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1、交通工程设计理论与方法 第4章 监控系统设计 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望学习要点学习要点学习要点学习要点n n高速公路监控系统的概念、组成高速公路监控系统的概念、组成高速公路监控系统的概念、组成高速公路监控系统的概念、组成及功能及功能及功能及功能 n n信息采集系统分类及功能信息采集系统分类及功能信息采集系统分类及功能信息采集系统分类及功能 n n信息提供系统的组成及功能信息提供系统的组成及功能信息提供系统的组成及功能信息提供系统的组成及功能n
2、 n信息决策系统的组成及功能信息决策系统的组成及功能信息决策系统的组成及功能信息决策系统的组成及功能n n隧道监控系统组成隧道监控系统组成隧道监控系统组成隧道监控系统组成学习目标学习目标学习目标学习目标n n掌握高速公路监控系统组成及其掌握高速公路监控系统组成及其掌握高速公路监控系统组成及其掌握高速公路监控系统组成及其功能功能功能功能n n了解高速公路监控系统的应用及了解高速公路监控系统的应用及了解高速公路监控系统的应用及了解高速公路监控系统的应用及其发展趋势其发展趋势其发展趋势其发展趋势4.1 概述概述 高速公路监控系统高速公路监控系统高速公路监控系统高速公路监控系统是对高速公路是对高速公路
3、是对高速公路是对高速公路交通流状态和交通环境进行监测，并根据交通流状态和交通环境进行监测，并根据交通流状态和交通环境进行监测，并根据交通流状态和交通环境进行监测，并根据需要对交通流进行诱导和控制，保证车辆需要对交通流进行诱导和控制，保证车辆需要对交通流进行诱导和控制，保证车辆需要对交通流进行诱导和控制，保证车辆运行畅通、减少交通事故、降低事故的危运行畅通、减少交通事故、降低事故的危运行畅通、减少交通事故、降低事故的危运行畅通、减少交通事故、降低事故的危害性。害性。害性。害性。1.1.1.1.监控系统的组成（如图监控系统的组成（如图监控系统的组成（如图监控系统的组成（如图4.14.14.14.1
4、所示）所示）所示）所示）图图4.1 4.1 监控系统体系结构图监控系统体系结构图图图图图4.24.24.24.2高速公路交通监控系统图高速公路交通监控系统图高速公路交通监控系统图高速公路交通监控系统图2.2.2.2.监控系统各子系统的功能监控系统各子系统的功能监控系统各子系统的功能监控系统各子系统的功能信息采集系统信息采集系统信息采集系统信息采集系统 对交通流信息、气象信息、环境信息、异常信息等等进行采集，供信息对交通流信息、气象信息、环境信息、异常信息等等进行采集，供信息对交通流信息、气象信息、环境信息、异常信息等等进行采集，供信息对交通流信息、气象信息、环境信息、异常信息等等进行采集，供信
5、息决策系统分析、决策使用。决策系统分析、决策使用。决策系统分析、决策使用。决策系统分析、决策使用。信息决策系统信息决策系统信息决策系统信息决策系统 对信息采集系统传来的数据进行实时的运算、处理和分析对信息采集系统传来的数据进行实时的运算、处理和分析对信息采集系统传来的数据进行实时的运算、处理和分析对信息采集系统传来的数据进行实时的运算、处理和分析;根据分析结果根据分析结果根据分析结果根据分析结果,决定控制方案决定控制方案决定控制方案决定控制方案,发出相应的控制命令发出相应的控制命令发出相应的控制命令发出相应的控制命令,指挥事件处理指挥事件处理指挥事件处理指挥事件处理;通过闭路电视系统监视各主要
6、路段的交通情况通过闭路电视系统监视各主要路段的交通情况通过闭路电视系统监视各主要路段的交通情况通过闭路电视系统监视各主要路段的交通情况;负责管辖区域内的通信联络负责管辖区域内的通信联络负责管辖区域内的通信联络负责管辖区域内的通信联络;全系统组成设备工作状态的监控。全系统组成设备工作状态的监控。全系统组成设备工作状态的监控。全系统组成设备工作状态的监控。信息提供系统信息提供系统信息提供系统信息提供系统 向道路使用者提供道路交通信息和诱导控制指令向道路使用者提供道路交通信息和诱导控制指令向道路使用者提供道路交通信息和诱导控制指令向道路使用者提供道路交通信息和诱导控制指令,以及向管理、救助部以及向管
7、理、救助部以及向管理、救助部以及向管理、救助部门和社会提供求助指令或道路交通信息门和社会提供求助指令或道路交通信息门和社会提供求助指令或道路交通信息门和社会提供求助指令或道路交通信息4.2 信息采集系统信息采集系统信息采集系统分类：信息采集系统分类：信息采集系统分类：信息采集系统分类：n n数据采集系统数据采集系统数据采集系统数据采集系统 n n紧急电话系统紧急电话系统紧急电话系统紧急电话系统n n闭路电视监控系统闭路电视监控系统闭路电视监控系统闭路电视监控系统 4.2.14.2.1数据采集系统数据采集系统数据采集系统数据采集系统1.1.车辆检测系统车辆检测系统车辆检测系统车辆检测系统2.2.
