高速道路監控系統

高速道路監控系統(freeway surveillance and control system)是指高速道路監視系統和控制系統的總稱。高速道路的重要組成部分，保證交通高速、安全運行的重要手段。其硬體設備包括控制設施、監視設施、情報設施、傳輸設施、顯示設施以及控制中心等。工作方式是監視及情報設施得到的交通信息通過傳輸設施傳送到控制中心，而控制中心分析處理的結果又由傳輸設施傳送到控制設施和顯示設施上，對交通加以控制。

基本介紹

• 中文名：高速道路監控系統
• 外文名：freeway surveillance and control system
• 學科：交通工程
• 領域：高速道路
• 釋義：監視系統和控制系統的總稱
• 目的：對交通加以控制

數據採集方式

在高速公路監控中，數據採集分為兩種方式，即：自動採集方式和非自動事件檢測方式。自動採集方式是在後台自動進行的數據採集，不需要人工干預，採集過程對於監控人員來說是透明的。非自動事件檢測方式是指監控人員通過道路監視或緊急電話等確認交通事件，或交利用人工觀測的方式獲得氣象情況，並在前台人機互動界面輸入交通事件信息和氣象信息，存入到資料庫業中去。

數據自動採集，一般主要涉及的設備有：外場設備、通信設備、串口設備和通信計算機。在一般高速公路監控系統中，外場設備主要有車輛檢測器、氣象檢測器、能見度檢測器、可變信息標誌(包括小型可變信息標誌)、可變限速標誌等；通信設備一般採用MODEM(數據機)和其它數據傳輸設備；串口設備一般採用多串口卡。

外場設備的數據採集

高速公路交通流參數實時數據的採集主要是通過車輛檢測器來實現的。車輛檢測器的環行線圈埋設在道路表面下，並與車輛檢測器控制器相連；當車輛通過時，通過線圈電磁場的變化來對車輛進行檢測；來自感測器的信號由設定在路旁的微處理器進行計算，得出各個車道的平均車速、最高車速、最低車速、車流量、車道占有率和車頭時距等。

氣象檢測器由多種感測器(溫度、濕度、風向、風速、雨量、能見度、路面狀況)、數據採集器和控制器等組成，各種感測器由敏感元件和轉換電路組成。數據採集器是一種智慧型性採集器，它採集各種感測器的電信號。氣象檢測器控制器進行數據的預處理。能見度檢測器與氣象檢測器數據採集過程相同，但它只能檢測能見度。可變信息標誌是高速公路監控系統向過往車輛發布交通信息、通告的主要設備。可變信息標誌分為大型可變信息標誌和小型可變信息標誌，其中大型可變信息標誌模組數一般為10或12，安裝在高速公路上方的龍門架上，可顯示圖形和文字；小型信息標誌體積較小，安裝在路旁，可顯示1 個圖形或4 個漢字。可變信息標誌的控制器採集當前顯示信息和故障信息。

可變限速標誌安裝在高速公路的路旁，當天氣惡劣、發生交通事故或其它異常情況時，控制室及時發布限速標誌的顯示內容，限制車速，確保高速公路行車安全和交通流暢；同時，可變限速標誌的控制器可反饋顯示內容及故障信息。

上述外場設備採集到自身檢測出的數據後，控制器先進行處理，然後通過控制器上的RS232、485、422 等接口，經通信系統將數據上傳至監控室的通信計算機。

數據傳輸和串口設備

數據傳輸和採集設備一般主要包括MODEM、子速率板和串口設備等。在高速公路監控中一般應採用專線MODEM。MODEM 主要是用以延伸計算機數位訊號傳輸的距離。

MOEDM 將計算機送來的數位訊號調製成載波信號(模擬信號)，調製後的載波信號通過通訊信道送到控制室，由上位MODEM 將接收到的載波信號解調成數位訊號，最後送給通信計算機處理。

若外場設備和通信計算機之間的距離較小，外場設備和通信計算機之間直接用一對MODEM 就可以實現數據傳輸；若距離超出了MODEM 的最大傳輸距離，這時必須添加其它數據傳輸設備，例如子速率板。子速率板也是成對使用的，上位端一般在監控室附近的通信機房，下位端在通信站。外場設備一般位於某個立交(收費站)附近，距離立交一般在幾公里以內，可在立交附近可設立通信站。一對子速率板可提供多個數據傳輸通道，一般採用異步傳輸模式。串口設備一般採用多串口卡。多串口卡技術較為成熟，且多串口卡成本較低，便於維護。多串口卡安裝在通信計算機PCI 插槽里，外接串口盒。每塊多串口卡一般最多支持32 個串口或64 個串口。

軟體開發工具的選擇

在軟體開發中，選擇一種合適的程式語言，可以大大加快工作效率，並且對軟體開發的難易程度也有很大的影響。數據採集系統過去一般是在DOS 作業系統下套用彙編語言開發的。Windows 作業系統的普及套用，尤其是可視化開發軟體Visual C++的出現，為軟體開發提供了強大的圖形界面功能，使得開發出來的應用程式具有良好的人機互動功能，並且程式運行速度快、效率高。因此，在進行高速公路監控系統時，可採用Visual C++來開發遠程數據採集軟體。