高速公路监控系统设计流程及设计内容

    近年来，随着路网工程的不断落成，高速公路监控系统规模也日益庞大。如何有效组建大型的联网监控系统，如何有效保护投资已成为关注的话题，因此本文将着重探讨高速公路监控系统设计流程和设计依据，以及目前存在的问题。

    说起高速公路，不禁想起“要想富，先修路”的标语。随着经济的发展和人民生活水平的提高，不仅高速公路在中国快速延伸，而且部分地区已经将高速公路监控引入交管系统，并开始发挥重要的作用。

    近年来，随着路网工程的不断落成，高速公路监控系统规模也日益庞大。如何有效组建大型的联网监控系统，保护投资已成为关注的话题，因此本文将着重探讨高速公路监控系统设计流程和设计依据，以及目前存在的问题。

    高速公路监控系统设计流程

    高速公路监控系统可以分初步设计和施工设计。在初步设计阶段，首先要科学地综合道路条件、监控工程和车流量发展预测三方面情况，科学地分析道路监控要求，合理地确定监控系统规模和功能，并进行系统投资估算，编写出监控系统可行性研究报告。然后，委托招标进行系统施工设计。

    整个初步设计应依据前期确定的系统规模和功能，并遵照国家有关强制性的规定和要求和该道路的有关数据（试通行的经验或理论设计数据），进行各类设施的物理定位和设备选型，针对不同的技术要求采用相适应的设计方法，最终完成监控系统的初步设计，之后经招标后，再与施工单位联合进行施工设计。

    高速公路监控系统设计内容

    高速公路监控系统设计由于还涉及收费、通讯两个方面的专业，所以宜由一家设计单位来承担三大系统的综合设计较好，以避免设计界面上出现差错。当确实需有两家以上设计单位承担初步设计时，应选择一家具有综合设计资质且业绩优良的设计单位承担总体设计责任，各专业设计的分工及界面应按《公路工程基本项目设计文件编制办法》执行，或者由设计单位协商解决。高速公路监控系统设计范围包括以下内容：

    1、监控设施的路段范围，包括起止点桩号、监控系统可行性报告及其他批复的监控设施内容、各类监控设施的地理位置、监控中心房建和设施等。
    2、与各系统的设计界面，除与收费、通讯系统的设计界面外，与道路土建的界面包括路上各监控设施的基础，管道等；与房建的界面包括房建的位置与面积及配套的电缆沟、管、洞、电缆井、电缆桥架等；与供配电系统的界面设计包括供电位置、长度、容量、配电箱柜、电力管道、电网质量改善与后备供电的方式等。
    3、与防雷接地系统的设计界面，无论外场设备还是监控中心设备均应有电源防雷、信号传输防雷、屏蔽与接地三方面进行统筹考虑。
    4、监控信息采集系统的外场设备的布设，主要有：车辆检测器、道路状况监视摄像机、气象数据检测器、隧道火灾检测控制系统、隧道照度检测器、隧道内紧急报警按钮、电子警察系统、车辆超重监测控制系统等。
    5、监控信息发布与控制系统的外场设备的布设，主要有：可变情报板、可变限速标志、车道信号指示灯、隧道广播系统、隧道风机、车道或匝道控制栏杆等。
    6、监控外场设备的通信传输系统，一般由传输终端设备和通信接入设备二部分。主要有：基于音频信号传输的调制解调器、视频图像传输设备、数字信号编解码设备、数字或模拟信号光纤传输设备以及进入通信设备主干网的接入设备等。
    7、监控中心的监控系统内容，一般有以下六个子系统：
    ·交通监控子系统一般是构成一个局域网LAN，又可分为视频监视VLAN和数据VLAN，由核心交换机和企业级或部门级服务器等设备组成；
    ·视频监视子系统由视频图像传输设备，数字信号编解码设备、网络适配器、视频切换控制矩阵、控制键盘、彩色监视器、图像记录与打印设备、视频工作站等组成；
    ·大屏幕投影子系统，该设备可对视频信号，计算机图像信号进行切换显示，形成一个显示全面、操作方便、查询准确、美观实用的监视系统；
    ·调度电话子系统，具有电话录音、组呼和群呼等功能；
    ·对外服务子系统；包括广播、电视和互联网交通信息发布；
    ·网络管理子系统，主要包括故障管理、配置管理、性能管理、安全管理等内容。

    高速公路监控系统设计存在的主要问题

    设计市场与队伍

    自2002年初机电系统设计开始招投标以来，设计单位由原来少数几家部属及国有甲级设计单位，迅速扩充到上百家设计单位，其中包括国有的、民营的，集体的、私人的。整个行业的设计水平得到了很大提高，也培养出一批设计人员。