8、气象检测系统气象检测系统气象检测系统气象检测系统n n湿度检测器湿度检测器湿度检测器湿度检测器 n n风速、风向检测器风速、风向检测器风速、风向检测器风速、风向检测器 n n雨量检测器雨量检测器雨量检测器雨量检测器n n能见度检测器能见度检测器能见度检测器能见度检测器n n温度检测器温度检测器温度检测器温度检测器3.3.3.3.环境检测系统环境检测系统环境检测系统环境检测系统n n路面干路面干路面干路面干/湿状态检测器湿状态检测器湿状态检测器湿状态检测器n n非接触式冰冻检测器非接触式冰冻检测器非接触式冰冻检测器非接触式冰冻检测器n n路面积雪厚度检测器路面积雪厚度检测器路面积雪厚度检测器路面
9、积雪厚度检测器n n光亮度检测器光亮度检测器光亮度检测器光亮度检测器n n一氧化碳浓度检测器一氧化碳浓度检测器一氧化碳浓度检测器一氧化碳浓度检测器1.1.1.1.车辆检测器（以环形线圈为例加以说车辆检测器（以环形线圈为例加以说车辆检测器（以环形线圈为例加以说车辆检测器（以环形线圈为例加以说明）明）明）明）基本原理：基本原理：基本原理：基本原理：在同一车道的道路路基段埋设一组在同一车道的道路路基段埋设一组在同一车道的道路路基段埋设一组在同一车道的道路路基段埋设一组（2 2 2 2个）感应线圈，每组感应线圈与多个）感应线圈，每组感应线圈与多个）感应线圈，每组感应线圈与多个）感应线圈，每组感应线圈与
10、多通道车辆检测器相连。当车辆分别经过通道车辆检测器相连。当车辆分别经过通道车辆检测器相连。当车辆分别经过通道车辆检测器相连。当车辆分别经过两个线圈时，由于线圈电感量的变化，两个线圈时，由于线圈电感量的变化，两个线圈时，由于线圈电感量的变化，两个线圈时，由于线圈电感量的变化，车辆的通过状态将被检测到，同时状态车辆的通过状态将被检测到，同时状态车辆的通过状态将被检测到，同时状态车辆的通过状态将被检测到，同时状态信号传输给车辆检测器，由其进行采集信号传输给车辆检测器，由其进行采集信号传输给车辆检测器，由其进行采集信号传输给车辆检测器，由其进行采集和计算。和计算。和计算。和计算。图图4.3 4.3 车
11、辆检测线圈安装示意图车辆检测线圈安装示意图图图4.4 4.4 车辆检测器实物图车辆检测器实物图2.2.气象检查器（如图气象检查器（如图气象检查器（如图气象检查器（如图4.54.5所示）所示）所示）所示）3.3.超高检测器（图超高检测器（图超高检测器（图超高检测器（图4.64.6、4.74.7所示）所示）所示）所示）图图4.5 4.5 气象检查器气象检查器图图4.6 4.6 激光车辆超高超速超线检测器激光车辆超高超速超线检测器图图 4.7 4.7 激光车辆超高检查器激光车辆超高检查器4.2.24.2.2紧急电话系统（如图紧急电话系统（如图紧急电话系统（如图紧急电话系统（如图4.104.10所示）
12、所示）所示）所示）图图4.10 ET4.10 ETAA型紧急电话系统型紧急电话系统图图4.11 4.11 有线紧急电话系统构成图有线紧急电话系统构成图图图4.12 4.12 无线紧急电话系统构成图无线紧急电话系统构成图4.2.34.2.3闭路电视监控系统设计闭路电视监控系统设计闭路电视监控系统设计闭路电视监控系统设计CCTVCCTV监控系统基本构成（图监控系统基本构成（图监控系统基本构成（图监控系统基本构成（图4.134.13，4.144.14为视频监控系统原理图）为视频监控系统原理图）为视频监控系统原理图）为视频监控系统原理图）1.1.图像生成部分：图像生成部分：图像生成部分：图像生成部分：
13、包含收费亭内摄像机、车道摄像机、广场摄像机、路况摄像机及云台包含收费亭内摄像机、车道摄像机、广场摄像机、路况摄像机及云台包含收费亭内摄像机、车道摄像机、广场摄像机、路况摄像机及云台包含收费亭内摄像机、车道摄像机、广场摄像机、路况摄像机及云台等；等；等；等；2.2.图像传输部分：图像传输部分：图像传输部分：图像传输部分：包括光端机、视频放大器以及数字传输设备等；包括光端机、视频放大器以及数字传输设备等；包括光端机、视频放大器以及数字传输设备等；包括光端机、视频放大器以及数字传输设备等；3.3.图像控制部分：图像控制部分：图像控制部分：图像控制部分：包括云台控制器或控制键盘、矩阵切换器、画面分割器
