高速公路自动化系统

一、 概述 　　在基础设施和基础工业建设中，交通运输始终是一个薄弱环节，是制约经济发展的主要原因之一。近年来，各级政府狠抓基础设施建设，在高速公路建设方面取得了前所未有的成绩。高速公路的建成通车，可以显著地缓和交通运输紧张状况，为振兴支柱产业，优化产业结构，转变经济增长方式提供难得的发展机遇。 高速公路具有基础性，有偿使用性，超前性和储备性等性质，其经济效益主要体现在缩短运输时间，提高汽车使用效率，节约行驶费用，减少货物运输损坏，节省包装和装卸费用，降低事故率以及减轻司乘人员的疲劳，提高行车舒适性等方面；其社会效益主要体现在促进全社会的生产和运输的合理化，促进沿线经济发展和资源的开发，促进集装式联运发展，有利于城市人口分散和卫星城镇的开发等方面。高速公路也是战时运输，城市紧急疏散的有利手段，对巩固国防有重大作用。 但是，高速公路效益的发挥，有赖于加强管理。目前我国高速公路发展很快，但存在着以下问题： （1） 重建轻管。高速公路是一个投资大，技术标准高，设施先进，管理现代化的系统工程，必须不仅重建而且重管，才能充分发挥高速公路高速、高效、安全的优势。国内有的省建时不研究管理，交工后才组建管理机构，通车后管理跟不上，设施不完善，造成了严重的通行费流失，降低了高速公路的使用寿命，影响了高速公路效益的发挥。我们应吸取教训，重视管理机构的建立和健全。重视管理人才的培育，其中包括先进设施的技术管理人才的培育，加强收费、养护、路政、监控、通信、交通安全、服务区等全面管理。 （2） 法制不健全、不完善。高速公路不同于一般公路，内外关系复杂，呈全封闭全天候的高速运转状态，而且是公共设施，各行各业均要使用，内部又需多系统共同参与管理。这些关系均需用各种法规界定调整。 （3） 体制不顺。目前我国高速公路正处在不同管理模式的十字路口，处在探索阶段，多种尝试，多种模式，多家经营，多家管理，矛盾突出，有时“一路两制”、“政出多门”，严重影响高速公路的效益发挥。建议高速公路和管理一定要体现集中、统一、高效、特管的原则。 （4） 管理急需规范化、标准化。高速公路技术密集、管理部门多，处理问题时间性、技术性、政策性强，因而各项操作、工作内容、工作程序均应规范化、标准化。 （5） 设施急需进一步完善。高速公路与普通公路最重要的区别之一，就是管理自动化和现代化。高速公路自动化包括收费自动化、监控自动化、通信自动化三个方面，以及建立在三方面设备和设施基础上的紧急救援系统。由于高速公路的特殊性，在一起交通事故发生的情况下，一旦不能及时处理，随着车流量的日增，发生事故扩大化的危险性是存在的。应当防患于未然，进一步完善高速公路的自动化设施。 　　二、 收费系统自动化 　　收费系统由车道收费系统，收费站计算机系统，收费中心计算机系统三级计算机网络构成，车道收费系统由工业控制专用计算机，接口设备，磁卡阅读器，标据打印机，费额显示器，收费员终端及键盘，车道灯，信号及报警灯，车辆感应器，自动栏杆，手动栏杆及其它附属设备构成。全部设备在收费系统软件的指挥下完成车辆收费，现场数据采集加工判断并实施对收费车道的控制，实时完成与收费站系统的通讯。 收费站计算机系统对所属每个车道实施全天候的管理和监督，完成对收费车道传输来的收费数据和交通数据的分析处理，建立相应的数据文件库，适时与收费中心计算机系统进行数据通信，并对收费站实施全面管理。 收费中心计算机系统负责对网络内的收费站进行统一管理，分析处理各收费站传输来的数据，汇总整个收费道路系统中的统计数据，对全线进行协调，并全面管理中心业务。 收费系统自动化的主要目的是加强收费工作的管理，提高收费工作的效率，杜绝通行费的流失，防止闯卡现象发生。实现收费系统自动化具有显著的经济效益，据中央电视台《焦点访谈》节目报道，未实现收费系统自动化的收费站，通行费流失率平均达30%左右。照此估算，一条年收费额10亿元人民币的高速公路倘若不实现收费自动化，每年将流失约3亿元人民币。 　　三、 监控系统自动化 　　监控系统自动化的目标是：监视高速公路上的交通状况，收集并处理交通信息，及时发现可能引起高速公路交通阻塞的现象，采取适当的措施控制和诱导交通流以保证交通安全与畅通，达到合理利用高速公路通行能力的目的。 监控系统的具体功能为： （1） 监视和处理由检测器与信息收集系统提供的高速公路交通状况； （2） 通过闭路电视，监视录像等设备确认监视路段的交通状况； （3） 利用设在高速公路关键位置的可变情报标志，控制和诱导交通流； （4） 接收并处理由巡逻车及紧急电话送来的交通信息； （5） 在紧急情况下，利用通信设备指挥和调度高速公路管理人员及交通； 监控系统由以下4个子系统构成： 　　　1． 