郭世軍

(蘭州朗青交通科技有限公司,甘肅蘭州 730030)

淺談高速公路道路監(jiān)控項目設計施工技術要點及注意事項

郭世軍

(蘭州朗青交通科技有限公司,甘肅蘭州 730030)

隨著我國高速路網(wǎng)的不斷發(fā)展,高速公路的信息化、智能化程度也越來越高。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)作為高速公路運行管理的重要手段,為保證高速公路快速、安全、舒適、高效提供了保障。本文結合作者實施過的高速公路全程監(jiān)控項目和施工經(jīng)驗,對高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的道路監(jiān)控項目的設計和施工中的技術要點及注意事項進行了簡要說明,希望對同行類似項目的設計、施工給予借鑒和指導。

高速公路 道路監(jiān)控 技術要點 注意事項

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的目的是保證行車安全和道路暢通，在此基礎上進而實現(xiàn)出行服務、交通事件應急處置、路產(chǎn)路權保護、環(huán)境保護等其他目標。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一般分為收費監(jiān)控系統(tǒng)、隧道監(jiān)控系統(tǒng)和道路監(jiān)控系統(tǒng)。道路監(jiān)控系統(tǒng)主要是對高速公路干線、互通立交、隧道等高速公路重點路段進行監(jiān)視，掌握高速公路交通狀況，及時發(fā)現(xiàn)交通阻塞路段、違章車輛，及時給予引導，保證高速公路的安全通暢。2010年以前，甘肅省大部分高速公路由于在建設初期建設資金緊缺，線路長，路網(wǎng)車流量較少，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的建設主要以收費監(jiān)控系統(tǒng)和隧道監(jiān)控系統(tǒng)為重點，道路監(jiān)控系統(tǒng)建設規(guī)模相對欠缺，在路網(wǎng)內(nèi)只安裝了少量的外場監(jiān)控設備，主要分布在互通立交處和隧道口，而且整個外場監(jiān)控系統(tǒng)與收費監(jiān)控系統(tǒng)合并運行，不能充分發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)作用。為進一步提高道路通行的服務水平、加強道路運行情況實時監(jiān)控、及時處理道路通行中出現(xiàn)的各種問題、加強甘肅省高速公路管理局對交通突發(fā)公共事件的應急決策能力、監(jiān)督管理控制能力、應急現(xiàn)場協(xié)調(diào)能力、監(jiān)測和處置能力，基于以上原因，2011年，省高管局在全省高速路網(wǎng)范圍建設了《高速路網(wǎng)智能監(jiān)控系統(tǒng)升級改造項目》(以下簡稱《全程監(jiān)控項目》)。該項目其中一項關鍵內(nèi)容就是完善了全省高速路網(wǎng)的道路監(jiān)控系統(tǒng)，基本實現(xiàn)了全省高速公路的“全程”監(jiān)控，“無縫隙”監(jiān)控。以下筆者將著重對《全程監(jiān)控項目》中的道路監(jiān)控系統(tǒng)進行介紹，并結合該項目總結出高速公路道路監(jiān)控項目在設計、施工中的技術要點及注意事項。

1 《全程監(jiān)控項目》簡介

1.1 項目概述

《全程監(jiān)控項目》涵蓋了全省高速路網(wǎng)共計21條高速公路，共計里程約2000公里。建設單位將該項目劃分了六個標段：2個通信標段、4個監(jiān)控標段。通信標段主要負責全省高速路網(wǎng)的交通專網(wǎng)(即通信系統(tǒng))升級改造；監(jiān)控標段主要負責全省高速路網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的升級改造。其中，監(jiān)控標段的工程內(nèi)容主要包括四個方面。

(1)原有收費監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)字化改造。包括：“收費站——路段監(jiān)控分中心——省監(jiān)控中心”三級數(shù)字化視頻監(jiān)控平臺建設；所有收費監(jiān)控圖像的數(shù)字化改造及傳輸；配套工程及附屬工程。

