高速公路监控系统

第一章绪论
1。

高速公路监控系统是由信息采集、数据传输、中心控制和信息发布等子系统组成，具有检测和控制两大功能。

2、高速公路监控系统特点：①监控系统地域覆盖面大、监控设备分散，对环境适应性要求高，②传输媒体种类多，有语音、图像、数据等，对通信带宽和实时性要求较高，③外场设备种类繁杂，原理不一，接口多样，速率不同，维护管理有一定难度，④涉及技术面广，包括计算机网络，视频监测，数据采集和处理、通信、多媒体图像处理，计算机软件设计等
3、监控系统管理体制：模式有集中式和分布式。

我国目前采用多级分层的分布式系统构架，省联网监控中心，集团监控中心，区域监控分中心，现场监控站。

4、目的：使用现代化的检测和控制手段，调整道路交通流的状态，达到安全、舒适、快捷的运输目的。

目标:①最大行车安全②道路畅通③交通设施状态完好
④其他优化目标，社会和经济效益
5、功能：①信息采集功能，即运用现代科技手段实时采集变化着的道路交通状态，②信息的分析处理能力，即对采集的实时道路交通状态信息进行数字化，可视化处理，③信息提供功能，即利用计算机网络，数据通信，专家系统等现代化手段，及时应对交通动态情况，沿途发布提示信息，对交通流进行引导，警告和控制，以提高道路网通行能力，促进交通的安全畅通。

6、任务：①减少高速公路常发性拥挤的影响②减少高速公路偶发性拥挤的影响③高速公路获得最大的运行
安全④提供必要的信息，帮助使用者有效地利用高速公路的各种设施，并减轻他们在脑力和体力方面的紧张程度⑤当有危险或事故发生时，给遇到困难的使用者提供帮助⑥减轻交通事故对环境和人类的危害。

7、构成：信息采集子系统、视频监控子系统、信息提供子系统、交通控制子系统、计算机网络系统。

8、新技术：①视频交通信息采集与处理技术②无线监控数据传输技术③新型车辆检测技术④高速公路全程
监控技术
9、发展趋势：①监控网络化②交通信息共享与集中化
③监控视频数字化④监控智能化⑤交通信息服务社会
化
第二章高速公路的事件及对策
1、高速公路的特征：①实行交通限制，规定汽车专用
②实行车辆的分隔行驶③严格控制出入，实行“全封闭”
④高标准的线性⑤完备的设施
优点：①通行能力大，专为直达交通服务②交通事故降低，安全性较好③运输效率高
2、交通事故：车辆在道路上因过错或者意外造成的人身伤亡或者财产损失的事件。

因素：①人的因素②车的因素③道路因素④交通环境⑤险恶的气候条件⑥高速
公路交通安全的安全监管因素
对策：①提高驾驶员素质，职业道德和危机意识②提高车辆安全性能③改善道路条件④集中整治事故“黑点”
3、常发性交通拥挤：由于高速公路通行能力小于交通需求而产生的交通拥挤，产生的时间、地点规律性较强。

因素：①过大的交通需求，道路设施基本上超载②道路几何上的缺陷造成通行能力降低
对策：A、对车辆需求的管理①入口匝道控制（匝道关闭和匝道调节）②高速公路主线控制（主线调节，可变速度控制，驾驶员信息系统）③优先通行权的控制④通道控制⑤不停车收费和拥挤收费B、几何改善改善瓶颈路段的通行能力，通过路面和路肩的重新划分车道或通过整个横断面的改建来增加车道，与在原有的线路上附加支线。

C、对旅行需求的管理①调整工作时间②鼓
励乘坐公共汽车、合用车等高载客车辆③完善停车换乘设施④改善公共交通服务
4、偶发性交通拥挤：由于随机事件引发的交通拥挤，其产生的时间、地点带有一定的随机性，但也有规律可循。

类型：①交通事故和车辆抛锚，货物掉落等交通事件②不利的气候条件③作业区（道路维护）
对策：①监视系统（电子监视、闭路电视、视频图像识别、空中监视、紧急电话系统、移动电话、警察巡逻和服务巡逻）②偶发事件紧急服务③驾驶员信息系统5、环境问题：噪声和大气污染。

对策;A①制定严格的排放标准和环境法②研究新能源汽车③合理布置公路网，调整交通流④公路绿化B①控制噪声源②改善运营状况③调整路网规划④设置防声屏障限制噪声传播⑤公路绿化
第四章高速公路检测系统
1、环境检测：气象检测项目（风速、风向、气温、相对湿度、能见度等）道路环境监测项目（路面温度、路面相对湿度、路面积雪深度、路面冰冻等）环境污染检测项目（一氧化碳、氨氮化物、总烃、总悬浮颗粒物和等效连续A声级等）
2、道路检测：内容：道路气象条件，道路路面状态，道路大气环境。

