彭振鋒

（中能建路橋工程有限公司，天津 300041）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的提升，人們的生活水平有所提高，很多家庭都可以自駕出行。隨著車輛的增多，高速公路建設(shè)的規(guī)模也逐漸被擴(kuò)大，因此這就需要相關(guān)部門不斷加強(qiáng)對高速公路的管理力度。與此同時，車禍的發(fā)病率在近些年又開始出現(xiàn)攀升態(tài)勢，所以為緩解這一問題，保護(hù)人們的生命安全，交通部門便建立了高速公路監(jiān)測體系[1]。

1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的特性

（1）實(shí)時性。視頻顯示終端能夠?qū)崟r反映被監(jiān)視場所的狀況，因此傳輸延時作為一個衡量監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)劣的指標(biāo)格外重要。

（2）安全性。監(jiān)控系統(tǒng)要保證視頻數(shù)據(jù)的完整性不被刪除修改，能夠在停電時自動觸發(fā)UPS供電繼續(xù)工作，能夠在無視頻信號時自動報警。

（3）兼容性。監(jiān)控系統(tǒng)各部分應(yīng)當(dāng)統(tǒng)一協(xié)議接口，實(shí)現(xiàn)功能模塊化、接口標(biāo)準(zhǔn)化、連接網(wǎng)絡(luò)化、存儲數(shù)字化，便于系統(tǒng)的升級和擴(kuò)充。

2 智能控制與遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)狀

2.1 智能控制的發(fā)展及其現(xiàn)狀

智能控制系統(tǒng)基于目前的時代社會發(fā)展從高精準(zhǔn)控制的角度進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)，旨在解決復(fù)雜性問題，推動人工智能的有效發(fā)展，將人工智能應(yīng)用到更多元化的領(lǐng)域中，這是科技發(fā)展的必然結(jié)果。在常規(guī)理論的控制基礎(chǔ)之上，智能控制技術(shù)得到進(jìn)一步的發(fā)展與提升。而智能控制系統(tǒng)理論主要研究單入口、單出口的線性系統(tǒng)，在技術(shù)發(fā)展的同時，到目前已經(jīng)發(fā)展為多入口、多出口的復(fù)雜性控制系統(tǒng)，形成了新的控制渠道。智能控制系統(tǒng)作為目前重點(diǎn)的研究領(lǐng)域熱點(diǎn)，在科技技術(shù)不斷發(fā)展的同時，控制理論也不斷完善。隨著社會發(fā)展，人們對智能控制的要求越來越高，控制系統(tǒng)越來越復(fù)雜，存在較多不確定因素。系統(tǒng)從單入口單出口的線性系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)槎囗?xiàng)式線性系統(tǒng)，發(fā)展為多入口多出口的復(fù)雜控制。智能控制理論的提出，為解決復(fù)雜的控制問題開辟了一條新途徑，也是目前國內(nèi)外研究和開發(fā)的一個熱門課題?，F(xiàn)代管理學(xué)的發(fā)展與控制理論密切相關(guān)，至今已經(jīng)過三個階段：第一階段，即新古典控制理論（也就是所謂的復(fù)數(shù)域或頻率域控制理論）。其主要的數(shù)學(xué)分析工具是拉式轉(zhuǎn)換和轉(zhuǎn)移函數(shù)法，采用基于伯德圖和根跟蹤法進(jìn)行分析。第二個階段也稱為現(xiàn)代控制理論階段，本階段的重點(diǎn)是對線型多變量控制的基礎(chǔ)理論進(jìn)行進(jìn)一步發(fā)展?，F(xiàn)代控制理論領(lǐng)域研究在20世紀(jì)60年代開始，隨著電子計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，狀態(tài)空間技術(shù)得到了極大的發(fā)展。第三個階段也就是所謂的“非線性控制”。在實(shí)際現(xiàn)代控制理論應(yīng)用中，人們逐漸認(rèn)識到，大多數(shù)的工程系統(tǒng)都是非線性的，而且很多系統(tǒng)由于要求的控制精度不一樣，可以在一定程度上滿足工程設(shè)計(jì)的要求，對其進(jìn)行線性化處理。然而，在一些控制系統(tǒng)中，采用線性分析法求解約束問題，卻存在著困難。因此，不確定性的控制技術(shù)就由此產(chǎn)生。現(xiàn)代非線性控制專業(yè)體系是將現(xiàn)代微分幾何與基本理論設(shè)計(jì)相結(jié)合而形成，在這個新的專業(yè)體系中，更快更高效的發(fā)展體現(xiàn)在現(xiàn)代智能監(jiān)控方面，包括模糊監(jiān)控、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控、專家監(jiān)控[2]。

