xiàn)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)突然闖入用戶(hù)定義區(qū)域的任何目標(biāo)。適用于高速公路重點(diǎn)位置的監(jiān)測(cè)。
移動(dòng)路徑監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)從一個(gè)區(qū)域進(jìn)入另一個(gè)區(qū)域的移動(dòng)物體。用于監(jiān)測(cè)車(chē)輛違章轉(zhuǎn)向、掉頭或其他違規(guī)越境行為。
定向移動(dòng)監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)行進(jìn)方向錯(cuò)誤的車(chē)輛或朝禁區(qū)邊界移動(dòng)的入侵者。
移動(dòng)速度監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中物體的移動(dòng)速度。用于監(jiān)測(cè)車(chē)輛超速等。
物體徘徊監(jiān)測(cè)：監(jiān)測(cè)場(chǎng)景中物體徘徊逗留的時(shí)間。用于監(jiān)測(cè)敏感場(chǎng)所的可疑行跡。
車(chē)輛統(tǒng)計(jì)：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和統(tǒng)計(jì)視頻圖像中的車(chē)輛，應(yīng)用于道路車(chē)流、停車(chē)場(chǎng)等場(chǎng)所的車(chē)輛統(tǒng)計(jì)。
PTZ跟蹤：在視野內(nèi)出現(xiàn)目標(biāo)后，可控制PTZ跟蹤目標(biāo)運(yùn)動(dòng)。

ETC聯(lián)動(dòng)抓拍管理子系統(tǒng)
    ETC(Electronic Toll Collection) 中文稱(chēng)“全自動(dòng)電子收費(fèi)”又稱(chēng)為不停車(chē)收費(fèi)。ETC系統(tǒng)采用專(zhuān)用短程無(wú)線(xiàn)通信（Dedicated Short-Range Communication）（簡(jiǎn)稱(chēng)DSRC）技術(shù)來(lái)完成整個(gè)收費(fèi)過(guò)程，保證車(chē)輛在整個(gè)收費(fèi)過(guò)程中保持行駛狀態(tài)而不用停車(chē)。為此它需要在收費(fèi)點(diǎn)安裝路邊設(shè)備，術(shù)語(yǔ)稱(chēng)為“路側(cè)控制單元”（RSU，Road—Side Unit）；在行駛車(chē)輛上安裝車(chē)載設(shè)備，術(shù)語(yǔ)稱(chēng)“車(chē)載單元”（OBU，On board Unit也稱(chēng)為車(chē)載電子標(biāo)簽）；采用DSRC技術(shù)完成RSU與OBU之間的通信。

    通常ETC系統(tǒng)是不含視頻抓拍的，高清抓拍單元可以對(duì)通過(guò)ETC車(chē)道的車(chē)輛進(jìn)行聯(lián)動(dòng)抓拍，可有效彌補(bǔ)ETC系統(tǒng)無(wú)圖像記錄的缺點(diǎn)，通過(guò)與ETC設(shè)備的有效融合形成相關(guān)通過(guò)車(chē)輛的關(guān)聯(lián)圖像記錄，可以通過(guò)調(diào)用注冊(cè)車(chē)輛信息，對(duì)照車(chē)輛相關(guān)信息，方便日后稽查，也可有效預(yù)防電子標(biāo)簽被盜用進(jìn)行核對(duì)留底備查，同時(shí)該系統(tǒng)所捕獲的照片還可以看清司機(jī)的人臉，更加增強(qiáng)了信息的說(shuō)服力。

