【正文】 高速公路建設方案 背景近年來，我國公路建設取得舉世矚目的成績，以高速公路為骨架、國省干線公路為主體的全國干線公路網(wǎng)快速形成。然而，這幾年我國極端氣候、地震、地質(zhì)災害頻發(fā)，公路網(wǎng)的安全運行與抗災救援保障工作面臨日益增長的巨大壓力。當前的高速公路運營管理系統(tǒng)，信息化整體水平還不能適應現(xiàn)代交通運輸業(yè)發(fā)展的需要。一是信息化發(fā)展尚未覆蓋交通運輸現(xiàn)代化建設全局，信息化與業(yè)務管理和服務的融合不足，信息資源開發(fā)利用程度不高，信息資源共享水平較低，動態(tài)信息采集能力相對薄弱，尚未在規(guī)范業(yè)務、流程再造等方面實現(xiàn)深化應用，對行業(yè)發(fā)展的貢獻程度有待提升。隨著交通運輸部“十二五”重大信息化工程的啟動和國省干線公路升級改造的全面開展，路網(wǎng)運行管理與服務工作將面臨大建設、大發(fā)展的新時期。三項“技術(shù)要求”（《高速公路監(jiān)控技術(shù)要求》、《高速公路通信技術(shù)要求》、《路網(wǎng)運行監(jiān)測與服務暫行技術(shù)要求》）的同時發(fā)布，對指導和規(guī)范公路網(wǎng)運行監(jiān)測與服務系統(tǒng)的建設、運行與管理，保障全國高速公路和重要國省干線公路以及重要公路設施的穩(wěn)定運行，加強國家干線公路網(wǎng)運行監(jiān)測與科學管理，提升國家干線公路網(wǎng)安全性能和服務質(zhì)量，提高公路突發(fā)事件應急處置能力和公共服務能力，實現(xiàn)國家干線公路網(wǎng)“可視、可測、可控”的發(fā)展目標，以及為人民群眾提供安全、暢通、便捷、綠色的公路出行服務等方面具有重大而深遠的意義。 實施高速公路全程監(jiān)控系統(tǒng)的意義截止2012年底，公路通車總里程已突破420萬公里。2013年5月國家發(fā)展改革委會同交通運輸部編制的《國家公路網(wǎng)規(guī)劃（2013年2030年）》披露：。交通基礎(chǔ)設施和運輸裝備規(guī)?？偭坎粩鄶U大，使我國交通運輸管理能力面臨巨大挑戰(zhàn)，利用信息化手段對已形成的資產(chǎn)進行充分利用和潛力挖掘，提高交通基礎(chǔ)設施和運輸裝備運行效率，保障路網(wǎng)暢通，已經(jīng)成為迫在眉睫的重要任務。高速公路與一般公路相比, 具有線型好設計標準高、文通流大、行車速度快等特點。如不采用先進的監(jiān)控管理措施, 在文通流量大、氣候惡劣的情況下, 極易發(fā)生文通事故和文通阻塞。在高速公路上部署全程的監(jiān)控系統(tǒng)，可以：l 對交通流和交通運行狀況進行實時監(jiān)視l 對關(guān)鍵點進行氣象檢測l 對關(guān)鍵路段實施文通實時控制l 及時發(fā)現(xiàn)各種異常情況并采取應急措施實施高速公路全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以改善高峰期間車輛行駛的平均速度、減少交通堵塞程度和車輛延滯時間，同時也能大大減少文通事故和保證交通安全,節(jié)約燃料和減少車輛的磨損, 縮短運輸時間，減少污染?？傊瑢嵤└咚俟啡瘫O(jiān)控系統(tǒng)是保證高速公路高速、安全、經(jīng)濟地運營管必不可少的條件。 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)l 信息采集覆蓋面不全傳統(tǒng)的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，往往只注重收費系統(tǒng)相關(guān)的視頻監(jiān)控建設，對于沿線的視頻監(jiān)控、交通信息采集、環(huán)境信息采集等系統(tǒng)建設力度較弱。隨著交通態(tài)勢的日益嚴峻，大眾對出行服務的訴求越來越強烈，更全面、更深度的監(jiān)控系統(tǒng)迫在眉睫。