隨著智能控制技術(shù)的不斷發(fā)展，智能控制技術(shù)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用越來越廣泛，智能控制技術(shù)已經(jīng)逐漸滲透到了人們的日常生活中，從衛(wèi)星的智能控制系統(tǒng)到智能AI阿爾法下棋機(jī)器人、智能家庭的機(jī)器人，都代表著智能控制技術(shù)的發(fā)展成果。目前，智能控制系統(tǒng)的研究主要集中在認(rèn)知科學(xué)、現(xiàn)代系統(tǒng)論、社會學(xué)、語言學(xué)、心理學(xué)、哲學(xué)等方面，智能控制系統(tǒng)將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字技術(shù)、數(shù)據(jù)庫、語言和聽覺、遠(yuǎn)程通信、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、機(jī)器人學(xué)、流程管理等現(xiàn)代科學(xué)結(jié)合起來，為解決復(fù)雜問題提供了一種行之有效的途徑。

2.2 遠(yuǎn)程監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展及其現(xiàn)狀

遠(yuǎn)程檢測科技的誕生，是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必要成果。早期的遠(yuǎn)程監(jiān)視技術(shù)手段都沒有即時、非現(xiàn)場監(jiān)視方法，而現(xiàn)代的遠(yuǎn)程監(jiān)視技術(shù)手段都是即時現(xiàn)場監(jiān)視方法，即通過利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)與電話信息技術(shù)，工作人員們能夠通過配置在現(xiàn)場的各類感應(yīng)器與音視頻裝置，隨時了解現(xiàn)場的狀態(tài)，并對其進(jìn)行監(jiān)督和檢驗(yàn)。而遠(yuǎn)程監(jiān)控的發(fā)展方式，離不開數(shù)據(jù)通信的發(fā)展，相繼產(chǎn)生了以下三類遠(yuǎn)程監(jiān)控模式。

（1）人工或遠(yuǎn)程監(jiān)控。這些方式都無法做到即時在線監(jiān)控，且具有不少缺點(diǎn)，這也是比較原始的方法。

（2）有線互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程自動監(jiān)測。這是一種最先進(jìn)的遠(yuǎn)程自動監(jiān)測系統(tǒng)，通過通信線路將現(xiàn)場的所有取樣點(diǎn)連接在一起。但這種方式需要大量的投資，而且由于距離的關(guān)系，每個數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)之間的間隔越遠(yuǎn)，需要更多的資金來鋪設(shè)網(wǎng)絡(luò)。有線互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程監(jiān)控的一個最主要因素是路由器的設(shè)置。

（3）無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)視，這一類監(jiān)視的通信方法是借助覆蓋全國的GSM網(wǎng)進(jìn)行監(jiān)視。無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)視最大的優(yōu)勢在于它可以跨越時空，實(shí)現(xiàn)全球范圍的遠(yuǎn)程監(jiān)控。這種監(jiān)控通常采用GPRS數(shù)據(jù)服務(wù)，利用GPRS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，具有通信速度快、運(yùn)行費(fèi)用低廉等特點(diǎn)，具有很好的應(yīng)用前景。目前，無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)視許多應(yīng)用都需要對多元化的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確收集、儲存、傳輸、分析，從而使數(shù)據(jù)的分析和處理結(jié)果可有效解決實(shí)際問題。包括城市電力、燃?xì)狻⒆詠硭鹊倪\(yùn)行及利用率，包括城市公共區(qū)域的環(huán)境監(jiān)測資料及無線報警等。無線網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)視具備應(yīng)用范圍廣、數(shù)量多、布局零散、作業(yè)距離遠(yuǎn)、服務(wù)地域復(fù)雜等特點(diǎn)。但采集監(jiān)控系統(tǒng)中廣泛使用的RS二百三十二和紅外線等，不能滿足目前的需要。因此，需要一種新型的、有效的數(shù)據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)來解決遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)監(jiān)測與設(shè)備管理問題[3]。近年來，無線傳輸技術(shù)也有了長足的進(jìn)展，其中GPRS信息技術(shù)蓬勃發(fā)展更引起了人們普遍重視。GPRS信息技術(shù)是在已有的GSM網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)上蓬勃發(fā)展起來的一門新興的分組技術(shù)數(shù)據(jù)支撐服務(wù)，其以數(shù)據(jù)分組互換信息技術(shù)為主要基石，通過在手機(jī)用戶與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中間建立的這種連接方式，為手機(jī)用戶帶來了高速度的無線IP和X.25服務(wù)，用戶通過GPRS，能夠在移動狀態(tài)下，應(yīng)用于各種高速數(shù)據(jù)服務(wù)。GPRS系統(tǒng)主要是使用移動公網(wǎng)中的資源，而采用IP的網(wǎng)絡(luò)，傳輸速度比較高，所以理論上也能夠?qū)崿F(xiàn)171.2KB/s，其數(shù)據(jù)傳輸時延小、系統(tǒng)性能平穩(wěn)，并滿足了連接快速、永久在線、小流量收費(fèi)等優(yōu)點(diǎn)，在遠(yuǎn)程突發(fā)性統(tǒng)計(jì)信息傳送中有著難以比擬的優(yōu)越性，尤其適用于遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)這樣的頻發(fā)小數(shù)據(jù)量的信息傳送系統(tǒng)110。