全程全天候車(chē)輛監(jiān)控子系統(tǒng)（見(jiàn)圖4）

    通常高速公路路段監(jiān)控設(shè)備采用的大多是普通的快速球，只有在有自然光的條件下才能看到清晰影像，使其在漆黑的夜里或是在一些特殊的光線(xiàn)不足的路段就完全失去作用。但這樣并不代表攝像機(jī)的成像元件CCD像人眼一樣就只能感應(yīng)自然的可見(jiàn)光，其實(shí)CCD可以同樣感受紅外波長(zhǎng)的光線(xiàn)的。激光夜視系統(tǒng)讓夜間監(jiān)控展現(xiàn)了如同白晝般的效果，遠(yuǎn)距離激光夜視系統(tǒng)可用于夜間監(jiān)控距離500米、1000米、1500米、2000米、5000米的路段時(shí)高速路的夜間不再“黑暗”，系統(tǒng)在夜視效果、經(jīng)濟(jì)性、壽命、距離、隱蔽性等多方面都優(yōu)于現(xiàn)在普通的夜視技術(shù)，必定會(huì)掀起一場(chǎng)激光夜視的革命！

沿線(xiàn)設(shè)施、電纜防盜管控子系統(tǒng)
    近年來(lái)，高速公路上用于提示路況交通信息的電子大屏幕的供電電纜成為盜竊分子的“發(fā)財(cái)之物”，大屏幕的供電電纜經(jīng)常被盜，有的路段上的電纜反復(fù)被盜。這不僅給高速公路公司帶來(lái)了很大的財(cái)產(chǎn)損失，而且?guī)?lái)了嚴(yán)重的交通隱患。[nextpage]

    通過(guò)專(zhuān)門(mén)為供電電纜防盜報(bào)警設(shè)計(jì)了一個(gè)“電流型報(bào)警器”（見(jiàn)圖5），可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)電纜被盜警情并報(bào)警，“電流型報(bào)警器”的輸出開(kāi)關(guān)就閉合，警鈴發(fā)出報(bào)警聲響，減少因電纜被盜對(duì)用戶(hù)造成的巨大損失?！半娏餍蛨?bào)警器”工作示意見(jiàn)圖5。

高速公路智能化監(jiān)控綜合管理平臺(tái)（見(jiàn)圖6）

    通過(guò)一個(gè)綜合性軟件管理平臺(tái)可以將以上五個(gè)子系統(tǒng)綜合進(jìn)行管理，真正實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路的智能化管理，極大的方便了高速公路管理者的日常業(yè)務(wù)同時(shí)也大大的提高了他們的工作效率。高速公路智能化監(jiān)控綜合管理平臺(tái)是對(duì)現(xiàn)有高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的有效補(bǔ)充，通過(guò)二者的無(wú)縫融合，能夠使高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)更加智能可靠。

結(jié)語(yǔ)
    高速公路機(jī)電系統(tǒng)的特點(diǎn)決定其各種核心控制設(shè)備設(shè)備必須擁有高可靠性和易擴(kuò)展性、易維護(hù)性。隨著新交通技術(shù)的不斷發(fā)展，如何在保護(hù)現(xiàn)有投資的基礎(chǔ)上，在開(kāi)放型系統(tǒng)上靈活增加新的功能，智能化監(jiān)控設(shè)備以其強(qiáng)大的處理能力將會(huì)逐步取代現(xiàn)有的傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)。隨著技術(shù)的不斷更新，智能化的交通產(chǎn)品將顯露出傳統(tǒng)監(jiān)控方式無(wú)法比擬的強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。

    新一輪的高速公路智能化改造已悄然展開(kāi)，未來(lái)誰(shuí)能夠提供優(yōu)質(zhì)高效的管理和暢通無(wú)阻的通車(chē)環(huán)境誰(shuí)就會(huì)贏得滾滾車(chē)流帶來(lái)的巨大經(jīng)濟(jì)收益；誰(shuí)能采用先進(jìn)的智能交通技術(shù)服務(wù)于管理誰(shuí)就能在現(xiàn)代化交通管理中運(yùn)籌帷幄。

    由此看來(lái)，高速公路智能化監(jiān)控行業(yè)，有其廣泛的市場(chǎng)應(yīng)用前景和強(qiáng)大的生命力，也必將在高速公路智能化改造市場(chǎng)上大放異彩，為高速公路智能化系統(tǒng)的全面升級(jí)插上騰飛的翅膀。