高速公路三大系統(tǒng)簡介

1、高速公路三大系統(tǒng)簡介高速公路機電工程一般包括交通監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)和通信系統(tǒng)，三者是密切相關的，在建設和發(fā)展過程中，應該是同步進行，協(xié)調發(fā)展的，從而在高速公路網建成后，達到統(tǒng)一運行、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一組織收費和管理交通的目的。根據目前的發(fā)展趨勢，有些業(yè)主也會把供配電照明和管道等也列入機電工程實施。一、交通監(jiān)控系統(tǒng)交通監(jiān)控系統(tǒng)一般由監(jiān)控中心和外場設備兩部分組成。 監(jiān)控中心由計算機系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視控制設備、投影設備、不間斷電源系統(tǒng)等組成。監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)采用局域網結構，能接入視頻、數據和緊急電話語音信息，構成一個多媒體的信息平臺，具備方便的擴展性。計算機系統(tǒng)具有每天24小時連續(xù)工作的能力。監(jiān)控軟件

2、工程是交通監(jiān)控系統(tǒng)的靈魂工程，它采集外場設備檢測到的信息，進行分析處理，生成相應的控制方案，對外場的情報板等設備發(fā)布消息，告知司機高速公路交通狀況或誘導其行車路線。本公司有多年編制交通監(jiān)控軟件的經驗，并根據公路管理部門的反饋意見，我們在軟件的編制過程中綜合了各種意見，盡可能多的考慮了可能發(fā)生的交通異常情況，并事先制定多種控制預案，使高速公路的管理更加方便，對交通狀態(tài)的控制更加完善，為道路使用者提供更為高效、安全、快捷、舒適的服務。監(jiān)控中心的閉路電視控制設備由視頻切換矩陣和監(jiān)視器墻或投影設備等。它們控制外場攝像機，并接受攝像機傳輸回來的圖像，利用彩色監(jiān)視器墻和投影設備實時觀察相關路段的交通流狀態(tài)

3、，監(jiān)視器也可切換到事件發(fā)生地點的畫面，控制錄像機自動錄像，并自動記錄攝像機的編號、事故發(fā)生時間等信息。監(jiān)控分中心的值班人員可以根據圖像顯示的信息做出相應的控制決策。 監(jiān)控的外場設備一般包括車輛檢測器、氣象檢測器、可變情報板、可變限速板和外場攝像機等。車輛檢測器主要用來采集高速公路的交通流量信息和行駛車輛的變化情況，可以檢測車流量、車速、占有率的參數，從而判斷出交通的擁擠、堵塞、暢通等狀況，提供給監(jiān)控中心軟件作出各種控制方案。氣象檢測器一般安裝在立交、山區(qū)、湖泊區(qū)等氣候情況比較復雜之處，檢測當地的能見度、雨雪量等信息，根據這些信息對當地的車輛行駛作出限制措施。可變情報板和限速板是控制方案或措施的

4、發(fā)布設備，也是高速公路的面子工程，通過這些設備告知司機交通信息和誘導行車路線。外場攝像機是交通監(jiān)控系統(tǒng)的“眼睛”，可實時動態(tài)觀察高速公路的道路狀況，在其他設備檢測到相關信息時也可以通過攝像機進行確認，以采取必要的控制措施。 除了以上信息收集、信息處理顯示、交通控制、事件處理等功能外，交通監(jiān)控系統(tǒng)還提供報表統(tǒng)計與打印、查詢、自動數據備份和系統(tǒng)恢復、系統(tǒng)具有自診斷、交通信息共享、安全防護、可省域聯網等功能，還可加入其他如廣播、電臺、新聞媒體、網站等信息源或發(fā)布渠道，從而形成一個功能完善的系統(tǒng)。 二、收費系統(tǒng)高速公路收費系統(tǒng)是高速公路建設費用回收的最重要的途徑，也是業(yè)主最關心的一個系統(tǒng)。收費系統(tǒng)一般

5、采用“收費車道收費站各運營公司收費中心收費結算中心”的四級收費體制。各級站點的核心都為計算機設備，這些設備通過以太網交換機連成網絡。收費車道采集的原始收費數據，通過計算機網絡實時送向收費站，收費站將采集的數據集中后發(fā)送給收費結算中心和相應的運營公司的收費中心。在收費結算中心，對每次出口的收費按照該車輛的車型和實際行駛所通過的路段、里程進行分割計算，得出各路段的應收款，然后存入收費結算中心的數據庫，并將清分的結果送給相應的運營公司的收費中心。 收費系統(tǒng)一般采用封閉式聯網收費系統(tǒng)，采用人工半自動的收費方式，即“人工判型，人工收費，計算機管理，閉路電視監(jiān)視，檢測器校核”的半自動方式。采用非接觸式IC