(2)收費管理所監(jiān)控分中心電視墻、監(jiān)視器、控制臺等的升級、改造。

(3)道路監(jiān)控系統(tǒng)建設。包括高速公路沿線外場監(jiān)控攝像機、可變情報板安裝；配套工程及附屬工程(如：基礎土建工程、視頻傳輸光纜工程、以及管道橋架工程等)。

(4)其他工程。包括：管理所門禁系統(tǒng)和視頻會議系統(tǒng)升級、改造等。

1.2 道路監(jiān)控系統(tǒng)建設情況簡要介紹(以監(jiān)控四標為例)

(1)外場監(jiān)控攝像機設置。監(jiān)控四標主要實施了甘肅省河西地區(qū)的六條高速公路、共計里程761．47Km路段范圍的工程建設。在高速公路沿線共計安裝了315套外場監(jiān)控攝像機，平均間距約2．5公里。攝像機均采用基礎路側安裝方法，主要設置在互通立交、服務區(qū)、停車區(qū)、急彎、長下坡、雨雪天氣影響嚴重和易發(fā)生地質(zhì)災害等特殊地段。供電方式采用電纜供電和風光互補供電兩種，距離收費站、服務器、停車區(qū)較近的攝像機采用鎧裝電纜供電方式(共計67套)；就近無法取電的攝像機采用900W風光互補供電系統(tǒng)供電(共計248套)。

圖1 外場視頻圖像傳輸示意圖

(2)可變情報板設置。全標段共設置了3套門架式可變情報板、20套F型可變情報板。主要設置在高速路網(wǎng)中的交通流關鍵點(互通、收費站、服務區(qū)等)和交通安全關鍵點(交通事故多發(fā)點、地質(zhì)災害易發(fā)點、長大坡、長隧道/隧道群等)。供電方式均采用就近電纜供電。

(3)外場監(jiān)控圖像傳輸方案(見圖1)。外場監(jiān)控視頻圖像的傳輸，包括：外場監(jiān)控視頻至管理所(路段監(jiān)控分中心)的傳輸、管理所至省中心的傳輸。外場監(jiān)控圖像至管理所的傳輸采用先通過數(shù)字壓縮視頻傳輸系統(tǒng)傳輸至就近通信站(收費站或服務區(qū))，再經(jīng)過路段接入網(wǎng)傳輸至管理所的方式。管理所至省中心的傳輸由干線通信系統(tǒng)提供傳輸通道。

由于本項目建設資金有限，外場監(jiān)控視頻的傳輸光纜未單獨敷設，而是復用原有主干通信光纜，整合了其中空閑的4芯作為本次視頻傳輸?shù)墓饫w通道。

首先，外場監(jiān)控視頻圖像(模擬信號)接入視頻傳輸系統(tǒng)前端的雙路視頻編碼器(備用一個視頻端口、輸出為數(shù)字化以太網(wǎng)視頻數(shù)據(jù))。其次，連續(xù)串接或跳接的多臺雙路視頻編碼器通過4芯視頻光纖與通信站內(nèi)的三層以太網(wǎng)交換機組成千兆自愈環(huán)網(wǎng)。數(shù)字化后的視頻流通過交換機進入通信系統(tǒng)接入網(wǎng)，通過接入網(wǎng)上傳至路段管理所(監(jiān)控分中心)，在路段管理所進行集中存儲、管理。

(4)視頻傳輸光纜(尾纜)(見圖2）。外場攝像機信號通過尾纜(GYTA-4)接入中央分隔帶主干光纜(4芯視頻傳輸光纜)。部分外場攝像機基礎處沒有與中央分隔帶相通的路面橫穿管道，需要沿邊坡埋設管道至最近的路肩人井，然后進入中央分隔帶。

