高速公路監(jiān)控系統(tǒng)

1、第一章緒論1。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是由信息采集、數(shù)據(jù)傳輸、中心控制和信息發(fā)布等子系統(tǒng)組成，具有檢測(cè)和控制兩大功能。2、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)拄昱：監(jiān)控系統(tǒng)地域覆蓋面大、監(jiān)控設(shè)備分散，對(duì)環(huán)境適應(yīng)性要求高，傳輸媒體種類(lèi)多，有語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)等，對(duì)通信帶寬和實(shí)時(shí)性要求較高，外場(chǎng)設(shè)備種類(lèi)繁雜，原理不一，接口多樣，速率不同，維護(hù)管理有一定難度，涉及技術(shù)面廣，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，視頻監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)采集和處理、通信、多媒體圖像處理，計(jì)算機(jī)軟件設(shè)計(jì)等3、監(jiān)控系統(tǒng)管理體制：模式有集中式和分布式。我國(guó)目前采用多級(jí)分層的分布式系統(tǒng)構(gòu)架，省聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心，集團(tuán)監(jiān)控中心，區(qū)域監(jiān)控分中心，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控站。4、目的：使用現(xiàn)代化的檢測(cè)和控制手段，調(diào)

2、整道路交通流的狀態(tài)，達(dá)到安全、舒適、快捷的運(yùn)輸目的。目標(biāo):最大行車(chē)安全道路暢通交通設(shè)施狀態(tài)完好其他優(yōu)化目標(biāo)，社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益5、功能：信息采集功能，即運(yùn)用現(xiàn)代科技手段實(shí)時(shí)采集變化著的道路交通狀態(tài)，信息的分析處理能力，即對(duì)采集的實(shí)時(shí)道路交通狀態(tài)信息進(jìn)行數(shù)字化，可視化處理，信息提供功能，即利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，數(shù)據(jù)通信,專(zhuān)家系統(tǒng)等現(xiàn)代化手段，及時(shí)應(yīng)對(duì)交通動(dòng)態(tài)情況，沿途發(fā)布提示信息，對(duì)交通流進(jìn)行引導(dǎo)，警告和控制，以提高道路網(wǎng)通行能力，促進(jìn)交通的安全暢通。6、任笈：減少高速公路常發(fā)性擁擠的影響減少高速公路偶發(fā)性擁擠的影響高速公路獲得最大的運(yùn)行安全提供必要的信息，幫助使用者有效地利用高速公路的各種設(shè)施，并減輕他

3、們?cè)谀X力和體力方面的緊張程度當(dāng)有危險(xiǎn)或事故發(fā)生時(shí)，給遇到困難的使用者提供幫助減輕交通事故對(duì)環(huán)境和人類(lèi)的危害。7、皿：信息采集子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、信息提供子系統(tǒng)、交通控制子系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。8、新技術(shù):視頻交通信息采集與處理技術(shù)無(wú)線(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸技術(shù)新型車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)高速公路全程監(jiān)控技術(shù)9、發(fā)展趨勢(shì):監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)化交通信息共享與集中化監(jiān)控視頻數(shù)字化監(jiān)控智能化交通信息服務(wù)社會(huì)化第二章高速公路的事件及對(duì)策1、高速公路的特征：實(shí)行交通限制，規(guī)定汽車(chē)專(zhuān)用實(shí)行車(chē)輛的分隔行駛嚴(yán)格控制出入，實(shí)行“全封閉”高標(biāo)準(zhǔn)的線(xiàn)性完備的設(shè)施優(yōu)點(diǎn):通行能力大，專(zhuān)為直達(dá)交通服務(wù)交通事故降低，安全性較好運(yùn)輸效率高2、交通事故:車(chē)

4、輛在道路上因過(guò)錯(cuò)或者意外造成的人身傷亡或者財(cái)產(chǎn)損失的事件。人的因素車(chē)的因素道路因素交通環(huán)境險(xiǎn)惡的氣候條件高速公路交通安全的安全監(jiān)管因素對(duì)策:提高駕駛員素質(zhì)，職業(yè)道德和危機(jī)意識(shí)提高車(chē)輛安全性能改善道路條件集中整治事故“黑點(diǎn)”3、常發(fā)件交通擁擠：由于高速公路通行能力小于交通需求而產(chǎn)生的交通擁擠，產(chǎn)生的時(shí)間、地點(diǎn)規(guī)律性較強(qiáng)。因素:過(guò)大的交通需求，道路設(shè)施基本上超載道路幾何上的缺陷造成通行能力降低對(duì)策:A、對(duì)車(chē)輛需求的管理入口匝道控制（匝道關(guān)閉和匝道調(diào)節(jié)）高速公路主線(xiàn)控制（主線(xiàn)調(diào)節(jié)，可變速度控制，駕駛員信息系統(tǒng)）優(yōu)先通行權(quán)的控制通道控制不停車(chē)收費(fèi)和擁擠收費(fèi)B、幾何改善改善瓶頸路段的通行能力，通過(guò)路面和

