第九章 高速公路監(jiān)控通信管理

1、北京理工大學交通工程系北京理工大學交通工程系趙亞男趙亞男第九章第九章 高速公路監(jiān)控通信管理高速公路監(jiān)控通信管理19.1.1 高速公路交通控制的必要性高速公路交通控制的必要性1.高速公路交通控制是保持高速公路交通管理計高速公路交通控制是保持高速公路交通管理計劃完成的需要劃完成的需要 通過交通控制糾正高速公路交通管理計劃執(zhí)行過程中出現(xiàn)的各種偏差，督促計劃執(zhí)行者按計劃辦事； 對高速公路交通管理計劃中不符合實際情況的內(nèi)容，根據(jù)執(zhí)行工程中的實際情況進行必要的修正、調(diào)整，使計劃更加符合實際；9.1 高速公路交通控制高速公路交通控制22.高速公路交通控制是提高高速公路交通管理效高速公路交通控制是提高高速公路

2、交通管理效率的需要率的需要 交通控制不僅能夠糾正交通管理計劃的偏差，還有助于提高工作人員的責任心，防止再出現(xiàn)類似的偏差； 可以通過反饋機制，使決策者了解自己的決策能力和水平，有助于決策者不斷提高自己的決策、控制等管理活動的水平； 促進交通管理創(chuàng)新。交通管理創(chuàng)新：交通管理創(chuàng)新：為了贏得交通管理優(yōu)勢，根據(jù)交通控制系統(tǒng)的前饋機制或反饋機制傳遞的信息，重新組織交通管理的各種資源，以更有效的管理行為實現(xiàn)管理創(chuàng)新的過程。31.中央控制系統(tǒng)：中央控制系統(tǒng)：交通管理控制的核心部分；2.信息收集系統(tǒng)：信息收集系統(tǒng)：收集相關(guān)信息；3.信息提供系統(tǒng)：信息提供系統(tǒng)：向駕駛?cè)颂峁┙煌ㄐ畔ⅲ?.通信系統(tǒng)：通信系統(tǒng)：常見的

3、通信方式有電話通信、數(shù)據(jù)通信和圖像通信；9.1.2 高速公路交通控制系統(tǒng)的構(gòu)成高速公路交通控制系統(tǒng)的構(gòu)成4交通控制及管理系統(tǒng)交通控制及管理系統(tǒng)信息收集系信息收集系統(tǒng)統(tǒng)（終端）（終端）通信通信系統(tǒng)系統(tǒng)信息處理及控制信息處理及控制系統(tǒng)系統(tǒng)（中央控制室）（中央控制室）通信通信系統(tǒng)系統(tǒng)信息提供系信息提供系統(tǒng)統(tǒng)（終端）（終端）車輛監(jiān)測器車輛監(jiān)測器監(jiān)測電視監(jiān)測電視緊急電話緊急電話道路部門巡邏車道路部門巡邏車氣象觀測裝置氣象觀測裝置計算機計算機交通狀況交通狀況監(jiān)測裝置監(jiān)測裝置操作臺操作臺可變情況板可變情況板公安部門巡邏車公安部門巡邏車 道路部門巡邏車道路部門巡邏車交通廣播交通廣播收費處收費處救護車救護車交通

4、控制與管理系統(tǒng)的組成交通控制與管理系統(tǒng)的組成51. 中央控制室中央控制室 計算機室計算機室 主要負責各種數(shù)據(jù)的運算處理、分析判斷，主要負責各種數(shù)據(jù)的運算處理、分析判斷，并根據(jù)預定的方案做出控制決策。并根據(jù)預定的方案做出控制決策。 交通狀況監(jiān)測裝置交通狀況監(jiān)測裝置 沿線地圖模擬監(jiān)測板；交通數(shù)據(jù)監(jiān)測板；沿線地圖模擬監(jiān)測板；交通數(shù)據(jù)監(jiān)測板；交通限制監(jiān)視屏。交通限制監(jiān)視屏。 操作臺操作臺 其他設(shè)備其他設(shè)備 如傳真及數(shù)據(jù)通信設(shè)備，各種辦公自動化如傳真及數(shù)據(jù)通信設(shè)備，各種辦公自動化設(shè)備，不停電電源（設(shè)備，不停電電源（UPS）設(shè)備等。設(shè)備等。6中央控制室7道路模擬屏設(shè)備組成框圖道路模擬屏設(shè)備組成框圖82.信

