高速公路智能交通管理與控制系統(tǒng)工程

彭衍新

山東奧邦交通設(shè)施工程有限公司，中國(guó)·山東 濟(jì)南 250101

高速公路智能交通體系建設(shè)是當(dāng)前高速公路智能化發(fā)展的必經(jīng)之路，切實(shí)轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)交通管理的局限性和不足。論文通過(guò)對(duì)智能交通管理系統(tǒng)進(jìn)行分析，對(duì)當(dāng)前智能交通管理與控制系統(tǒng)工程建設(shè)展開(kāi)探討。

高速公路；智能交通；交通管理；控制系統(tǒng)

1 引言

隨著中國(guó)“一帶一路”在全世界的大力推廣，中國(guó)在高速公路基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面加大了建設(shè)力度，更密集的高速公路路網(wǎng)管理系統(tǒng)正在逐漸完善。由于機(jī)電設(shè)備分布零散，傳統(tǒng)高速公路機(jī)電系統(tǒng)中存在管理效率低、應(yīng)急反應(yīng)不及時(shí)等問(wèn)題。因此，若能通過(guò)現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，搭建出現(xiàn)代化的智能化網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)高速公路機(jī)電設(shè)備的集中管理控制，對(duì)高速公路的安全運(yùn)營(yíng)具有重要意義。

2 高速公路智能交通管理系統(tǒng)概述

在智能交通系統(tǒng)中，主要包括四大組成部分，其分別為高清卡口系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、電子警察系統(tǒng)以及平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)。

2.1 高清卡口系統(tǒng)

針對(duì)高清卡口系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要包含三大組成部分，其分別為前端設(shè)備、傳輸設(shè)備以及中心管理設(shè)備。作為高清卡口系統(tǒng)的核心組成部分來(lái)說(shuō)，前端設(shè)備起到了至關(guān)重要的作用。在智能交通系統(tǒng)運(yùn)行期間，前端采集子系統(tǒng)需要對(duì)所有經(jīng)過(guò)的車輛進(jìn)行抓拍，對(duì)車輛的圖像進(jìn)行獲取。

2.2 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

針對(duì)視頻監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，在對(duì)其進(jìn)行構(gòu)建時(shí)，相關(guān)的工作人員應(yīng)注意落實(shí)“先城區(qū)、后街鎮(zhèn)”“先管點(diǎn)、后管面”的工作原則，不斷地?cái)U(kuò)大視頻監(jiān)控的范圍以及規(guī)模，不斷地加強(qiáng)監(jiān)控的密度以及質(zhì)量，以此加強(qiáng)交通監(jiān)管的有效性，提高整體系統(tǒng)的完善性。

2.3 電子警察系統(tǒng)

針對(duì)電子警察系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其主要的應(yīng)用原理如下：當(dāng)行駛車輛存在違規(guī)情況時(shí)，電子警察系統(tǒng)中的抓拍主機(jī)會(huì)對(duì)車輛所形成的檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行有效采集，并自動(dòng)對(duì)行駛車輛的違規(guī)過(guò)程進(jìn)行拍攝記錄。在所拍攝的照片中，通常包含較為全面的信息，如行駛車輛的違規(guī)原因、停車線的具體位置、違規(guī)車輛的違規(guī)時(shí)間、自身的車型顏色以及號(hào)碼等。

2.4 平臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)

針對(duì)中心平臺(tái)來(lái)說(shuō)，其本身具備較強(qiáng)的綜合性以及統(tǒng)一性。所涉及的功能方面也較為豐富，如信息采集、信息傳輸、信息儲(chǔ)備以及信息報(bào)警等。由于整體的工作相對(duì)較為復(fù)雜，所以工作人員可以為其打造一個(gè)專門的中心系統(tǒng)，借此加強(qiáng)所有工作內(nèi)容之間的完整性以及穩(wěn)定性，為中國(guó)交通行業(yè)的發(fā)展奠定良好的技術(shù)支撐[1]。