道路条件数据采集站功能：数据采集、数据处理、数据存储、数据通信
3、交通流检测：交通流特征（易变、变化幅度大、随机性、定性定量）作为检测对象的属性（①可测性和可控性②多元化③时空变化④监控环境条件）
4、事件检测：内容：推测算法，检测准备
第五章高速公路交通控制系统
1、入口匝道控制方法：A、匝道关闭（永久性关闭、临时性关闭）B、匝道调节（①入口匝道定时调节②感应（动态）调节③汇合控制④整体定时调节⑤全局最优控制）
2、计算：调解率的确定
3、常用的交通控制策略：匝道控制、主线控制、通道控制、出口控制和优先控制。

性能指标：①总行程时间最小②总服务流量最大③动能（即流量和速度的乘积）最大④行程时间延误最小
4、定时控制：定时控制的调解率是预先给定的，在某一段时间的运行是固定不变的，他根据交通流历史数据统计情况，将一天划分几个时段，交通流状况近似不变，以此作为依据，确定出各个时段的调解率，是某项性能指标最优，这种方式对预防常发性拥挤有很好的控制效果，但它的缺点是不能适应交通流的随机变化。

5、感应调节：也称动态调节，它能依据现场检测设备实时监测到的交通数据，通过处理分析来确定匝道调节率，因而能适应交通流的随机变化，在感应调节系统中，通过主线检测器，采集主线上临近匝道的上游或下游或者两者的交通量，控制器接受主线检测器检测到的交通变量，通过一定算法给出满足一定性能指标的调解率。

6、可变限速控制的原理：依据道路交通气候等条件，对高速公路主线交通流安全、高效运行的限制要求和路段交通流的流量、速度、密度的关系。

确定能够允许的最大交通量下的最佳速度和最佳密度，并通过可变限速标志等方法对高速公路主线交通流进行控制。

作用：可变限速标志是在高速公路上设置的可变限速标志，显示随交通状况变化的限制车速，从而使主线上交通流的速度能随车流密度的改变而改变，以保证交通流的均匀、稳定，同时还能提高道路的通行能力。

第六章高速公路信息发布及交通诱导系统
1、高速公路交通信息内容：静态信息（道路设施）动态信息（交通流）和气象灾害信息等。

2、功能：①为驾驶员提供在线信息服务，其信息包括实时的交通流状况、交通事故、气候条件等②提供主线、匝道的开通，关闭情况，供驾驶员选择合适路径③根据交通信息中心提供的实时道路交通信息及GPS设备得到的车辆定位信息，在电子地图的帮助下为驾驶员提供一条最优的行驶路径。

3、系统组成：交通诱导信息采集系统、通信网络、用户信息终端。

4、驾驶员的信息需求：①路况（道路设施、天气状况）
②交通状况（出行时耗估计）③沿线拥挤情况④道路服务设施（车辆维护加油站、就餐和住宿）
第七章高速公路视频监控系统
1、构成：①前段采集设备（收费亭内摄像机、车道摄像机、广场摄像机、隧道摄像机及镜头、云台、防护罩、解码器等）②图像传输设备（光端机、光中继器、线/光缆、视频分配器）③输出显示设备（监视器、电视墙、视频监视计算机、长延时录像机、硬盘录像机）④图像控制设备（控制键盘、画面分割器、视频矩阵切换器、字符发生器）
2、视频传输：图像传输包括摄像机至监控分中心，监控分中心至总中心。

视频传输方式：视频电缆传输、光缆传输、IP方式传输视频传输设备：视频分配器、光端机、光中继器、线/光缆等。

视频传输技术：模拟视频传输（点对点、多点式）数字视频传输（非压缩、压缩）
第八章公路隧道机电系统
1、通风方式：按风流的流动方向划分，有纵向、横向式和半横向式。

按通风机工作方式，送风式和排风式，也有既送风又排风的混合式。

通风效果的主要参数：一氧化碳浓度、能见度考虑因素：隧道的长度、通过隧道的交通量、隧道的平曲半径和纵坡及隧道内轮廓面积等、还有环境、地形地质条件等诸多因素。

2、隧道照明：需要考虑路面应具有一定的亮度水平，考虑设计速度、交通量、线形等影响因素，并从驾驶上的安全性和舒适性等方面综合确定照明水平，特别是在隧道入口及其相邻区段需要考虑人的视觉适应过程。

3、基本段、入口段、过渡段、出口段。

4、长度、亮度的依据：①入口长度主要根据洞口内的净高度，洞内停车视距确定；亮度根据隧道的车流量及隧道的单双向确定②过渡段，主要根据行车速度计算，亮度则主要根据基本段亮度计算③基本段长度与隧道长度有关，亮度根据行车速度、交通流量，和隧道单双向④出口段的长度一般为60米，亮度为基本段亮度的5倍。