5、息采集系統(tǒng)信息采集系統(tǒng) 信息采集系統(tǒng)實時采集路面、匝道口和收費口的交通信息采集系統(tǒng)實時采集路面、匝道口和收費口的交通參數(shù)及其他參數(shù)，通過信息傳輸系統(tǒng)實時傳輸數(shù)據(jù)和視頻參數(shù)及其他參數(shù)，通過信息傳輸系統(tǒng)實時傳輸數(shù)據(jù)和視頻圖像信息，匯總報送控制中心。圖像信息，匯總報送控制中心。 車輛檢測器車輛檢測器 氣象檢測器氣象檢測器 軸重計及超重錄像系統(tǒng)軸重計及超重錄像系統(tǒng) 電視監(jiān)視系統(tǒng)電視監(jiān)視系統(tǒng) 測速雷達測速雷達 緊急電話緊急電話 巡邏車巡邏車9軸重計及超重錄像系統(tǒng)軸重計及超重錄像系統(tǒng)10電視監(jiān)視系統(tǒng)電視監(jiān)視系統(tǒng)11測速雷達測速雷達12 本系統(tǒng)主要是向有關(guān)人員提供交通信息本系統(tǒng)主要是向有關(guān)人員提供交通信息（

6、如交通、氣象、事故和道路情報），發(fā)布（如交通、氣象、事故和道路情報），發(fā)布命令或建議（如限速、關(guān)閉匝道），向交通命令或建議（如限速、關(guān)閉匝道），向交通擁擠地段的駕駛員提供建議路徑等，以促使擁擠地段的駕駛員提供建議路徑等，以促使出行人員選擇合理的出行方式及路線，使道出行人員選擇合理的出行方式及路線，使道路交通流量分布均勻，以提高道路利用率，路交通流量分布均勻，以提高道路利用率，加強高速公路可視化運營等，達到交通控制加強高速公路可視化運營等，達到交通控制與管理的目的。與管理的目的。3. 信息提供系統(tǒng)信息提供系統(tǒng)13信息提供系統(tǒng)信息提供系統(tǒng)駕駛?cè)艘曈X駕駛?cè)艘曈X駕駛?cè)寺犛X駕駛?cè)寺犛X駕駛?cè)瞬樵凂{駛?cè)瞬樵?/p>

7、靜靜信息：道路標志與標線，如指路標志等信息：道路標志與標線，如指路標志等動信息：可變情況板、可變標志，如可動信息：可變情況板、可變標志，如可變限速標志等變限速標志等路側(cè)路側(cè)通信廣播、系統(tǒng)廣播通信廣播、系統(tǒng)廣播電臺交通信息廣播節(jié)目廣播電臺交通信息廣播節(jié)目廣播通過無線電臺、車載電話、路邊電話通過無線電臺、車載電話、路邊電話向交通控制中心、駕駛?cè)说仍儐栍嘘P(guān)向交通控制中心、駕駛?cè)说仍儐栍嘘P(guān)情況情況道路與駕駛員、道路與駕駛員、駕駛員與駕駛員駕駛員與駕駛員之間的聯(lián)系之間的聯(lián)系 移動通信系統(tǒng)移動通信系統(tǒng)（無線電話、車（無線電話、車載電臺）載電臺） 144. 高速公路通信系統(tǒng)高速公路通信系統(tǒng) 中央控制室與信息

8、收集、提供系統(tǒng)終端之間，中央控制室與信息收集、提供系統(tǒng)終端之間，需借助于通集系統(tǒng)進行聯(lián)系。高速公路的通信系統(tǒng)需借助于通集系統(tǒng)進行聯(lián)系。高速公路的通信系統(tǒng)有三種通信方式：有三種通信方式：（1）電話通信：緊急電話、調(diào)度電話、業(yè)務電話、）電話通信：緊急電話、調(diào)度電話、業(yè)務電話、移動無線電話、利用外線電話或熱線電話。移動無線電話、利用外線電話或熱線電話。（2）數(shù)據(jù)通信：傳輸各種檢測器、可變情報板、路）數(shù)據(jù)通信：傳輸各種檢測器、可變情報板、路側(cè)通信等數(shù)據(jù)。側(cè)通信等數(shù)據(jù)。（3）圖像通信：傳輸監(jiān)測用工業(yè)電視錄制的圖像）圖像通信：傳輸監(jiān)測用工業(yè)電視錄制的圖像 159.1.3 高速公路交通控制高速公路交通控制