6、卡作為收費介質，即入口發(fā)行通行卡并寫入入口信息，出口按照車型和行駛里程收取通行費或在儲值卡內扣款。另外，全自動電子不停車收費系統(tǒng)(ETC)將會根據各地的經濟發(fā)展狀況可實際需要逐漸普及起來，在新建的的高速公路收費系統(tǒng)中，建議預留ETC車道的相關配置。 1、收費系統(tǒng)至少包括(但不局限于此)下列項目 收費車道設備：包括收費員終端、車道控制器、票據打印機、非接觸式IC卡讀寫器、雨棚信號燈、手動欄桿、自動欄桿、通行信號燈、黃色閃光報警器、霧燈、費額顯示器、車輛檢測器及必須的附屬設備，根據入、出口車道類型，安裝相應的設備。 收費計算機系統(tǒng)硬件：包括收費中心計算機系統(tǒng)和收費站計算機系統(tǒng)兩級，各級計算機系統(tǒng)主

7、要包括：服務器、工作站、以太網交換機、IC卡讀寫器、激光打印機等。 收費系統(tǒng)軟件：包括收費車道、收費站和收費中心計算機系統(tǒng)的操作系統(tǒng)、數據庫、應用軟件以及完成本系統(tǒng)功能的全部應用軟件。 收費閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)：包括外場設備、收費站監(jiān)視控制設備。外場設備主要由廣場攝像機、入出口車道攝像機、亭內攝像機、視頻數據疊加器等;收費站監(jiān)視設備設于各個收費站控制室內，主要包括視頻控制矩陣、硬盤錄象機、彩色監(jiān)視器等。 收費站與收費亭內部有線對講系統(tǒng)。 收費站和各收費亭的安全報警系統(tǒng)。 收費附屬設施，包括電源、配電箱、設備保護系統(tǒng)、傳輸介質(電力電纜、信號電纜、光纜)、設于收費控制室內的控制臺、活動椅等。 2、收

8、費系統(tǒng)的功能 收費車道按照統(tǒng)一的操作流程工作，實時處理各種收費數據，除了對正常車輛進行及時、準確的收費處理外，同時對收費過程中出現的各種特殊車輛和異常情況按照統(tǒng)一的規(guī)定流程進行處理，如軍車、公務車、緊急車、車隊、拖車、未付車、違章闖關車、補交款車、無卡車、卡壞車、“U”型車、超時車、出入口車型不一致車等進行處理。 對收費車道的出入車輛流量進行統(tǒng)計，對各車道的收費交易數據進行采集、統(tǒng)計并可靠存儲。向收費結算中心上傳原始收費數據記錄和每日的統(tǒng)計數據，接收收費結算中心下傳的聯網收費系統(tǒng)的運行參數，包括費率、黑名單、同步時鐘等，并及時下傳給收費車道。 通行卡的調配和管理票證的發(fā)放和管理。 現金管理和銀

9、行繳款。 對收費車道、收費亭、收費廣場的閉路電視監(jiān)視，對抓拍圖像的管理。 打印各類收費統(tǒng)計報表，交通量統(tǒng)計報表和管理報表。 數據、資料的存儲與備份和安全管理。 數據庫、系統(tǒng)維護和網絡管理。 三、通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)主要是為高速公路運營管理及監(jiān)控、收費系統(tǒng)實施提供必要的話音業(yè)務及數據、圖像信息傳輸通道，它是保障高速公路安全、高速、暢通、舒適、高效運營及實現現代化交通管理必不可少的手段，起著高速公路管理系統(tǒng)中樞神經的作用。 根據目前的技術狀況，通信系統(tǒng)基本采用2種實現方法。一種為SDH光纖數字傳輸系統(tǒng)；另一種為可實現語音、數據、視頻三網合一的千兆以太網技術。 SDH光纖數字傳輸系統(tǒng)一般根據高速公路上收

10、費站點和服務區(qū)、養(yǎng)護工區(qū)等的設置設立通信站，在監(jiān)控和收費中心地點同時設立通信中心。在通信中心布置光纖線路終端設備(OLT)，在通信站布置光纖網絡單元設備(ONU)，按需采用STM-1(155Mbit/s)或STM-4(622Mbit/s)速率等級，用4芯光纖組成2芯通道保護自愈環(huán)狀網絡。 SDH可為高速公路機電工程或運營管理采用以下接口，滿足高速公路的數據傳輸： 1)155Mbit/s數字通路 2)2Mbit/s數字通路 3)10M/100M以太網絡 4)CCTV視頻和控制信號傳輸通路 5)信道通路。這些信道通路包括(1)音頻信道：SPC遠端用戶信道、緊急電話系統(tǒng)的遠端分支信道、實線信道(2)

11、 數據信道：收費網絡數據信道(2M或10/100M以太網接口)、監(jiān)控數據信道(RS232/2M)、收費矩陣聯網數據信道(RS232/485)、電源監(jiān)控數據信道、CCTV反向控制信道(RS232/ 485)、ISDN 2B+D信道、SPC網管數據信道(DCN)等等。 千兆以太網技術采用新近的以太網技術，完成主干通信網絡的設置和數據、圖像、話音的接入設備的設置，實現數據、圖像、話音的綜合傳輸(三網合一)。同樣，它需在各個通信站設立節(jié)點交換機，通過4芯光纖形成自愈環(huán)網。目前的監(jiān)控設備和收費系統(tǒng)一般都可以提供以太網接口，可以就近接入通信站點的以太網。同時由于網絡帶寬夠大，可以把視頻模擬信號和語音電話等