14、等；包括云台控制器或控制键盘、矩阵切换器、画面分割器等；包括云台控制器或控制键盘、矩阵切换器、画面分割器等；包括云台控制器或控制键盘、矩阵切换器、画面分割器等；4.4.图像输出部分：图像输出部分：图像输出部分：图像输出部分：包括监视器、监视计算机终端，把时延录像机、硬盘录像机也可以列包括监视器、监视计算机终端，把时延录像机、硬盘录像机也可以列包括监视器、监视计算机终端，把时延录像机、硬盘录像机也可以列包括监视器、监视计算机终端，把时延录像机、硬盘录像机也可以列入此部分。入此部分。入此部分。入此部分。图图图图4.13 4.13 4.13 4.13 交通路口网络交通路口网络交通路口网络交通路口网络
15、视频监控系统原理图视频监控系统原理图视频监控系统原理图视频监控系统原理图图图图图4.14 CCTV4.14 CCTV4.14 CCTV4.14 CCTV视频监视频监视频监视频监控系统工作原理图控系统工作原理图控系统工作原理图控系统工作原理图1 1 1 1CCTVCCTVCCTVCCTV图像生成系统设计图像生成系统设计图像生成系统设计图像生成系统设计1 1 1 1）摄像机）摄像机）摄像机）摄像机 摄像机的原理（图摄像机的原理（图摄像机的原理（图摄像机的原理（图4.154.154.154.15、4.164.164.164.16、4.174.174.174.17、4.184.184.184.18为为
16、为为CCTVCCTVCCTVCCTV监控摄像机）监控摄像机）监控摄像机）监控摄像机）摄像机是获得视频图像信号的关键设备，感光成像用的是电荷藕合器件摄像机是获得视频图像信号的关键设备，感光成像用的是电荷藕合器件摄像机是获得视频图像信号的关键设备，感光成像用的是电荷藕合器件摄像机是获得视频图像信号的关键设备，感光成像用的是电荷藕合器件图像传感器图像传感器图像传感器图像传感器CCDCCDCCDCCD（Charge Coupled DeviceCharge Coupled DeviceCharge Coupled DeviceCharge Coupled Device）。）。）。）。CCD CCD C
17、CD CCD使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过使用一种高感光度的半导体材料制成，能把光线转变成电荷，通过模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪模数转换器芯片转换成数字信号，数字信号经过压缩以后由相机内部的闪速存储器或内置硬盘卡保存。当速存储器或内置硬盘卡保存。当速存储器或内置硬盘卡保存。当速存储器或内置硬
18、盘卡保存。当CCDCCDCCDCCD表面受到光线照射时，每个感光单位会表面受到光线照射时，每个感光单位会表面受到光线照射时，每个感光单位会表面受到光线照射时，每个感光单位会将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了将电荷反映在组件上，所有的感光单位所产生的信号加在一起，就构成了一幅完整的画面。一幅完整的画面。一幅完整的画面。一幅完整的画面。图图4.15 SY-3142QA4.15 SY-3142QA标准系标准系列彩色列彩色CCDCCD摄像机摄像机
19、图图4.16 164.16 16倍一体化夜市摄像机倍一体化夜市摄像机图图4.17 4.17 万向云台半球一体化摄像机万向云台半球一体化摄像机图图4.18 SY4.18 SY防水系列摄像机防水系列摄像机2 2）镜头）镜头）镜头）镜头 镜头是摄像机前的成像装置，是摄像机与外界接触的第一界面。镜头是摄像机前的成像装置，是摄像机与外界接触的第一界面。镜头是摄像机前的成像装置，是摄像机与外界接触的第一界面。镜头是摄像机前的成像装置，是摄像机与外界接触的第一界面。3 3）云台）云台）云台）云台 云台是供摄像机安装在其上，实现摄像机旋转、俯仰等多个角度的自云台是供摄像机安装在其上，实现摄像机旋转、俯仰等多个
20、角度的自云台是供摄像机安装在其上，实现摄像机旋转、俯仰等多个角度的自云台是供摄像机安装在其上，实现摄像机旋转、俯仰等多个角度的自由运动，可满足对固定监控目标的快速定位，或对大范围监控环境的全景由运动，可满足对固定监控目标的快速定位，或对大范围监控环境的全景由运动，可满足对固定监控目标的快速定位，或对大范围监控环境的全景由运动，可满足对固定监控目标的快速定位，或对大范围监控环境的全景观察。（图观察。（图观察。（图观察。（图4.194.19、4.204.20、4.214.21、4.224.22为云台实物图）为云台实物图）为云台实物图）为云台实物图）4 4）解码器）解码器）解码器）解码器 把控制主机