2 道路監(jiān)控項目在設計、施工時的技術要點及注意事項

2.1 外場監(jiān)控視頻傳輸光纜

針對外場監(jiān)控視頻傳輸光纜方案設計時，視頻傳輸光纜究竟是復用原有主干光纜的空余光纖(抽芯熔接)，還是全新敷設視頻傳輸專用光纜的問題，筆者認為：對于建成通車時間較早的高速路段，由于是改建項目，限制因素和不確定因素較多，如果建設資金允許，建議選擇全新敷設視頻傳輸專用光纜的設計方案；對于新建高速路段的道路監(jiān)控項目，建議選擇復用主干光纜的設計方案。

筆者實施過的《全程監(jiān)控項目》監(jiān)控四標的道路監(jiān)控工程，6條高速路段外場監(jiān)控視頻傳輸光纜全部采用了復用原有主干光纜空余纖芯(抽芯熔接)的方案。在實施的過程中發(fā)現(xiàn)很多問題(如：主干光纜纖芯斷點太多；纖芯資源使用混亂；攝像機就近的中央分隔帶人井沒有原有的光纖接續(xù)盒；攝像機就近沒有路面橫穿管道等等)，施工難度極大，嚴重影響了施工進度，增加了施工成本，而且經(jīng)常發(fā)生通信系統(tǒng)中斷、影響收費業(yè)務的情況。工程完工后總結發(fā)現(xiàn)，該分項工程發(fā)生的成本和變更費用遠高于單獨敷設專用視頻傳輸光纜的費用。

2.2 外場攝像機選點的問題

除考慮攝像機布設的一般原則外，還應考慮：(1)靠近有路面橫穿管、或橋梁、涵洞的位置，減少尾纜的用量；(2)盡可能選擇距離中央分隔帶近，而且有光纜熔接盒的路側位置；(3)選點要避開附近的山體和樹木，減少對風光互補供電系統(tǒng)的影響。

2.3 攝像機供電方式的選擇

(1)就近無法提供穩(wěn)定的電源時，建議設計為風光互補系統(tǒng)供電方式。(2)收費站、服務區(qū)、停車區(qū)附近的外場攝像機可以選擇就近電纜供電的方式。(3)當需用的電纜距離超過500以上時，建議選用風光互補供電方式。

2.4 風光互補供電設備的選擇

(1)結合各地的風力、日照等氣象條件合理選擇風機類型。例如：監(jiān)控四標在河西走廊地區(qū)選擇了結構強度高的垂直風機，而且鋼結構立柱變更為Φ325的加粗立柱，基礎混凝土的強度變更為C30。

(2)其他地方可選擇適用的垂直風機或水平風機。

(3)風光互補供電設備的選擇還要結合負載的功率。根據(jù)筆者的經(jīng)驗，一般900W的風光互補供電系統(tǒng)(600W太陽能板+300W風機)最大可帶的負載約為75W左右。

2.5 土建施工注意事項

(1)路肩處的攝像機基礎、手孔以及蓄電池坑應保持1米左右的間距，避免做成連體式，否則造成路肩開挖的土方量較大，容易導致塌方，損壞路基。連體式開挖還有一個致命的缺點，就是支模難度大，澆筑時極容易跑模、炸模。

(2)手孔應設置在敷設光纜的一側。

(3)蓄電池坑底部應預留滲水槽，蓋板應預留安裝排氣管的孔洞。

3 結語

隨著科學技術的發(fā)展，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)技術也發(fā)生了不斷的創(chuàng)新和飛越發(fā)展。尤其是越來越多的新技術、新設備、新材料、新工藝的創(chuàng)新和使用，使得高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設計、施工日趨完善，極大的提高了高速公路的運營管理水平，使得人們的出行變得更加安全、便捷。

[1]趙祥模,靳引利,張洋編著.高速公路監(jiān)控系統(tǒng)理論及應用.電子工業(yè)出版社,2003.

[2]劉廷新編著.高速公路監(jiān)控通信管理.人民交通出版社,2005.