3 高速公路智能交通系統(tǒng)的功能

高速公路智能交通系統(tǒng)屬于一項(xiàng)現(xiàn)代化運(yùn)用綜合先進(jìn)技術(shù)對(duì)交通系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)的應(yīng)用技術(shù)。高速公路智能交通系統(tǒng)具有改善運(yùn)行狀況的作用，同時(shí)還能有效地減少交通事故的發(fā)生，對(duì)運(yùn)輸安全性和運(yùn)輸效率、減少環(huán)境污染程度等方面都有著良好的效果，可使公路運(yùn)輸工作變得更加安全、高效、便捷、智能。智能交通系統(tǒng)體系采用了先進(jìn)的現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，將高速公路、駕駛者和車輛之間組織架構(gòu)起更加親密的聯(lián)系。憑借系統(tǒng)的智能化結(jié)構(gòu)，車輛能在公路上更加自由、安全的行駛。通過(guò)智能化手段將路、人、車之間的關(guān)系變得更加和諧統(tǒng)一，在保證公路運(yùn)輸安全的情況下能進(jìn)一步提升公路運(yùn)輸效率[2]。

4 高速公路智能交通管理與控制系統(tǒng)工程建設(shè)

4.1 交通信號(hào)控制系統(tǒng)的應(yīng)用

交通信號(hào)智能控制系統(tǒng)，主要是用于對(duì)具有交通信號(hào)燈的路口進(jìn)行協(xié)調(diào)自動(dòng)化控制，以便實(shí)現(xiàn)對(duì)于交通車輛運(yùn)輸秩序的管理。該系統(tǒng)能根據(jù)交通實(shí)際運(yùn)輸流量進(jìn)行協(xié)調(diào)。當(dāng)交通流量達(dá)到峰值的時(shí)候，該控制系統(tǒng)可以采用最大通行控制模式。當(dāng)交通流量處于普通值的時(shí)候，系統(tǒng)自動(dòng)啟用性協(xié)調(diào)控制功能，如果交通流量較低，系統(tǒng)會(huì)啟用感應(yīng)協(xié)調(diào)功能實(shí)施管控。系統(tǒng)主要由控制裝置、譯碼器裝置、定時(shí)裝置以及脈沖信號(hào)發(fā)射裝置組成，其中脈沖信號(hào)發(fā)射裝置主要用于提供標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)源，控制裝置主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)中的調(diào)控譯碼器和定時(shí)裝置。不同信號(hào)燈的控制信號(hào)由譯碼器裝置進(jìn)行調(diào)控，電路被驅(qū)動(dòng)之后，信號(hào)燈會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)[3]。

4.2 數(shù)字化執(zhí)法管理系統(tǒng)的應(yīng)用

該系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別為數(shù)字化非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法和數(shù)字化現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法。無(wú)線網(wǎng)執(zhí)法管理終端系統(tǒng)具備手寫功能、IC 卡處罰功能、錄音功能、攝像功能以及打印功能等，交通路面執(zhí)法管理人員通過(guò)該終端系統(tǒng)，能對(duì)各類存在違法行為的駕駛?cè)藛T的車輛進(jìn)行校驗(yàn)并給予相應(yīng)處罰，并將相關(guān)執(zhí)法信息上傳到系統(tǒng)當(dāng)中。非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法系統(tǒng)主要設(shè)置在城市中的主干道中，與道路交通違法檢測(cè)設(shè)備關(guān)聯(lián)在一起，能監(jiān)控違規(guī)變道、闖紅燈或者超速等違法行為，通過(guò)應(yīng)用該管理系統(tǒng)，交通執(zhí)法站和檢測(cè)部門能實(shí)現(xiàn)交通運(yùn)輸信息的共享，形成嚴(yán)密的閉環(huán)管理控制系統(tǒng)。

4.3 綜合信息服務(wù)系統(tǒng)的應(yīng)用

交通綜合信息服務(wù)系統(tǒng)主要由三個(gè)分支單元組合而成，分別有網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備單元、交通信息單元以及系統(tǒng)信息終端。該系統(tǒng)在交通管理中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

4.3.1 能完成信息數(shù)據(jù)的采集

該系統(tǒng)能完成信息數(shù)據(jù)的采集，其能與多個(gè)交通智能控制系統(tǒng)實(shí)施關(guān)聯(lián)，獲取不同渠道的交通信息并實(shí)施綜合。