21、传来的控制信号进行解码，转换成镜头、云台和防护罩可把控制主机传来的控制信号进行解码，转换成镜头、云台和防护罩可把控制主机传来的控制信号进行解码，转换成镜头、云台和防护罩可把控制主机传来的控制信号进行解码，转换成镜头、云台和防护罩可执行的控制信号。执行的控制信号。执行的控制信号。执行的控制信号。5 5）防护罩）防护罩）防护罩）防护罩 防护罩是为了保证摄像机和镜头有良好的工作环境的辅助性装置。它防护罩是为了保证摄像机和镜头有良好的工作环境的辅助性装置。它防护罩是为了保证摄像机和镜头有良好的工作环境的辅助性装置。它防护罩是为了保证摄像机和镜头有良好的工作环境的辅助性装置。它将摄像机和镜头包在其中，用
22、于抵制尘土多、湿度大、周围温度超过摄像将摄像机和镜头包在其中，用于抵制尘土多、湿度大、周围温度超过摄像将摄像机和镜头包在其中，用于抵制尘土多、湿度大、周围温度超过摄像将摄像机和镜头包在其中，用于抵制尘土多、湿度大、周围温度超过摄像机工作范围、受到风吹雨打时的恶劣工作环境。（图机工作范围、受到风吹雨打时的恶劣工作环境。（图机工作范围、受到风吹雨打时的恶劣工作环境。（图机工作范围、受到风吹雨打时的恶劣工作环境。（图4.234.23、4.244.24为防护为防护为防护为防护罩的实物图）罩的实物图）罩的实物图）罩的实物图）6 6）支架）支架）支架）支架 支架是固定云台及摄像机防护罩的安装部件。一般在支
23、架上安装云支架是固定云台及摄像机防护罩的安装部件。一般在支架上安装云支架是固定云台及摄像机防护罩的安装部件。一般在支架上安装云支架是固定云台及摄像机防护罩的安装部件。一般在支架上安装云台，再将摄像机（防护罩）固定在云台上（如图台，再将摄像机（防护罩）固定在云台上（如图台，再将摄像机（防护罩）固定在云台上（如图台，再将摄像机（防护罩）固定在云台上（如图4.254.25、4.264.26所示）所示）所示）所示）图图4.19 4.19 云台云台图图4.20 4.20 室内云台室内云台图图4.21 4.21 室外万向云台室外万向云台图图4.22 54.22 5寸全球可内置解码板寸全球可内置解码板图图4
24、.23 4.23 室外防护罩室外防护罩图图4.24 4.24 室内防护罩室内防护罩图图4.25 4.25 支架支架图图4.26 4.26 支架支架2 2 2 2CCTVCCTVCCTVCCTV图像传输系统设计图像传输系统设计图像传输系统设计图像传输系统设计1)1)1)1)传输方式传输方式传输方式传输方式(1)(1)(1)(1)同轴电缆传输系统同轴电缆传输系统同轴电缆传输系统同轴电缆传输系统 收费监控收费监控收费监控收费监控传输距离较近传输距离较近传输距离较近传输距离较近,一一一一般采用同轴电缆传输系统般采用同轴电缆传输系统般采用同轴电缆传输系统般采用同轴电缆传输系统 (2)(2)(2)(2)光
25、纤传输系统光纤传输系统光纤传输系统光纤传输系统 全程监控全程监控全程监控全程监控传输距离较远传输距离较远传输距离较远传输距离较远,一一一一般采用光纤传输系统般采用光纤传输系统般采用光纤传输系统般采用光纤传输系统2 2 2 2）主要光传输设备）主要光传输设备）主要光传输设备）主要光传输设备 （1 1 1 1）光发送端机（电路框图如图）光发送端机（电路框图如图）光发送端机（电路框图如图）光发送端机（电路框图如图4.274.274.274.27所示）所示）所示）所示）（2 2 2 2）光中继器（如图）光中继器（如图）光中继器（如图）光中继器（如图4.294.294.294.29所示）所示）所示）所示
26、）（3 3 3 3）光接收端机（电路构成框图）光接收端机（电路构成框图）光接收端机（电路构成框图）光接收端机（电路构成框图如图如图如图如图4.284.284.284.28所示）所示）所示）所示）图图4.27 4.27 光发送端机的电路框图光发送端机的电路框图图图4.284.28光接收端机电路构成框图光接收端机电路构成框图图图4.29 4.29 光继中器光继中器3 3 3 3CCTVCCTVCCTVCCTV图像控制系统设计图像控制系统设计图像控制系统设计图像控制系统设计1 1 1 1）视频分配放大器（原理如图）视频分配放大器（原理如图）视频分配放大器（原理如图）视频分配放大器（原理如图4.304