l 人工“監(jiān)視”越來越難，智能化程度較低隨著高速公路通車里程的快速增長，外場監(jiān)控類設備也越來越多，部分高速公路采用全程監(jiān)控甚至視場無縫覆蓋的方式有效的消除了物理監(jiān)控盲區(qū)，但是監(jiān)控中心的值守人員無法在有限的時間內(nèi)實時掌控海量的監(jiān)控場景內(nèi)的情況，出現(xiàn)邏輯監(jiān)控盲區(qū)。“智能化”監(jiān)控點位的建設比例需進一步加大。l 原系統(tǒng)兼容性低，以網(wǎng)絡高清為代表的新產(chǎn)品難以應用高速公路監(jiān)控系統(tǒng)通過近10多年的建設，多數(shù)已基本建成了以模擬視頻矩陣、。但隨著以高清視頻網(wǎng)絡攝像機、高清視頻網(wǎng)絡錄像機為代表的高清晰度視頻監(jiān)控設備的規(guī)?；瘧?，原有的視頻監(jiān)控系統(tǒng)改造、兼容網(wǎng)絡監(jiān)控迫在眉睫。同時，如何基于不同生產(chǎn)廠商的數(shù)字化高清視頻監(jiān)控設備，在統(tǒng)一的平臺下建立新的同時兼容數(shù)字高清、標清視頻監(jiān)控設備的聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)也是一個迫切要解決的問題。l 信息孤島現(xiàn)象嚴重，聯(lián)網(wǎng)程度較低由于高速公路監(jiān)控系統(tǒng)所包含的內(nèi)容（收費監(jiān)控、氣象監(jiān)測、全程監(jiān)控、交通事件、信息發(fā)布等），往往是分階段建設，所以形成了各個子系統(tǒng)“各自為政”的現(xiàn)象，沒有實現(xiàn)集中監(jiān)控、系統(tǒng)協(xié)同作戰(zhàn)程度較低。另外，部分省域內(nèi)的高速公路由于投資主體的差異，各個路段的建設模式、軟件平臺不盡相同。造成了監(jiān)控系統(tǒng)沒有聯(lián)網(wǎng)、區(qū)域協(xié)同性較低。l 面向公眾的出行服務程度不高伴隨著全國高速公路的建設熱潮，監(jiān)控系統(tǒng)作為機電建設中不可或缺的一部分，在高速公路運營管理中也發(fā)揮著越來越大的作用。但是，如何更好的利用這些監(jiān)控資源為公眾提供便捷、優(yōu)質(zhì)的增值服務，最大限度的發(fā)揮它的價值，這方面還有所欠缺。系統(tǒng)簡介針對高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的上述現(xiàn)狀和問題，本文設計了一套【高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)】。 總體框架【高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)】系統(tǒng)架構(gòu)如圖所示：【高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)】從監(jiān)控內(nèi)容上，包含了視頻圖像監(jiān)控、交通事件檢測、氣象環(huán)境監(jiān)測、交通調(diào)查等內(nèi)容。從業(yè)務應用上，以綜合監(jiān)控平臺為依托，實現(xiàn)了實時路況監(jiān)測與記錄、交通流量控制、交通態(tài)勢評估、交通信息發(fā)布四大業(yè)務應用。其中：實時路況監(jiān)測與記錄包含：道路實時流量的監(jiān)測、道路氣象環(huán)境的監(jiān)測以及道路異常事件和報警；交通流量控制包含：入口控制、互通立交的分流控制、特殊天氣/施工保養(yǎng)的分道控制等；交通態(tài)勢評估包含：流量態(tài)勢和預測、道路養(yǎng)護分析、節(jié)假日/重大事件的預案管理等；交通信息發(fā)布主要指面向公眾服務的：基礎(chǔ)信息服務、路況信息服務、路徑信息服務、安全駕駛提醒等。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)【高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)】由高速公路省級監(jiān)控中心、路段監(jiān)控分中心、基礎(chǔ)監(jiān)控單元三級管理架構(gòu)構(gòu)成。