    但是，由于设计单位的扩展与整个行业人员培养的不同步，导致一些单位虽取得了设计资质，可设计力量差别非常大，有些刚组建的单位仅有个别人员参加过设计，有的设计单位甚至都没有人员做过具体的设计，仅靠聘用退休的或一些专家来指导，以求达到做好设计文件。笔者去年曾经与某设计单位人员交流，得知其在完全不懂的情况下，居然照猫画虎地把设计搞完，这样的设计质量可想而知。

    设计水平与审查

    监控系统设计是一个比较复杂、涉及内容比较多的专业，要设计好一个项目的监控系统必须详细分析其主体线型、构造物、自然地理条件、人文、气候特点、交通量发展、路网状况等等。而在目前，设计照搬照抄现象还是比较严重，甚至出现只要知道项目长度、互通位置，不需要任何主体资料，就可以完成一个项目的设计，完全没有针对性；另外，监控系统应用软件的功能设计也是目前普遍存在的问题。

    设计审查对提高设计质量有非常重要的作用，一般分为内部审查和外部审查。内部审查由设计单位内部人员审核完成，外部审查由业主组织专家或委托咨询单位进行。但目前各级审查情况也不容乐观。一些设计单位由于设计任务比较饱满，无暇顾及，审查也只是签字画押而已；某些业主组织的专家审查由于专家成员的构成、审查时间等问题，审查质量和效果也不是非常好，甚至有的成为走过场。目前很多省份的主管领导已意识到审查的重要性，正积极采取解决措施。

    系统施工与验收

    设计完成后，项目实施的好坏与施工单位的选择非常重要，目前国内的机电施工单位大都经验比较丰富，对于设备安装、综合布线、土建施工等都没有什么问题，但目前主要问题集中在监控软件的编制以及数据通信方面。

    根据笔者了解的情况，很多项目的现场数据采集设备能准确采集到信息，但通过协议转换、通信传输以及数据统计后，数据失真非常严重；另外，监控系统应用软件处理深度非常欠缺，即使外场数据能准确采集到数据库中，但应用软件只能完成基本的数据统计，还无法完成自动处理、自动控制等最急需的功能。

    自2005年1月1日开始，交通部发布了机电工程质量检验评定标准，使得项目验收有章可循，弥补以前机电工程验收有问题相互推卸责任，甚至走形式的做法。但是目前的验收标准针对应用软件的验收仍然不十分完善。

    运营管理与维护

    一个项目的监控系统设计和施工得最好，如果运营管理不佳，监控系统也起不了多大的作用，很可能成了摆设，可见运营管理对监控系统非常重要，设计和施工也是为运营管理服务。一些交通量不大、事故较少的路段，对运营管理的要求可能还不很突出，但是对于交通量非常大、事故频发的路段，如广深、沪杭甬、沪宁等高速公路对运营管理的要求就非常高。目前，我国高速公路监控系统的运营管理水平除个别建设较早或较重视的项目外，普遍水平不高，其原因除缺乏专业人才外，不重视也是一个原因。

    系统维护的问题目前也比较突出，除维护人才缺乏外，维护成本也是一个主要原因。据调查，一些项目由于交通量小，甚至出现除个别外场摄像机可使用外，其它基本上都处于瘫痪。

    目前高速公路监控系统存在的问题

    从对监控中心管理人员和专家的调查情况看，普遍认为目前监控系统使用效果不甚理想，究其原因有以下几点：
    1、交通管理体制的不顺限制了监控系统作用的发挥。监控系统的主要作用是为交通管理服务，目前交通管理由公安交警部门负责，其在日常交通管理乃至采取重大举措（如天气原因封路）时很少与公路管理部门协商，监控系统也很难派上用场。
    2、目前，除了津塘，沪宁、沪杭甬、广佛等高速公路以及金秦高速因交通量较大，通路服务水平已降至二级以下，其他大多数路段服务水平仍处于一级，在这种情况下一般高速公路对监控系统的要求不强，这也是为什么有些路段一直没有上监控系统，但运行并未受显著影响的原因。
    3、目前，高速公路监控网还未形成，即使出现严重堵车的情况也无法诱导车辆绕行，监控系统这一重要功能在短时间内还难以发挥作用。
    4、由于以上原因和投资的限制，目前发生事故、交通阻塞的主要解决途径还是巡逻车、紧急电话和司机（手机）通报形式，监控系统“主动”发现的机率很少。