5、路肩的重新劃分車(chē)道或通過(guò)整個(gè)橫斷面的改建來(lái)增加車(chē)道，與在原有的線(xiàn)路上附加支線(xiàn)。C、對(duì)旅行需求的管理調(diào)整工作時(shí)間鼓勵(lì)乘坐公共汽車(chē)、合用車(chē)等高載客車(chē)輛完善停車(chē)換乘設(shè)施改善公共交通服務(wù)4、偶發(fā)性交通擁擠：由于隨機(jī)事件引發(fā)的交通擁擠，其產(chǎn)生的時(shí)間、地點(diǎn)帶有一定的隨機(jī)性，但也有規(guī)律可循。類(lèi)翌：交通事故和車(chē)輛拋錨，貨物掉落等交通事件不利的氣候條件作業(yè)區(qū)（道路維護(hù)）對(duì)策:監(jiān)視系統(tǒng)（電子監(jiān)視、閉路電視、視頻圖像識(shí)別、空中監(jiān)視、緊急電話(huà)系統(tǒng)、移動(dòng)電話(huà)、警察巡邏和服務(wù)巡邏）偶發(fā)事件緊急服務(wù)駕駛員信息系統(tǒng)5、環(huán)境問(wèn)題:噪聲和大氣污染。對(duì)策；A制定嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和環(huán)境法研究新能源汽車(chē)合理布置公路網(wǎng)，調(diào)整交通流公路綠化

6、B控制噪聲源改善運(yùn)營(yíng)狀況調(diào)整路網(wǎng)規(guī)劃設(shè)置防聲屏障限制噪聲傳播公路綠化第四章高速公路檢測(cè)系統(tǒng)1、環(huán)境檢測(cè):氣象檢測(cè)項(xiàng)目（風(fēng)速、風(fēng)向、氣溫、相對(duì)濕度、能見(jiàn)度等）道路環(huán)境監(jiān)測(cè)項(xiàng)目（路面溫度、路面相對(duì)濕度、路面積雪深度、路面冰凍等）環(huán)境污染檢測(cè)項(xiàng)目（一氧化碳、氨氮化物、總燒、總懸浮顆粒物和等效連續(xù)A聲級(jí)等）2、道路檢測(cè):內(nèi)容：道路氣象條件，道路路面狀態(tài)，道路大氣環(huán)境。道路條件數(shù)據(jù)采集站功能：數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)通信3、交通流檢測(cè)：交通流特征（易變、變化幅度大、隨機(jī)性、定性定量）作為檢測(cè)對(duì)象的屬性（可測(cè)性和可控性多元化時(shí)空變化監(jiān)控環(huán)境條件）4、事件檢測(cè):內(nèi)容：推測(cè)算法，檢測(cè)準(zhǔn)備第五章高速公

7、路交通控制系統(tǒng)1、入口而值控制方法：A、匝道關(guān)閉（永久性關(guān)閉、臨時(shí)性關(guān)閉）B、匝道調(diào)節(jié)（入口匝道定時(shí)調(diào)節(jié)感應(yīng)（動(dòng)態(tài)）調(diào)節(jié)匯合控制整體定時(shí)調(diào)節(jié)全局最優(yōu)控制）2、計(jì)算：調(diào)解率的確定3、常用的交通控制策略：匝道控制、主線(xiàn)控制、通道控制、出口控制和優(yōu)先控制。性能指標(biāo):總行程時(shí)間最小總服務(wù)流量最大動(dòng)能（即流量和速度的乘積）最大行程時(shí)間延誤最小4、定時(shí)控制:定時(shí)控制的調(diào)解率是預(yù)先給定的，在某一段時(shí)間的運(yùn)行是固定不變的，他根據(jù)交通流歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)情況，將一天劃分幾個(gè)時(shí)段，交通流狀況近似不變,以此作為依據(jù)，確定出各個(gè)時(shí)段的調(diào)解率，是某項(xiàng)性能指標(biāo)最優(yōu)，這種方式對(duì)預(yù)防常發(fā)性擁擠有很好的控制效果，但它的缺點(diǎn)是不能適應(yīng)