监视系统 　　人工监视系统通过警察及路政的服务巡逻或航空监视，配合紧急电话系统发现异常交通情况。 电子监视系统以计算机为核心。配合电子检测器系统，闭路电视监视系统收集交通情况。 　　2． 信息传输系统 信息传输系统是收集交通情报和发送种类控制指令的通道，包括专用电缆或电话线、无线电或微波及目前较先进的光导传输方式。 　　3． 交通情报系统 　　交通情报系统将高速公路的各种交通信息变成音频或视频信号，使驾驶人员通过车内无线电或道路可变情报板接收，指导驾驶人员减速，绕行或停止通行。 　　4． 控制系统 　　控制系统由中心控制室，道路控制系统，检测通信系统及交通调度管理系统等构成。中心控制计算机进行高速公路交通的实时控制，具有监视，处理和记录高速公路交通状况的功能。中心显示屏可显示特殊路段的闭路电视图象，或通过高速公路地图板提供全线交通状况的直观表示，如有关交通设施，可变信号板，各种交通参数检测器，紧急电话，收费站及摄像机的地理位置及运行状态。 控制台用于实施对交通检测，异常情况处理及日常操作，控制台可切换或遥控各地段闭路电视画面，对可变情报板进行人工显示信息的干预，发出关闭车道或限流指令。 　　四、 通信系统自动化 　　通信系统自动化的目标是：满足有关高速公路管理的数据语音和图像的传输要求，达到信息流畅，指挥及时，迅速应变的目的。 通信系统自动化正在朝着与计算机网络一体化的方向发展，以光纤或粗缆为传输介质的100M宽带计算机网络，可以多路传输数据、语音和图象信息，同时可为高速公路管理机构提供文件收发，电视会议等服务。 　　高速公路没线布设宽带通讯网络，还可以促进区域信息化系统网络的建设。因为信息化系统建设的瓶颈正在于远距离电缆建设的投资太大。 　　信息化建设在经济增长方式由粗放型向集约型转变中具有重要的促进意义，应从促进全局经济发展的大局出发，在新建高速公路时，在沿线敷设光缆或粗缆，并制定优惠政策，通过出租线路获取经济效益。 　　五、 管理系统自动化 　　高速公路的管理项目繁多，其管理自动化系统不同于一般机关的办公自动化系统。普通办公自动化系统包括人事、财务、档案、库存、文件收发等管理系统，高速公路管理自动化系统除包括上述功能外，还应有以下系统。 　　1． 数据分析与预测系统 　　收费自动化系统和监控自动化系统监测的实时数据通过通信自动化系统及时上报局机关后，应分门别类，建立历史数据库，给出各种参数的统计分析比较结果。必要时在对历史数据分析建模的基础上，对某些参数进行预测为编制计划和管理决策提供科学论据。 高速公路管理的关键在于经营，经营的中心是决策，而决策的前提在于预测。高速公路需要预测的参数首先是交通量，影响该参数的主要因素是地域人口数、工农业总产值及汽车保有量等。经分析这些因素与交通量之间的定量关系，根据调查指标推断交通量的长期、中期和短期预测值。 　　收费系统自动化的实现为建立历史数据资料奠定了基础，这些数据一般按时间顺序排列，由于受到各种偶然因素的影响，往往表现出某种随机性，时间序列分析理论提供了一系列具有科学理论依据的动态数据处理方法，帮助人们科学地研究分析所获得的动态数据，从而由表及里地掌握客观现象的本质和内在规律，达到进一步认识事物，预测未来或自动控制的目的。 　　2． 决策支持系统 　　在高速公路管理过程中，经常会遇到很多问题都面临着多种可能采取的方案，必须经过比较才可作出最终抉择。正确的决策必须建立在对影响决策有关键作用的事物发展过程中的动态数据充分占有的基础之上。决策支持系统为决策者收集信息，建立决策目标，根据决策标准对多种方案进行优化比较，从中选出最优方案。 　　3． 养护管理系统 　　高速公路交付使用后，仍需继续投入大量资金对各种设施进行维护，使它们各自保持一定的使用性能，以提供可接受的服务水平。当资金充足时，可以对所有不满足最低使用性能要求的设施进行养护、维护甚至改造和更新。但通常资金是不足的，这就需在考虑怎样把有限的资金分配到最需要养护并对保持、提高高速公路服务水平效果最佳的设施上，解决的方法是对各种设施进行数据库管理，建立养护管理系统。 高速公路养护管理系统可分为路面养护管理系统和桥梁养护管理系统两部分。它通过应用系统分析方法，综合考虑技术、经济、社会和政治等各种因素，协调优化各项养护管理系统活动，使高速公路养护过程系统化，它为高速公路管理部门的决策者提供了分析问题的工具和方法，分析比较各种可能的养护管理决策和方案，定量地评价和预估各项对策和方案的后效。在确定的标准和约束下，做出费用——效益最佳的方案。养护管理系统的建立和实施，对减少和延缓各种设施的损坏，充分发挥和利