以[路段監(jiān)控分中心]為主要監(jiān)控組織，收費站、隧道管理站、橋梁管理站輔助監(jiān)控。高速公路省級監(jiān)控中心建議設置在高速公路管路局或相應的職能部門。此中心除負責省域內(nèi)的高速公路監(jiān)控外，還實現(xiàn)與上級單位（部或省級路網(wǎng)監(jiān)控中心）、其他部門（如高速交警指揮中心）的互聯(lián)互通。路段監(jiān)控分中心應根據(jù)路段建設情況、投資主體、運營管理模式，結(jié)合路段實際道路交通特點和長度設置?；A(chǔ)監(jiān)控單元包括隧道管理站(無人值守隧道管理站和有人值守隧道管理站)、橋梁管理站、部分收費站、其他監(jiān)控外場設施等。系統(tǒng)拓補圖如圖所示：大型收費站、且管理資源配備齊全的，可考慮設置收費站監(jiān)控中心（即收費站A型）；一般收費站設置無人值守的機房（即收費站B型），站長室通過平臺客戶端實時監(jiān)控本站視頻。同一條道路，建議采用同一種監(jiān)控模式。隧道、橋梁，根據(jù)長度、等級設置相應的管理站。 系統(tǒng)設計原則和標準 設計原則以保安全、促暢通為出發(fā)點，緊緊圍繞高速公路運營管理業(yè)務與出行服務業(yè)務，并在秉持下述原則的基礎(chǔ)上，進行系統(tǒng)設計。l 先進性系統(tǒng)的設計應該具有技術(shù)先進性，所采用的理念、技術(shù)應當是業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的，并能代表未來的發(fā)展方向。 l 穩(wěn)定性監(jiān)控系統(tǒng)是一個系統(tǒng)牽涉面多、運行環(huán)境惡劣、不間斷使用的復雜系統(tǒng)。系統(tǒng)設計時要統(tǒng)籌考慮所用設備和控制系統(tǒng)，符合當前技術(shù)和運營管理部門的工作發(fā)展方向，同時系統(tǒng)選用成熟的技術(shù)，減少系統(tǒng)的技術(shù)風險。l 集成化一方面系統(tǒng)高度集成可以有效減少系統(tǒng)故障點；另一方面系統(tǒng)集成可以有效實現(xiàn)信息共享。以適應高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務發(fā)展要求。l 可拓展性不同客戶的訴求是不同的，這就要求我們的核心架構(gòu)具有足夠的靈活性，具有良好的分層、模塊化設計。針對不同的應用場景可以實現(xiàn)靈活、快速的定制，及時響應客戶需求。系統(tǒng)應采用靈活、開放的模塊化設計，賦予結(jié)構(gòu)上極大的靈活性，為系統(tǒng)擴展、升級及可預見的管理模式的改變留有余地。l 易用性與易維護性系統(tǒng)從實戰(zhàn)出發(fā)，圍繞當前運營管理部門的核心訴求進行設計，采用簡潔、友好的人機界面，具有多媒體化操作設計，在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時，能夠簡便快捷的進行處理。前端設備支持遠程升級和遠程故障排除功能，維護便捷，降低系統(tǒng)運維管理成本。使用穩(wěn)定易用的硬件和軟件，即降低了對管理人員進行專業(yè)知識的培訓費用，也節(jié)省了日常頻繁地維護費用。 設計標準【高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)】參考下述標準設計：[1] 《中華人民共和國道路交通安全法》[2] 《中華人民共和國道路交通安全法實施條例》[3] 《高速公路監(jiān)控技術(shù)要求》[4] 《高速公路通信技術(shù)要求》[5] 《路網(wǎng)運行監(jiān)測與服務暫行技術(shù)要求》[6] 《GB/T280592011公路網(wǎng)圖像信息管理系統(tǒng)平臺互聯(lián)技術(shù)規(guī)范》[7] 《全國道路交通管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換格式》[8] 《預防道路交通事故“五整頓”“三加強”實施意見》[9] 