27、.304.304.30所示，实物图如图所示，实物图如图所示，实物图如图所示，实物图如图4.324.324.324.32所示所示所示所示 ）2 2 2 2）多画面分割器）多画面分割器）多画面分割器）多画面分割器3 3 3 3）视频矩阵切换控制主机（视频矩）视频矩阵切换控制主机（视频矩）视频矩阵切换控制主机（视频矩）视频矩阵切换控制主机（视频矩阵切换控制系统阵切换控制系统阵切换控制系统阵切换控制系统 如图如图如图如图4.314.314.314.31所示，实所示，实所示，实所示，实物图如图物图如图物图如图物图如图4.334.334.334.33所示）所示）所示）所示）图图4.304.30视频放大分配
28、器工作原理视频放大分配器工作原理图图4.31 4.31 视频矩阵切换控制系统视频矩阵切换控制系统图图4.32 4.32 视频分配放大器视频分配放大器图图4.33 4.33 多画面分割器多画面分割器 4 4CCTVCCTV图像输出系统设计图像输出系统设计图像输出系统设计图像输出系统设计1 1）监视器（如图）监视器（如图）监视器（如图）监视器（如图4.344.34所示）所示）所示）所示）2 2）长延时录像机（如图）长延时录像机（如图）长延时录像机（如图）长延时录像机（如图4.354.35所示）所示）所示）所示）3 3）数字化硬盘记录机）数字化硬盘记录机）数字化硬盘记录机）数字化硬盘记录机4 4）投
29、影仪）投影仪）投影仪）投影仪 （如图（如图（如图（如图4.364.36所示所示所示所示)图图4.34 204.34 20英寸液晶英寸液晶监视器监视器BN-ML20 BN-ML20 图图4.35 4.35 长延时录像机长延时录像机 图图4.36 4.36 投影仪投影仪4.3 信息提供系统信息提供系统 信息提供系统信息提供系统信息提供系统信息提供系统向道路使用者、交通管理部门、事故救援机构等提供向道路使用者、交通管理部门、事故救援机构等提供向道路使用者、交通管理部门、事故救援机构等提供向道路使用者、交通管理部门、事故救援机构等提供交通信息、诱导控制指令等等。交通信息、诱导控制指令等等。交通信息、诱
30、导控制指令等等。交通信息、诱导控制指令等等。1.1.1.1.可变情报板可变情报板可变情报板可变情报板 向高速公路上的司机提供有关高速公路的各种异常信息向高速公路上的司机提供有关高速公路的各种异常信息向高速公路上的司机提供有关高速公路的各种异常信息向高速公路上的司机提供有关高速公路的各种异常信息(如图如图如图如图4.374.374.374.37所所所所示）示）示）示）2.2.2.2.可变限速标志可变限速标志可变限速标志可变限速标志 根据高速公路实际情况向司机提供行车速度，减少追尾碰撞、平滑交通根据高速公路实际情况向司机提供行车速度，减少追尾碰撞、平滑交通根据高速公路实际情况向司机提供行车速度，减
31、少追尾碰撞、平滑交通根据高速公路实际情况向司机提供行车速度，减少追尾碰撞、平滑交通流，以保证高速公路上交通的正常与安全；（如图流，以保证高速公路上交通的正常与安全；（如图流，以保证高速公路上交通的正常与安全；（如图流，以保证高速公路上交通的正常与安全；（如图4.384.384.384.38、4.394.394.394.39所示）所示）所示）所示）3.3.3.3.大型地图板大型地图板大型地图板大型地图板 实时显示监控外场终端设备检测到的信息，是交通控制与管理决策的重实时显示监控外场终端设备检测到的信息，是交通控制与管理决策的重实时显示监控外场终端设备检测到的信息，是交通控制与管理决策的重实时显示
32、监控外场终端设备检测到的信息，是交通控制与管理决策的重要基础和依据。（如图要基础和依据。（如图要基础和依据。（如图要基础和依据。（如图4.404.404.404.40所示）所示）所示）所示）图图4.37 4.37 大型可变情报板大型可变情报板图图4.38 4.38 可变限速标志可变限速标志图图4.39 4.39 可变限速标志可变限速标志图图4.40 4.40 大型地图板大型地图板4.4 信息决策系统信息决策系统4.4.1 4.4.1 信息决策系统需求与功能分析信息决策系统需求与功能分析信息决策系统需求与功能分析信息决策系统需求与功能分析1 1 1 1系统需求分析系统需求分析系统需求分析系统需求