9、高速公路交通控制，是通過對當時監(jiān)視系統(tǒng)高速公路交通控制，是通過對當時監(jiān)視系統(tǒng)收集到的交通流基本數(shù)據(jù)進行分析與處理，作出收集到的交通流基本數(shù)據(jù)進行分析與處理，作出最適用當時具體交通情況的控制方案，并通過硬最適用當時具體交通情況的控制方案，并通過硬件設(shè)備顯示給高速公路使用者必要的情報、信息、件設(shè)備顯示給高速公路使用者必要的情報、信息、命令，為改善人和貨物的運輸安全而對高速公路命令，為改善人和貨物的運輸安全而對高速公路交通進行的調(diào)節(jié)、警告和誘發(fā)，從而實現(xiàn)充分合交通進行的調(diào)節(jié)、警告和誘發(fā)，從而實現(xiàn)充分合理地使用道路的目的。理地使用道路的目的。1617 交通控制有以下兩種方式：交通控制有以下兩種方式：交

10、通限制，即限制和調(diào)節(jié)駛?cè)敫咚俟方煌ㄏ拗?，即限制和調(diào)節(jié)駛?cè)敫咚俟窊頂D時間與擁擠路段的交通量。擁擠時間與擁擠路段的交通量。交通誘導，即建議高速公路的車流速度、交通誘導，即建議高速公路的車流速度、行駛路線、使用車道和時間。行駛路線、使用車道和時間。18 根據(jù)高速公路的管理類別和發(fā)生堵塞的原因，公根據(jù)高速公路的管理類別和發(fā)生堵塞的原因，公路上交通流?？刹扇∫韵聝煞N控制方式。路上交通流?？刹扇∫韵聝煞N控制方式。（1 1）流入控制方式）流入控制方式 流入控制方式是通過控制道路入口匝道處車輛流流入控制方式是通過控制道路入口匝道處車輛流入量，將公路上的交通量保持在允許流量范圍內(nèi)的方入量，將公路上的交通量保

11、持在允許流量范圍內(nèi)的方式式。19 若在某一段時間內(nèi)，測到交通量已接近或超過最若在某一段時間內(nèi)，測到交通量已接近或超過最大允許值，且已出現(xiàn)某種程度的堵塞現(xiàn)象，控制系統(tǒng)大允許值，且已出現(xiàn)某種程度的堵塞現(xiàn)象，控制系統(tǒng)就要發(fā)布命令，閉鎖一些入口匝道或減少入口匝道處就要發(fā)布命令，閉鎖一些入口匝道或減少入口匝道處收費站柵門開放數(shù)目、次數(shù)，即可限制進入公路的車收費站柵門開放數(shù)目、次數(shù)，即可限制進入公路的車輛數(shù)，緩解堵塞，使道路的交通狀況恢復并保持在最輛數(shù)，緩解堵塞，使道路的交通狀況恢復并保持在最佳或接近最佳狀態(tài)。佳或接近最佳狀態(tài)。 流入控制方式主要用于防止或緩解因車流量過大流入控制方式主要用于防止或緩解因車

12、流量過大而引起的自然堵塞現(xiàn)象。因為城市高速公路線路短而而引起的自然堵塞現(xiàn)象。因為城市高速公路線路短而稠密，呈環(huán)行或放射形布局，自然堵塞現(xiàn)象比較嚴重，稠密，呈環(huán)行或放射形布局，自然堵塞現(xiàn)象比較嚴重，因此城市高速公路多采用此方式。因此城市高速公路多采用此方式。20（2 2）流出引導方式）流出引導方式 控制中心通過道路情報板或無線電廣播等手段引控制中心通過道路情報板或無線電廣播等手段引導事故發(fā)生地點上游段的車輛，使其由上游段內(nèi)的出導事故發(fā)生地點上游段的車輛，使其由上游段內(nèi)的出口匝道離開公路，轉(zhuǎn)入一般道路，以緩解出現(xiàn)的嚴重口匝道離開公路，轉(zhuǎn)入一般道路，以緩解出現(xiàn)的嚴重堵塞現(xiàn)象，從而避免堵塞嚴重化。堵塞

