高速公路機電監控系統的設計研究

摘 要：高速公路機電監控系統基于當前的道路環境下，對道路中相關信息進行實時的采集和分析處理，如果發生突發的交通事故或者其他意外事故，引發交通產生擁堵時，高速公路機電監控系統提醒相關工作者積極采取必要的措施解決問題，從而提高了高速公路的安全性和穩定性。

關鍵詞：高速公路;機電;監控系統;設計

一、 高速公路機電監控系統結構

高速公路機電監控系統包括總中心監控設施、分中心監控設施、氣象檢測系統、交通誘導標志、信息發布系統等，整個系統也可以分為硬件部分與軟件部分，其中硬件部分包括閉路電視設備、信息顯示設備、存儲辦公設備等，而軟件系統則包括信息安全軟件、數據庫軟件、信息發布軟件、信息采集軟件等，由此高速公路機電監控系統便能夠較好保障高速公路行車安全與道路的通暢，交通誘導與控制工作的高質量開展也能夠由此實現。而按照設備進行分類，高速公路機電監控系統還可以分為辦公存儲設備、信息顯示設備、信息安全設備、閉路電視系統、信息采集子系統，其中信息采集子系統能夠通過超聲波、紅外、微波、視頻等檢測設備實現道路交通狀態信息的采集，同時還能應用氣象檢測儀等設備實現氣象環境等信息采集，交通控制策略的制訂由此即可獲得有力支持;而信息顯示設備則主要包括可變限速標志、地圖板、可變情報板，示交通誘導信息屬于這類設備的主要功能;閉路電視系統則主要由光端機、網絡視頻編/解碼器、視頻矩陣主機、視頻分配器等組成，這類設備主要負責高速公路特殊構造物交通狀況的監視。

二、 高速公路監控系統有關設計研究

（一）前端系統的設計

1. 色彩一般的攝像機在色彩方面分為黑白和彩色。相比較彩色攝像機而言，黑白攝像不僅本身更加靈敏，更加適用于光線不足或者夜間燈光不足的區域，而且在水平清晰度方面，也比彩色攝像機更加清晰，同時價格優勢也較為明顯。而彩色的攝像機所拍攝到的圖像，在衣服和場景的區分方面較為便利，可以有利對現場進行明顯的區分。

2. 清晰度受到電視制式的影響，攝像頭在垂直清晰度方面，受到一定程度的影響。而在水平清晰度方面，常采用人眼在觀看到電視圖形時，圖像呈現的水平細節的清晰度的量度情況，一般采用電視線TVL表示水平清晰度。在進行高速公路機電監控系統設計時，如果選用黑白攝像機，一般采用500線以上的水平清晰度;如果選用彩色攝像機，一般采用400線以上的水平清晰度。

3. 照度設計要求對于單位面積上，陽光照射的所接受的光通量被稱為照度。對于高速公路的攝像機而言，其靈敏度就是以照度來進行表示的。將特定的測試卡作為攝像機的目標，當起鏡頭光圈調整為0.4時，對其光源照度進行調節，同時對其輸出端的視頻信號幅度，借助示波器對其進行測量，確保其控制在10%左右，這個時候所得到的測試卡照度就是攝像機的最低照度。

4. 同步為方便高速公路的遠程管理工作，采用的攝像機應具備電源和外接信號的同步功能。對于電源同步的選擇，一般采用由高速公路的監控中心提供的交流同相電源。

5. 電源攝像機的電源一般采用交流220V、交流24V以及滯留12V。在高速公路機電監控系統設計過程中，應結合現場的實際情況，對攝像機的電源同步進行選擇，必要時可以采用外同步的方法，實現系統同步進行切換。

（二）傳輸系統的設計

由于高速公路機電監控系統的圖像采集現場和控制中心之間存在一定的距離，需要借助傳輸系統對前端采集到的圖像信息進行傳遞，同時還要將控制中心發出的控制指令，反饋到執行現場。在設計時，主要包含對視頻信息的傳輸以及控制信息的傳輸兩種。

（三）控制系統

1. 數字化圖像監控系統實現對視頻信號的傳輸功能，可以在較短的距離內，實現信號的無衰減傳輸，一般超過200米以上，就會出現衰減問題，需要進行補償放大處理。而數字化圖像監控系統，借助了先進的計算機網絡技術和多媒體技術，可以對高速公路采集到的圖像信息進行高清晰和高同步的傳輸，在高速公路機電監控系統中的應用日漸廣泛。

2. 數字硬盤錄像系統設計使用數字硬盤錄像系統，可以為高速公路機電監控系統的數據進行壓縮保存。相關管理人員在進行所需的圖像記錄查詢時，可以進行任意檢索。相比較傳統的硬盤儲存設備，大幅度降低了相關管理人員的工作量，提高了他們的工作效率。而且，采用數字記錄的方式，可以提升圖像的抗衰減和抗干擾性能，無論相關數據被回放和檢索多少次，都不會影響圖像的質量。

（四）顯示系統

1. 監視器對高速公路前端采集到的圖像信息進行呈現，如果設計時選用的黑白監視器，則監視器的水平清晰度應高于600線;如果設計時選用的彩色監視器，則監視器的水平清晰度應高于350線。

2. 錄像機主要是對實現系統的記錄和重放。如果攝錄像系統和安全報警系統進行聯動式，也應對其配備單獨的錄像機設備。

三、 結語

綜上所述，通過設置高速公路機電監控系統，不僅幫助相關管理人員可以及時掌握實施交通情況，對一些違章行為進行記錄跟蹤，而且提升了高速公路的管理水平，提升了緊急情況下的效應速率。

參考文獻：

[1]莊國雄.高速公路機電監控系統的設計探討[J].科技創新與應用，2018（26）.

[2]孟凡宇.高速公路機電設備監控系統的建設及質量控制[J].交通世界，2018（8）.

作者簡介：許朔，遼寧艾特斯智能交通技術有限公司。