33、分析 信息采集功能信息采集功能信息采集功能信息采集功能 数据处理功能数据处理功能数据处理功能数据处理功能 交通控制功能交通控制功能交通控制功能交通控制功能 信息显示功能信息显示功能信息显示功能信息显示功能 报文处理功能报文处理功能报文处理功能报文处理功能 系统自诊断功能系统自诊断功能系统自诊断功能系统自诊断功能2 2 2 2系统功能分析系统功能分析系统功能分析系统功能分析 息决策系统应根据各省（市、自治区）高速公路管理与养护体制与机息决策系统应根据各省（市、自治区）高速公路管理与养护体制与机息决策系统应根据各省（市、自治区）高速公路管理与养护体制与机息决策系统应根据各省（市、自治区）高速公路管
34、理与养护体制与机构总体设计方案确定，一般由监控总中心、监控中心和监控分中心构成。构总体设计方案确定，一般由监控总中心、监控中心和监控分中心构成。构总体设计方案确定，一般由监控总中心、监控中心和监控分中心构成。构总体设计方案确定，一般由监控总中心、监控中心和监控分中心构成。1 1）监控分中心）监控分中心）监控分中心）监控分中心 监控分中心的主要功能如下：监控分中心的主要功能如下：监控分中心的主要功能如下：监控分中心的主要功能如下：（1 1）通过通信系统汇集、显示外场监控设施传送来的各种数据、音频）通过通信系统汇集、显示外场监控设施传送来的各种数据、音频）通过通信系统汇集、显示外场监控设施传送来的
35、各种数据、音频）通过通信系统汇集、显示外场监控设施传送来的各种数据、音频和视频；和视频；和视频；和视频；（2 2）将上述数据、声音和图像等信息上传监控中心；）将上述数据、声音和图像等信息上传监控中心；）将上述数据、声音和图像等信息上传监控中心；）将上述数据、声音和图像等信息上传监控中心；（3 3）根据各类信息判断交通现况，预测发展趋势，制定控制方案；）根据各类信息判断交通现况，预测发展趋势，制定控制方案；）根据各类信息判断交通现况，预测发展趋势，制定控制方案；）根据各类信息判断交通现况，预测发展趋势，制定控制方案；（4 4）对各外场设施进行控制；）对各外场设施进行控制；）对各外场设施进行控制；
36、）对各外场设施进行控制；（5 5）数据统计、查询、存储、备份，图像存储、制作，打印各类报）数据统计、查询、存储、备份，图像存储、制作，打印各类报）数据统计、查询、存储、备份，图像存储、制作，打印各类报）数据统计、查询、存储、备份，图像存储、制作，打印各类报表；表；表；表；（6 6）对控制方案做出可信服的评价，提供方案改进的依据；）对控制方案做出可信服的评价，提供方案改进的依据；）对控制方案做出可信服的评价，提供方案改进的依据；）对控制方案做出可信服的评价，提供方案改进的依据；（7 7）执行监控中心下达的指令。）执行监控中心下达的指令。）执行监控中心下达的指令。）执行监控中心下达的指令。监控分中
37、心所辖范围以监控分中心所辖范围以监控分中心所辖范围以监控分中心所辖范围以50km50km为宜，设在所辖范围的中间为宜，以使为宜，设在所辖范围的中间为宜，以使为宜，设在所辖范围的中间为宜，以使为宜，设在所辖范围的中间为宜，以使各种外设布置合理。各种外设布置合理。各种外设布置合理。各种外设布置合理。2 2）监控中心）监控中心）监控中心）监控中心 监控中心主要负责一条或一个建设单位的高速公路的管理工作，其主监控中心主要负责一条或一个建设单位的高速公路的管理工作，其主监控中心主要负责一条或一个建设单位的高速公路的管理工作，其主监控中心主要负责一条或一个建设单位的高速公路的管理工作，其主要功能如下：要功
38、能如下：要功能如下：要功能如下：（1 1）执行监控总中心下达的指令，收回或返还监控分中心对外场设）执行监控总中心下达的指令，收回或返还监控分中心对外场设）执行监控总中心下达的指令，收回或返还监控分中心对外场设）执行监控总中心下达的指令，收回或返还监控分中心对外场设备的控制权；备的控制权；备的控制权；备的控制权；（2 2）通过通信系统汇集并显示监控分中心传送来的各种数据并上传）通过通信系统汇集并显示监控分中心传送来的各种数据并上传）通过通信系统汇集并显示监控分中心传送来的各种数据并上传）通过通信系统汇集并显示监控分中心传送来的各种数据并上传监控总中心；监控总中心；监控总中心；监控总中心；（3 3