2.3 高速公路的交通現(xiàn)狀

通過實(shí)際研究可以看出，當(dāng)前的路面事故多發(fā)數(shù)已成了世界之最，這對中國來說并不是一種好現(xiàn)象，其中，在公路上出現(xiàn)的交通事故也最多。究其根源，則由于高速公路規(guī)模在得到擴(kuò)大的同時，又促進(jìn)了周邊城市的經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展，進(jìn)而車輛數(shù)量也越來越多了。當(dāng)駕駛者開車車速過快時，便很難應(yīng)付突發(fā)狀況，再加上汽車數(shù)量的增加，便更易于引起事故，甚至有的司機(jī)疲勞駕車，而這種不規(guī)范的開車動作也就導(dǎo)致了車禍的出現(xiàn)[4]。

除此之外，為了提高人們的駕駛水平，在各個地區(qū)涌現(xiàn)了許多駕駛培訓(xùn)學(xué)校，參加考試的人員也逐漸增多。但是，駕駛培訓(xùn)學(xué)校的教練水平不一，甚至有的駕校并不是在正規(guī)程序下開辦的，并沒有資格證書，那么在利益的驅(qū)使下，就會產(chǎn)生很多作弊的現(xiàn)象，甚至有的地區(qū)不需要參加考試，只需要交上數(shù)額巨款，便可以獲得駕駛資格證。這樣的操作，使得駕駛?cè)藛T的水平不但沒有得到提升，反而越來越低。

同樣，駕駛?cè)藛T雖然具有不錯的駕駛水平，但是道德素養(yǎng)不夠，經(jīng)常違反交通規(guī)則，這不但是對自己的不負(fù)責(zé)任，也是對他人生命的一種不尊重，還有可能對社會的公共設(shè)施造成傷害。因?yàn)樵诟咚俟飞?，速度本來就比較高，一旦有交通事故發(fā)生，就可能造成連鎖反應(yīng)形成大型交通事故，損毀公共設(shè)施?；谶@些嚴(yán)重問題，加強(qiáng)高速公路中的遠(yuǎn)程監(jiān)控就顯得尤為重要了。

3 在高速公路上設(shè)置遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的重要性

高速遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)，主要是用來防止駕駛?cè)藛T為規(guī)避高速費(fèi)用和避免司機(jī)逃跑等現(xiàn)象安裝的，如果同時實(shí)現(xiàn)監(jiān)視，則能夠使執(zhí)法人員利用監(jiān)視攝像管理高速上的全程路況。而且，監(jiān)控系統(tǒng)還能夠在交通事故發(fā)生后適時發(fā)布警報，并提醒監(jiān)控系統(tǒng)工作人員在第一時間進(jìn)行處置，不僅能夠避免司機(jī)逃跑，還能夠?qū)p失減至最低。中國高速公路的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，主要是通過采集、處理路況信息、視頻，保障高速公路的安全、高效。并且，利用高速監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)Ω咚俟穼?shí)行360°無死角監(jiān)控，這比人力監(jiān)控更加方便和完善，而且國家也在不斷提高這方面的技術(shù)。最重要的一點(diǎn)便是，高速公路監(jiān)控系統(tǒng)能夠?qū)⒏咚俟飞细鱾€時間段、各個路段的信息加以保存，為以后的事故評判提供證據(jù)[5]。

4 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)功能

（1）采集與處理功能：在大型企業(yè)中，其主要用于采集流水線的生產(chǎn)過程，或者選取一些樣本。最終使生產(chǎn)過程實(shí)現(xiàn)了可視化的信息輸出，從而讓管理者理解整個生產(chǎn)流程，也能夠協(xié)助管理者更加迅速地對生產(chǎn)過程進(jìn)行分析與整理，從而做更有保障的決定。

（2）監(jiān)督功能：對（1）的信息進(jìn)行二次加工，并分別作為實(shí)時數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和備份。

（3）管理功能：利用收集到的信息總結(jié)，查找不足，并實(shí)施遠(yuǎn)程管理。

（4）質(zhì)量控制功能：對測量結(jié)果進(jìn)行加工后直接確定要改進(jìn)的方面，并通過對剛開始設(shè)置的異常情況直接監(jiān)控結(jié)果輸出，將其作用于整個制造流程，因而大大減少了無謂的時間耗費(fèi)，并提高了工作效率。