13、現(xiàn)象，從而避免堵塞嚴重化。 流出引導方式又稱緊急控制方式，主要用于城間流出引導方式又稱緊急控制方式，主要用于城間高速公路。此類型公路距離長，線路單一，出口和入高速公路。此類型公路距離長，線路單一，出口和入口之間距離遠。口之間距離遠。 流出引導方式和流入引導方式往往是相輔相成的，流出引導方式和流入引導方式往往是相輔相成的，但對不同的高速公路有主次之分。但對不同的高速公路有主次之分。21交通限制交通限制22交通誘導交通誘導23目前高速公路上常用的交通控制方法：目前高速公路上常用的交通控制方法： 1）高速公路匝道控制）高速公路匝道控制 （1）入口匝道控制）入口匝道控制 入口匝道關(guān)閉控制入口匝道關(guān)閉控

14、制 匝道調(diào)節(jié)控制匝道調(diào)節(jié)控制 （2）出口匝道控制）出口匝道控制24匝道控制匝道控制252）高速公路主線交通控制）高速公路主線交通控制所謂交通主線控制就是在高速公路主線所謂交通主線控制就是在高速公路主線上采用交通規(guī)則、交通警告及誘導等方上采用交通規(guī)則、交通警告及誘導等方式達到協(xié)調(diào)、穩(wěn)定主線交通流，改善高式達到協(xié)調(diào)、穩(wěn)定主線交通流，改善高速公路主線的交通運行安全和效益。速公路主線的交通運行安全和效益。高速公路的主線控制可分為：定時主線高速公路的主線控制可分為：定時主線交通控制，動態(tài)隨機主線控制。交通控制，動態(tài)隨機主線控制。常用的主線交通控制方法有：可變車速常用的主線交通控制方法有：可變車速控制、駕

15、駛員情報系統(tǒng)及各種可變標志。控制、駕駛員情報系統(tǒng)及各種可變標志。263）高速公路通道系統(tǒng)控制）高速公路通道系統(tǒng)控制高速公路的通道系統(tǒng)是由高速公路、高速公路的通道系統(tǒng)是由高速公路、匝道出入口及其附近的平行道路、聯(lián)匝道出入口及其附近的平行道路、聯(lián)系道路等組成的整體路網(wǎng)體系。系道路等組成的整體路網(wǎng)體系。通道系統(tǒng)控制，就是要最大限度地提通道系統(tǒng)控制，就是要最大限度地提高路網(wǎng)系統(tǒng)的整體利用效率。高路網(wǎng)系統(tǒng)的整體利用效率。279.2.1 高速公路監(jiān)控通信管理的含義高速公路監(jiān)控通信管理的含義1.高速公路監(jiān)控通信管理的分類高速公路監(jiān)控通信管理的分類從功能上說，分：通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)。通信系統(tǒng)：通信系

16、統(tǒng)：根據(jù)規(guī)定的技術(shù)要求確保全系統(tǒng)數(shù)據(jù)、命令、圖像及語言信息的及時性和準確性。監(jiān)控系統(tǒng)：監(jiān)控系統(tǒng)：包括數(shù)據(jù)采集（主干線和匝道）、中心控制、情報顯示、電視監(jiān)視等系統(tǒng)設(shè)備。收費系統(tǒng)：收費系統(tǒng)：包括出入口檢測和收費控制等系統(tǒng)設(shè)備。9.2 高速公路監(jiān)控通信管理高速公路監(jiān)控通信管理282.監(jiān)控通信管理的概念監(jiān)控通信管理的概念 三大系統(tǒng)的綜合運用，包括從系統(tǒng)規(guī)劃、研究、設(shè)三大系統(tǒng)的綜合運用，包括從系統(tǒng)規(guī)劃、研究、設(shè)計、制造、安裝、調(diào)試、使用維修、改造、更新直至報計、制造、安裝、調(diào)試、使用維修、改造、更新直至報廢的全過程，即三大系統(tǒng)生命周期的管理。廢的全過程，即三大系統(tǒng)生命周期的管理。 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)可通過

17、沿線的外場設(shè)施（各類檢高速公路監(jiān)控系統(tǒng)可通過沿線的外場設(shè)施（各類檢測、顯示裝置等）及時、準確、完整地收集并預告前方測、顯示裝置等）及時、準確、完整地收集并預告前方道路的各類信息，如交通量、事故、路況等。道路使用道路的各類信息，如交通量、事故、路況等。道路使用者可通過監(jiān)控中心的監(jiān)視（顯示）設(shè)備直觀地了解交通者可通過監(jiān)控中心的監(jiān)視（顯示）設(shè)備直觀地了解交通運行狀況。運行狀況。293.監(jiān)控通信管理的含義監(jiān)控通信管理的含義 利用監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)生交通異常時能及時確定事故受利用監(jiān)控系統(tǒng)在發(fā)生交通異常時能及時確定事故受限區(qū)域，并及時發(fā)布相應的誘導和救援信號。限區(qū)域，并及時發(fā)布相應的誘導和救援信號。 先進的交通