39、）监视各监控分中心的工作状态和系统运行状态，并对各分中心）监视各监控分中心的工作状态和系统运行状态，并对各分中心）监视各监控分中心的工作状态和系统运行状态，并对各分中心）监视各监控分中心的工作状态和系统运行状态，并对各分中心进行协调控制；进行协调控制；进行协调控制；进行协调控制；（4 4）根据各监控分中心提供的各类信息制定控制方案；）根据各监控分中心提供的各类信息制定控制方案；）根据各监控分中心提供的各类信息制定控制方案；）根据各监控分中心提供的各类信息制定控制方案；（5 5）协调交通事件处理与控制，宏观优化车辆运行路线与车速；）协调交通事件处理与控制，宏观优化车辆运行路线与车速；）协调交通事
40、件处理与控制，宏观优化车辆运行路线与车速；）协调交通事件处理与控制，宏观优化车辆运行路线与车速；（6 6）完成工作数据的备份、统计，制作、打印各类报表，为宏观决）完成工作数据的备份、统计，制作、打印各类报表，为宏观决）完成工作数据的备份、统计，制作、打印各类报表，为宏观决）完成工作数据的备份、统计，制作、打印各类报表，为宏观决策服务；策服务；策服务；策服务；（7 7）定期对控制方案做评价，并提出改进方案。）定期对控制方案做评价，并提出改进方案。）定期对控制方案做评价，并提出改进方案。）定期对控制方案做评价，并提出改进方案。图图4.41 4.41 监控中心工作原理监控中心工作原理3 3）监控总中
41、心）监控总中心）监控总中心）监控总中心 监控总中心是全省（市、自治区）高速公路网的交通管理核心，负责监控总中心是全省（市、自治区）高速公路网的交通管理核心，负责监控总中心是全省（市、自治区）高速公路网的交通管理核心，负责监控总中心是全省（市、自治区）高速公路网的交通管理核心，负责高速公路网的高效运行，加强对交通安全、畅通运行的反应能力，其主要高速公路网的高效运行，加强对交通安全、畅通运行的反应能力，其主要高速公路网的高效运行，加强对交通安全、畅通运行的反应能力，其主要高速公路网的高效运行，加强对交通安全、畅通运行的反应能力，其主要功能如下：功能如下：功能如下：功能如下：高速公路监控中心宜以行政
42、区划为界，不宜跨区域管理，一般建在靠高速公路监控中心宜以行政区划为界，不宜跨区域管理，一般建在靠高速公路监控中心宜以行政区划为界，不宜跨区域管理，一般建在靠高速公路监控中心宜以行政区划为界，不宜跨区域管理，一般建在靠近地区中心城镇处，以方便管理人员的生活。其工作原理如图近地区中心城镇处，以方便管理人员的生活。其工作原理如图近地区中心城镇处，以方便管理人员的生活。其工作原理如图近地区中心城镇处，以方便管理人员的生活。其工作原理如图4.414.414.414.41所示。所示。所示。所示。（1 1）通过通信系统汇集并显示各监控中心传送来的各种数据，经计）通过通信系统汇集并显示各监控中心传送来的各种数
43、据，经计）通过通信系统汇集并显示各监控中心传送来的各种数据，经计）通过通信系统汇集并显示各监控中心传送来的各种数据，经计算机系统进行处理，形成动态交通信息，通过广域信息网或交通广播向社算机系统进行处理，形成动态交通信息，通过广域信息网或交通广播向社算机系统进行处理，形成动态交通信息，通过广域信息网或交通广播向社算机系统进行处理，形成动态交通信息，通过广域信息网或交通广播向社会发布，保证行车快速、安全和舒适；会发布，保证行车快速、安全和舒适；会发布，保证行车快速、安全和舒适；会发布，保证行车快速、安全和舒适；（2 2）切换全控制区域的高速公路的视频监视图像；）切换全控制区域的高速公路的视频监视图
44、像；）切换全控制区域的高速公路的视频监视图像；）切换全控制区域的高速公路的视频监视图像；（3 3）结合路网实际运行状态，发挥高速公路整体网络效应，给用户）结合路网实际运行状态，发挥高速公路整体网络效应，给用户）结合路网实际运行状态，发挥高速公路整体网络效应，给用户）结合路网实际运行状态，发挥高速公路整体网络效应，给用户提供最佳行使路线。提供最佳行使路线。提供最佳行使路线。提供最佳行使路线。（4 4）向监控中心下达调度指挥命令，对各监控中心进行协调控制；）向监控中心下达调度指挥命令，对各监控中心进行协调控制；）向监控中心下达调度指挥命令，对各监控中心进行协调控制；）向监控中心下达调度指挥命令，对