4.3.2 具備數(shù)據(jù)分析和信息處理功能

該系統(tǒng)具備數(shù)據(jù)分析和信息處理功能，通過(guò)對(duì)交通數(shù)據(jù)的融合處理和分析，能明確交通運(yùn)輸實(shí)時(shí)狀態(tài)，并為駕駛?cè)藛T提供交通路徑引導(dǎo)、捷徑搜索、停車引導(dǎo)以及事故提前預(yù)警等信息服務(wù)。

4.3.3 具備信息發(fā)布功能

該系統(tǒng)具備信息發(fā)布功能，借助相應(yīng)的交通無(wú)線通訊和廣播系統(tǒng)，其能將用戶所需交通信息及時(shí)發(fā)送到駕駛員信息接收終端上。

4.4 智能化交通控制系統(tǒng)

在交通行業(yè)中，最常發(fā)生的一個(gè)問(wèn)題就是交通事故。當(dāng)交通事故產(chǎn)生，其不僅會(huì)影響到交通運(yùn)行的穩(wěn)定性以及暢通性，同時(shí)也會(huì)造成一定的人員傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失，威脅到社會(huì)的發(fā)展。因此，在現(xiàn)代化的環(huán)境中，交通部門就可以對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)運(yùn)用，利用其構(gòu)建智能化交通控制系統(tǒng)，以此達(dá)到系統(tǒng)的良性運(yùn)行，為中國(guó)交通安全發(fā)展形成有效保障。具體來(lái)說(shuō)，在構(gòu)建交通控制系統(tǒng)時(shí)，工作人員應(yīng)注意以下兩點(diǎn)內(nèi)容。

第一，針對(duì)交通道路的主干道與區(qū)干道來(lái)說(shuō)，兩者之間所形成的流量會(huì)存在較大的差異。因此，在為其設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，針對(duì)不同的路段，工作人員就可以對(duì)控制級(jí)別進(jìn)行有效調(diào)整。例如，針對(duì)主干道，其可以設(shè)計(jì)中心控制系統(tǒng)，而針對(duì)區(qū)干道，則可以設(shè)計(jì)區(qū)域控制系統(tǒng)，以此有效發(fā)揮出系統(tǒng)的監(jiān)視作用。

第二，結(jié)合中國(guó)當(dāng)前的交通事故報(bào)告分析來(lái)看，很多事故的產(chǎn)生地點(diǎn)都是路口。所以，在對(duì)交通控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，工作人員需要對(duì)路口區(qū)域形成高度關(guān)注，對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)密的監(jiān)測(cè)控制。例如，針對(duì)紅綠燈的時(shí)間交替以及信號(hào)燈的指示，管理工作人員都需要進(jìn)行精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，以此加強(qiáng)交通的安全性以及流暢性。

4.5 城市高快速路的應(yīng)急指揮調(diào)度是進(jìn)行高快速公路智能化運(yùn)營(yíng)和管理的重要功能

系統(tǒng)通過(guò)采集路面卡口數(shù)據(jù)、AR 全景視頻數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)巡航數(shù)據(jù)、移動(dòng)巡邏車數(shù)據(jù)等感知數(shù)據(jù)，并運(yùn)用GIS、大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，為城市高快速公路管理部門提供一個(gè)高智能、信息化、綜合性公路應(yīng)急調(diào)度指揮解決方案。通過(guò)提供數(shù)據(jù)采集、智能預(yù)警、語(yǔ)音對(duì)講、圖像監(jiān)控等多種通信手段，做到“看得見(jiàn)、聽(tīng)得清、呼得出、信息準(zhǔn)、定位準(zhǔn)、反應(yīng)快”，為用戶提供實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的現(xiàn)場(chǎng)情況；實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程指揮調(diào)度，真正提高用戶的快速反應(yīng)、統(tǒng)一調(diào)度、協(xié)同指揮能力；提高用戶對(duì)突發(fā)事件的反應(yīng)速度和處理效率，最大程度地減少事故損失。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于中國(guó)的高速公路的發(fā)展工作來(lái)說(shuō)，需要積極向智能化交通發(fā)展，用以改善現(xiàn)階段高速公路使用過(guò)程中存在的各種缺陷，彌補(bǔ)以往的不足之處，在這種情況下智能交通系統(tǒng)發(fā)揮了較大價(jià)值，能推動(dòng)中國(guó)高速公路經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提供更加和諧的公路使用環(huán)境。