8、交通流的隨機(jī)變化。5、感應(yīng)調(diào)節(jié):也稱(chēng)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，它能依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)設(shè)備實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到的交通數(shù)據(jù)，通過(guò)處理分析來(lái)確定匝道調(diào)節(jié)率，因而能適應(yīng)交通流的隨機(jī)變化，在感應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)中,通過(guò)主線(xiàn)檢測(cè)器，采集主線(xiàn)上臨近匝道的上游或下游或者兩者的交通量，控制器接受主線(xiàn)檢測(cè)器檢測(cè)到的交通變量，通過(guò)一定算法給出滿(mǎn)足一定性能指標(biāo)的調(diào)解率。6、可變限諫捽制的原理：依據(jù)道路交通氣候等條件，對(duì)高速公路主線(xiàn)交通流安全、高效運(yùn)行的限制要求和路段交通流的流量、速度、密度的關(guān)系。確定能夠允許的最大交通量下的最佳速度和最佳密度，并通過(guò)可變限速標(biāo)志等方法對(duì)高速公路主線(xiàn)交通流進(jìn)行控制。作用:可變限速標(biāo)志是在高速公路上設(shè)置的可變限速標(biāo)志，顯示隨交

9、通狀況變化的限制車(chē)速，從而使主線(xiàn)上交通流的速度能隨車(chē)流密度的改變而改變，以保證交通流的均勻、穩(wěn)定，同時(shí)還能提高道路的通行能力。第六章高速公路信息發(fā)布及交通誘導(dǎo)系統(tǒng)1、高諫公路交笠信息內(nèi)容：靜態(tài)信息（道路設(shè)施）動(dòng)態(tài)信息（交通流）和氣象災(zāi)害信息等。2、功能：為駕駛員提供在線(xiàn)信息服務(wù)，其信息包括實(shí)時(shí)的交通流狀況、交通事故、氣候條件等提供主線(xiàn)、匝道的開(kāi)通，關(guān)閉情況，供駕駛員選擇合適路徑根據(jù)交通信息中心提供的實(shí)時(shí)道路交通信息及GP皺備得到的車(chē)輛定位信息，在電子地圖的幫助下為駕駛員提供一條最優(yōu)的行駛路徑。3、系統(tǒng)組成:交通誘導(dǎo)信息采集系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)、用戶(hù)信息終端。4、駕駛員的信息需求：路況（道路設(shè)施、天氣

10、狀況）交通狀況（出行時(shí)耗估計(jì)）沿線(xiàn)擁擠情況道路服務(wù)設(shè)施（車(chē)輛維護(hù)加油站、就餐和住宿）第七章高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)1、構(gòu)區(qū)：前段采集設(shè)備（收費(fèi)亭內(nèi)攝像機(jī)、車(chē)道攝像機(jī)、廣場(chǎng)攝像機(jī)、隧道攝像機(jī)及鏡頭、云臺(tái)、防護(hù)罩、解碼器等）圖像傳輸設(shè)備（光端機(jī)、光中繼器、線(xiàn)/光纜、視頻分配器）輸出顯示設(shè)備（監(jiān)視器、電視墻、視頻監(jiān)視計(jì)算機(jī)、長(zhǎng)延時(shí)錄像機(jī)、硬盤(pán)錄像機(jī)）圖像控制設(shè)備（控制鍵盤(pán)、畫(huà)面分割器、視頻矩陣切換器、字符發(fā)生器）2、視頻傳輸:圖像傳輸包括攝像機(jī)至監(jiān)控分中心，監(jiān)控分中心至總中心?？紤]因素：隧道的長(zhǎng)度、通過(guò)隧道的交通量、隧道的平曲半徑和縱坡及隧道內(nèi)輪廓面積等、還有環(huán)境、地形地質(zhì)條件等諸多因素。2、隧道照明：需要考慮路面應(yīng)具有一定的亮度水平，考慮設(shè)計(jì)速度、交通量、線(xiàn)形等影響因素，并從駕駛上的安全性和舒適性等方面綜合確定照明水平，特別是在隧道入口及其相鄰區(qū)段需要考慮人的視覺(jué)適應(yīng)過(guò)程。3、基本段、入口段、過(guò)渡段、出口段。4、長(zhǎng)度、亮度的依據(jù)：入口長(zhǎng)度主要根據(jù)洞口內(nèi)的凈高度，洞內(nèi)停車(chē)視距確定；亮度根據(jù)隧道的車(chē)流量及隧道的單雙向確定過(guò)渡段，主要根據(jù)行車(chē)速度計(jì)算，亮度則主要根據(jù)基本段亮度計(jì)算基本段長(zhǎng)度與隧道長(zhǎng)度有關(guān)，亮度根據(jù)行車(chē)速度、交通流量，和隧道單雙向出口段的長(zhǎng)度一般為60米，亮度為基本段亮度的5倍。視頻傳輸方式：視頻電