《道路交通標志和標線》（GB 57682009）[10] 《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB 500572010）[11] 《民用閉路電視系統(tǒng)工程技術(shù)規(guī)范》（GB 50198－2011）[12] 《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》（GB/T 22602007）[13] 《高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)模式》（GB/T 185672001）[14] 《安全防范監(jiān)控數(shù)字視音頻編解碼技術(shù)要求》（GB/T 25724）[15] 《公路網(wǎng)圖像信息管理系統(tǒng) 平臺互聯(lián)技術(shù)規(guī)范》(GB/T 280592011)[16] 《機動車登記信息代碼》（GA 242005）[17] 《中華人民共和國機動車號牌》（GA 362007）[18] 《LED道路交通誘導可變信息標志》(GA/T 4842010)[19] 《車載式道路交通顯示屏》（GA/T 7422007）[20] 《機動車號牌圖像自動識別技術(shù)規(guī)范》（GA/T 833—2009）[21] 《公路交通標志板技術(shù)條件》（JT/T 2792004）[22] 《LED車道控制標志》（JT/T 5972004）[23] 《ATMS 智能交通管理平臺軟件集成接口規(guī)范集》（EIISA ）[24] 《公路交通氣象觀測站網(wǎng)建設暫行技術(shù)要求》（2012）[25] 《高速公路LED可變限速標志》（GB 238262009）[26] 《道路交通信息顯示設備設置規(guī)范》（GA/T 9932012）[27] 《GB 247262009T 交通信息采集 視頻車輛檢測器》[28] 《GB/T 287892012 視頻交通事件檢測器 》基礎(chǔ)監(jiān)控單元設計【基礎(chǔ)監(jiān)控單元】的建設是高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)建設的外場核心，是實現(xiàn)高速公路監(jiān)控功能的主要載體之一。基礎(chǔ)監(jiān)控單元的建設成功與否，直接影響了高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)的建設成效。從系統(tǒng)和產(chǎn)品的角度，可以把基礎(chǔ)監(jiān)控單元分為以下6類：視頻監(jiān)控類：以視頻圖像為監(jiān)控手段的、以可視化管理為目標的基礎(chǔ)監(jiān)控單元；事件檢測類：以道路交通事件為主要監(jiān)控目標的基礎(chǔ)監(jiān)控單元；動環(huán)檢測類：以道路環(huán)境（如氣象、積水、積雪）為主要監(jiān)控目標的基礎(chǔ)監(jiān)控單元；交通調(diào)查類：以道路交通量調(diào)查（流量、車型分布等）為主要監(jiān)控目標的基礎(chǔ)監(jiān)控單元；信息發(fā)布類：面向公眾出行服務和道路管理的信息發(fā)布載體。綜合監(jiān)控類：指隧道管理站、橋梁管理站等針對特定場景專設的監(jiān)控單元，其監(jiān)控手段、監(jiān)控目標一般均具有多樣性。 【視頻監(jiān)控類】基礎(chǔ)監(jiān)控單元建設【視頻監(jiān)控類】基礎(chǔ)監(jiān)控單元建設包含：收費站視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設、服務區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設、沿線視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設。 