45、各监控中心进行协调控制；（5 5）根据各监控中心提供的各类信息制定总体控制方案；）根据各监控中心提供的各类信息制定总体控制方案；）根据各监控中心提供的各类信息制定总体控制方案；）根据各监控中心提供的各类信息制定总体控制方案；（6 6）完成工作数据的备份、统计，制作、打印各类报表，为宏观决策）完成工作数据的备份、统计，制作、打印各类报表，为宏观决策）完成工作数据的备份、统计，制作、打印各类报表，为宏观决策）完成工作数据的备份、统计，制作、打印各类报表，为宏观决策服务；服务；服务；服务；（7 7）定期对控制方案做评价，并提出改进方案。）定期对控制方案做评价，并提出改进方案。）定期对控制方案做评价，
46、并提出改进方案。）定期对控制方案做评价，并提出改进方案。高速公路监控总中心应设在高速公路管理局内，以充分发挥其指挥核高速公路监控总中心应设在高速公路管理局内，以充分发挥其指挥核高速公路监控总中心应设在高速公路管理局内，以充分发挥其指挥核高速公路监控总中心应设在高速公路管理局内，以充分发挥其指挥核心作用。心作用。心作用。心作用。4.4.2 4.4.2 4.4.2 4.4.2 信息决策系统网络及配置信息决策系统网络及配置信息决策系统网络及配置信息决策系统网络及配置1 1信息决策系统网络信息决策系统网络信息决策系统网络信息决策系统网络 信息决策系统由三级计算机网络组成，即监控总中心、监控中心和监信息
47、决策系统由三级计算机网络组成，即监控总中心、监控中心和监信息决策系统由三级计算机网络组成，即监控总中心、监控中心和监信息决策系统由三级计算机网络组成，即监控总中心、监控中心和监控分中心计算机局域网。每一级监控系统计算机局域网都由监控服务器、控分中心计算机局域网。每一级监控系统计算机局域网都由监控服务器、控分中心计算机局域网。每一级监控系统计算机局域网都由监控服务器、控分中心计算机局域网。每一级监控系统计算机局域网都由监控服务器、多媒体工作站、路由器、以太网交换机和打印机等设备组成。多媒体工作站、路由器、以太网交换机和打印机等设备组成。多媒体工作站、路由器、以太网交换机和打印机等设备组成。多媒体
48、工作站、路由器、以太网交换机和打印机等设备组成。1 1）监控总中心网络）监控总中心网络）监控总中心网络）监控总中心网络 监控总中心有监控服务器、备份服务器（含磁带库）、多媒体计算机监控总中心有监控服务器、备份服务器（含磁带库）、多媒体计算机监控总中心有监控服务器、备份服务器（含磁带库）、多媒体计算机监控总中心有监控服务器、备份服务器（含磁带库）、多媒体计算机等。等。等。等。监控总中心服务器负责对高速公路监控系统外场设备采集的历史数据监控总中心服务器负责对高速公路监控系统外场设备采集的历史数据监控总中心服务器负责对高速公路监控系统外场设备采集的历史数据监控总中心服务器负责对高速公路监控系统外场设
49、备采集的历史数据和实时数据进行存储，对于重要的数据用磁带机备份，运行地理信息服务和实时数据进行存储，对于重要的数据用磁带机备份，运行地理信息服务和实时数据进行存储，对于重要的数据用磁带机备份，运行地理信息服务和实时数据进行存储，对于重要的数据用磁带机备份，运行地理信息服务软件，同时负责接收从监控中心上传的数据。软件，同时负责接收从监控中心上传的数据。软件，同时负责接收从监控中心上传的数据。软件，同时负责接收从监控中心上传的数据。多媒体计算机通过地理服务软件调用数据库的信息，生成图形地理数多媒体计算机通过地理服务软件调用数据库的信息，生成图形地理数多媒体计算机通过地理服务软件调用数据库的信息，生
50、成图形地理数多媒体计算机通过地理服务软件调用数据库的信息，生成图形地理数据，并在多媒体计算机上显示。据，并在多媒体计算机上显示。据，并在多媒体计算机上显示。据，并在多媒体计算机上显示。2 2）监控中心网络）监控中心网络）监控中心网络）监控中心网络 监控中心的计算机系统包括服务器、多媒体计算机、信息发布控制计监控中心的计算机系统包括服务器、多媒体计算机、信息发布控制计监控中心的计算机系统包括服务器、多媒体计算机、信息发布控制计监控中心的计算机系统包括服务器、多媒体计算机、信息发布控制计算机等设备。计算机系统中的串行通信接口皆采用算机等设备。计算机系统中的串行通信接口皆采用算机等设备。计算机系统中