18、監(jiān)控與管理系統(tǒng)為道路、車輛和駕駛先進的交通監(jiān)控與管理系統(tǒng)為道路、車輛和駕駛員之間提供信息流聯(lián)系。它依靠先進的傳感器技術(shù)、員之間提供信息流聯(lián)系。它依靠先進的傳感器技術(shù)、計算機技術(shù)、信息技術(shù)，通過監(jiān)控與管理系統(tǒng)可全面計算機技術(shù)、信息技術(shù)，通過監(jiān)控與管理系統(tǒng)可全面詳盡地掌握道路網(wǎng)上實時的甚至將要發(fā)生的道路交通詳盡地掌握道路網(wǎng)上實時的甚至將要發(fā)生的道路交通信息、事件、態(tài)勢等情報，并通過監(jiān)控中心進行加工信息、事件、態(tài)勢等情報，并通過監(jiān)控中心進行加工處理。這些加工后的信息不但可用于交通的控制、誘處理。這些加工后的信息不但可用于交通的控制、誘導和管理，而且能及時引導道路使用者，從而可以有導和管理，而且能及時

19、引導道路使用者，從而可以有效地管理交通，實現(xiàn)動態(tài)交通分配、減少交通阻塞、效地管理交通，實現(xiàn)動態(tài)交通分配、減少交通阻塞、達到安全、高速、舒適、方便的目的。達到安全、高速、舒適、方便的目的。304. 監(jiān)控通信系統(tǒng)發(fā)展概況監(jiān)控通信系統(tǒng)發(fā)展概況 高速公路控制系統(tǒng)是在一般街道內(nèi)交通管制系統(tǒng)高速公路控制系統(tǒng)是在一般街道內(nèi)交通管制系統(tǒng)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。近年來，隨著計算機技術(shù)、自動近年來，隨著計算機技術(shù)、自動化控制技術(shù)和光纖通信技術(shù)的發(fā)展，一些國家的高速化控制技術(shù)和光纖通信技術(shù)的發(fā)展，一些國家的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化，由單一的公路監(jiān)控系統(tǒng)的技術(shù)結(jié)構(gòu)也隨之發(fā)生變化，由單一的計算

20、機集中處理方式轉(zhuǎn)為多計算機功能分散的計算機計算機集中處理方式轉(zhuǎn)為多計算機功能分散的計算機網(wǎng)絡處理方式，從而使系統(tǒng)可靠性提高，程序編制簡網(wǎng)絡處理方式，從而使系統(tǒng)可靠性提高，程序編制簡單，易于維護和進行功能擴展。由于光纜、超小型計單，易于維護和進行功能擴展。由于光纜、超小型計算機及微電子技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)中的各項設(shè)備開算機及微電子技術(shù)的發(fā)展，監(jiān)控系統(tǒng)中的各項設(shè)備開始向智能化方向發(fā)展，使今后高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)具始向智能化方向發(fā)展，使今后高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)具有更強的功能。有更強的功能。319.2.2 高速公路監(jiān)控通信系統(tǒng)的管理高速公路監(jiān)控通信系統(tǒng)的管理1.通信系統(tǒng)的基本管理通信系統(tǒng)的基本管理1）基本要求：）基本要求：程序化，標準化，數(shù)據(jù)完整化，管理計算機化，接受經(jīng)濟規(guī)律和技術(shù)條件的約束；2）主體內(nèi)容：）主體內(nèi)容：確定工作計劃，加強技能培訓，工作制度的研究和制定，設(shè)備管理，通信器材、工具與儀表管理，無線電頻率管理，技術(shù)資料管理；3）設(shè)備維護內(nèi)容和建議：）設(shè)備維護內(nèi)容和建議：業(yè)務交換系統(tǒng)維護，微波中繼傳輸系統(tǒng)維護，光纖傳輸系統(tǒng)維護，PCM終端設(shè)備維護，無線通信網(wǎng)絡維護，應急電話與通信電纜維護；322.監(jiān)控系統(tǒng)的管理監(jiān)控系統(tǒng)的管理1）系統(tǒng)的日常維護：）系統(tǒng)的日常維護：保持監(jiān)控中心良好的工作環(huán)境，定期保養(yǎng)設(shè)備，定期檢查、測試設(shè)備的運行狀況