收費站視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設 收費站監(jiān)控業(yè)務描述高速公路收費站視頻監(jiān)控系統(tǒng)，是收費機電系統(tǒng)的重要組成部分，在實際的運管管理中，視頻數(shù)據(jù)需納入綜合監(jiān)控系統(tǒng)中進行統(tǒng)一監(jiān)控。其監(jiān)控場景包括：l 監(jiān)控職責及場景特性收費廣場：監(jiān)控收費廣場整體情況；大場景，光線變化強烈，部分區(qū)域夜間照度低，非固定式監(jiān)控，需支持變倍；收費車道：監(jiān)控車輛通行狀況、車輛收費情況；小場景，固定式監(jiān)控，夜間有照明，監(jiān)控主體（汽車）夜間有車燈強光；收費亭：監(jiān)控收費員收費情況、服務情況；小場景，固定式監(jiān)控，夜間有照明；站內(nèi)監(jiān)控：站內(nèi)安保監(jiān)控，固定場景，室內(nèi)環(huán)境。收費站監(jiān)控系統(tǒng)等級 收費站視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)按照交通運輸部《收費公路聯(lián)網(wǎng)收費技術(shù)要求》中的規(guī)定，大型收費站、與監(jiān)控中心距離較遠、且管理資源配備齊全的，可考慮設置收費站監(jiān)控中心；不具備此條件的設置無人值守的機房，站長室通過平臺客戶端實時監(jiān)控本站視頻。結(jié)合上述要求，以及收費監(jiān)控的業(yè)務特性，我們可提供兩種建設模式。 收費站視頻監(jiān)控系統(tǒng)功能l 【看】實時預覽收費車道的模擬視頻，經(jīng)過車道控制器中的字符疊加器和視頻分配器后，一路進入收費主機，供收費員預覽；另一路經(jīng)編碼器編碼后傳至后端中心。廣場等外場的網(wǎng)絡碼流，經(jīng)硬盤錄像機、解碼器后在監(jiān)控中心顯示設備上預覽。l 【查】錄像檢索l 【控】前端控制 收費站視頻監(jiān)控系統(tǒng)核心設備l 車道攝像機鑒于收費車道監(jiān)控小場景、固定式監(jiān)控、夜間有照明、監(jiān)控主體（汽車）夜間有車燈強光等業(yè)務特性，本方案采用【模擬監(jiān)控槍機DSTU2CC1004】核心性能參數(shù)：700線/強光抑制/ICR。l 收費亭攝像機鑒于收費亭監(jiān)控小場景、固定式壁掛、夜間有照明等業(yè)務特性，本方案采用【模擬半球DSTU2CC1008】核心性能參數(shù)：700線/寬動態(tài)/。l 廣場球機鑒于收費廣場大場景、光線變化強烈、部分區(qū)域夜間照度低、非固定場景監(jiān)控等業(yè)務特性，本方案采用【高清網(wǎng)絡紅外球DSTU2DF1001】核心性能參數(shù)：200萬1080p實時/30倍變焦/紅外150米/ICR。l 站內(nèi)攝像機鑒于站內(nèi)安保監(jiān)控固定場景、室內(nèi)環(huán)境等業(yè)務特性，本方案采用【紅外網(wǎng)絡半球DSTU2CD1059】核心性能參數(shù)：25fps(1920 1080)/紅外30米/。 服務區(qū)視頻監(jiān)控系統(tǒng)建設 服務區(qū)監(jiān)控場景及業(yè)務服務區(qū)是高速公路的重要組成部分,它為高速公路全封閉、高速行車提供保障。隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高,服務區(qū)的功能面也不斷更新，目前,服務區(qū)的職能范圍已經(jīng)不再僅僅是為行車提供物質(zhì)供應服務和為旅客及駕駛?cè)藛T提供生活服務,而是已經(jīng)發(fā)展為提供一體化多功能服務的綜合服務體系。在這種背景下，傳統(tǒng)的服務區(qū)外包后對服務區(qū)情況“不管不問”的方法將不利于高速公路的整體安全防范。服務區(qū)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)需納入高速公路綜合監(jiān)控系統(tǒng)中進行統(tǒng)一監(jiān)控。需要納入統(tǒng)一監(jiān)控的重點監(jiān)控場景有：