12、數字化后接入網絡傳輸。這種方法減少了傳輸中的接口，可靠性提高，且和電信、公網有比較好的兼容性，擴展性較好，可能是以后高速公路發(fā)展的趨勢。全線采用光纜作為傳輸媒體，對施工和調試也帶來很大簡便。高速公路機電工程四大系統(tǒng)高速公路機電工程隸屬于交通工程（安全設施、管理設施和服務設施）的管理設施。高速公路機電工程四大系統(tǒng)主要包括通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)和供配電及照明系統(tǒng)。在高速公路的建設和發(fā)展過程中，通信、監(jiān)控、收費三大系統(tǒng)是同步進行，協(xié)調發(fā)展的。 1、通信系統(tǒng) 通信系統(tǒng)基于高速公路監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)的業(yè)務需求，通信系統(tǒng)一般分為通信站、通信分中心、通信中心幾個層次。高速公路通信系統(tǒng)主要由光纖數字傳輸

13、系統(tǒng)、數字程控交換系統(tǒng)（含指令電話系統(tǒng)）、光電纜線路工程以及通信電源系統(tǒng)等幾部分構成。通過通信系統(tǒng)把監(jiān)控系統(tǒng)、收費等系統(tǒng)的業(yè)務需求（語音、數據和圖像信息）逐級（站、分中心、中心）進行連接，實現高速公路各管理部門之間信息的暢通，保障高速公路安全、舒適、快捷、高效的運營。 2、監(jiān)控系統(tǒng) 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)從管理層次一般分為外場設備、監(jiān)控站（或隧道管理站）、監(jiān)控分中心以及監(jiān)控中心。外場設備按物理環(huán)境分為一般路段設備和隧道內設施。一般路段設備包括車輛檢測器（環(huán)形線圈檢測器、微波檢測器、視頻檢測器等）、氣象檢測器（風速風向檢測器、溫濕度檢測器、能見度檢測器、路面溫度檢測器、雨量檢測器等）、信息發(fā)布屏和遙控

14、攝像機等隧道內設施一般分為環(huán)境檢測系統(tǒng)（CO檢測器、照度檢測器、能見度檢測器等）、交通控制子系統(tǒng)（信息發(fā)布設施、視頻檢測設施、流量監(jiān)測設施等）、火災檢測報警子系統(tǒng)、隧道通風控制子系統(tǒng)、隧道照明控制子系統(tǒng)、有線廣播子系統(tǒng)以及本地控制子系統(tǒng)等。 監(jiān)控站（或隧道管理站）、監(jiān)控分中心、監(jiān)控中心監(jiān)控系統(tǒng)根據建設規(guī)模和要求的不同一般由監(jiān)控中心由計算機網絡系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、控制臺及輔助設備等部分組成。 別的角度理解：高速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息采集子系統(tǒng)、監(jiān)控中心及信息提供子系統(tǒng)三大部分組成。信息采集子系統(tǒng)包括：車輛檢測器、氣象檢測器、緊急電話和巡邏車。監(jiān)控中心是高速公路全線路監(jiān)控系統(tǒng)的最高層即控制中心

15、，主要負責全線路范圍內交通情況的監(jiān)視和控制。信息提供子系統(tǒng)包括交通標志、標線和信號等，是交通監(jiān)控管理為汽車用戶服務的主要形式。 國內現階段的監(jiān)控主要是視頻監(jiān)控。視頻監(jiān)控主要由以下子系統(tǒng)組成：1.視頻攝像子系統(tǒng)，包括攝像機，攝相機鏡頭，攝像機支架，防護罩，云臺，攝像機立柱 2.圖像數字系統(tǒng)，包括視頻發(fā)射機，中繼器，接收器，線纜，視頻分配器 3.輸出子系統(tǒng)，包括：監(jiān)視器，硬盤錄像機，延時錄像機 4.控制子系統(tǒng)，包括云景控制器或控制鍵盤，副控鍵盤，矩陣切換器，畫面分割器。 3、收費系統(tǒng) 高速公路收費系統(tǒng)從管理層次一般分為收費站、收費分中心和收費中心。高速公路收費站一般由收費站監(jiān)控室計算機網絡系統(tǒng)、收費車道計算機控制系統(tǒng)(IC 卡讀寫設施、金額顯示設施、自動欄桿機、計重設施、票據打印機等)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)(亭內、車道、收費廣場攝像機)、對講系統(tǒng)以及報警系統(tǒng)等部分組成。收費分中心、收費中心根據功能和要求的不同，一般由網絡數據/服務器和若干個工作站組