4.2 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于路面監(jiān)控系統(tǒng)

公路隧道、橋梁、收費(fèi)站等路段屬于特殊路段。通過建立公路路面遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)，可以直觀、準(zhǔn)確地監(jiān)測，使公路管理者能夠準(zhǔn)確掌握公路運(yùn)營的實(shí)際情況，及時引導(dǎo)交通擁堵，發(fā)現(xiàn)各種交通事故。公路隧道的交通監(jiān)測裝置，主要分為車輛檢測器、車道指示儀、交通信號燈、可變信息標(biāo)志等。針對交通的實(shí)際行駛狀況，利用車載探測器收集車流量信號，并測算隧道的實(shí)際車輛通行量，從而評估隧道交通狀況。從而利用道路監(jiān)測控制器，手動（或遠(yuǎn)程操作）對車道指示器、道路信號燈、可變信息標(biāo)志等設(shè)施實(shí)施管理，以發(fā)揮道路疏通和引導(dǎo)的功能，從而保證車輛安全行駛[6]。

4.3 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于隧道和特大橋梁監(jiān)控

特大橋和山路隧道是高速公路的危險路段。一些駕駛者在疲勞行駛一段時間后，經(jīng)過這種特殊道路時，由于多種原因，很容易出現(xiàn)車禍。這樣，就需要在隧道內(nèi)和大橋上設(shè)置高速遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，對特定道路的交通狀況實(shí)施監(jiān)控與管理。同時利用高速公路監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以完成照明管理、火災(zāi)監(jiān)測報警、隧道通風(fēng)管理、供水設(shè)備、滅火、恒壓供水以及與中心控制室間的協(xié)作聯(lián)系。利用高速特大型路橋遠(yuǎn)程監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，可以控制高速公路超大型橋梁的交通[7]。

4.4 遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)

數(shù)據(jù)監(jiān)測、圖片生成和音頻采集等一起構(gòu)成了遠(yuǎn)程收取監(jiān)測管理系統(tǒng)，當(dāng)然這里面最重要的功能就是對車輛的收取狀況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。收取監(jiān)測管理系統(tǒng)原本是用來減輕收費(fèi)站的壓力，不過由于現(xiàn)代技術(shù)的提高，后來不僅能夠代替了部分人工收費(fèi)站，同時對交通運(yùn)輸主管部門的遠(yuǎn)程監(jiān)測也發(fā)揮著重要的輔助功能。而遠(yuǎn)程收取監(jiān)測管理系統(tǒng)則基本上是利用對各種數(shù)據(jù)加以收集，并使用讀卡器和車速稱重檢測器來實(shí)現(xiàn)的，在監(jiān)測整體收取流程的基礎(chǔ)上，重新評估收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，然后再把整體收取流程中形成的各類信息記錄下來，以方便于日后整理和使用。同時，為什么說高速道路遠(yuǎn)程收費(fèi)管理監(jiān)測管理系統(tǒng)還能對交通部門的監(jiān)測工作起到輔助效果，主要是因?yàn)樗軌驅(qū)Ω咚俚母鞣N指標(biāo)實(shí)施監(jiān)測，比如對路面進(jìn)行監(jiān)測，通過對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，可以了解路面的溫度和使用情況，并及時進(jìn)行排查和修復(fù)，這在一定程度上降低了交通事故的發(fā)生率。此外，因?yàn)檫h(yuǎn)程收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)可以進(jìn)行圖像監(jiān)控，因此監(jiān)控人員可以通過輪流值班觀察每個時間段和每個角落的交通狀況，對于交通事故可以在第一時間就進(jìn)行處理。當(dāng)然，這些圖像資料還可以協(xié)助交通警員辦案，可以作為懲治違法行為的有力證據(jù)。而遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)中的聲音監(jiān)控又可以實(shí)現(xiàn)無線對講，這可以讓交警在處理交通事故時更加方便，能夠做到實(shí)時溝通，提高處理交通事故的效率。同時發(fā)生交通事故時會產(chǎn)生比較大的聲音，其能夠讓監(jiān)測人員及時聽到并進(jìn)行處理[8]。

5 結(jié)語

綜上所述，高速公路在中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的過程中扮演著至關(guān)重要的角色。目前，由于人們的生活品質(zhì)普遍提高，也導(dǎo)致不少家庭都選擇了購置私家車，這也導(dǎo)致公路的車流量越來越密集，更易導(dǎo)致一些事故的出現(xiàn)。所以應(yīng)該提高我國的技術(shù)水平，完善監(jiān)控系統(tǒng)，讓高速公路向著更便捷、安全的方向發(fā)展。