高速公路全程监控解决方案

　　高速公路监控系统在高速公路的发展初期，就在整个机电合同中占有很重要的地位，基本上完全借鉴国外高速公路监控系统的设计思路，在高速公路沿线安装摄像机、车辆检测器、可变情报板、气象检测器等设备，以获取道路的实时视频图像，并通过设备上传的数据来分析交通流量特点和气候环境状况，通过可变情报板发布信息，对交通进行疏导。

　　在众多监控设备中，无疑视频监控系统因其实时、直观的特点，发挥着越来越重要的作用，尤其是在隧道监控中，视频监控系统基本做到了无缝隙覆盖。随着高速公路的飞速发展，车流量的增加，道路交通状况越来越复杂，司乘人员对高速公路服务质量的要求越来越高，高速公路管理者本身也需要更加及时、便捷的道路信息，全程监控系统的建设就成为了必然趋势，尤其是作为其子系统的视频监控系统被优先放在了最为重要的位置。

　　全程监控面临的几个问题

　　全程监控设备的供电问题
　　众所周知，高速公路因其路线较长，收费站之间距离也较远，道路监控设备通常都是设计安装在收费站附近，由各收费站对所属附近地区的道路监控设备进行供电。全程监控系统要求要在整个高速公路沿线，均匀设置数量众多的道路监控设备(主要设备是摄像机)，这就必须要解决全程监控系统外场设备的供电问题。

　　新建设的全程监控系统如何与已建设多年的监控系统进行整合的问题
　　我国高速公路道路监控系统的发展已经有了十几年的历史，而全程监控的概念被提出到工程实施也不过是最近几年的事情。基本上新建的全程监控项目都面临与已建设完成的原有监控系统如何进行整合的问题。

　　全程监控系统统一管理的问题
　　全程监控系统相比较以往某路段的监控系统而言，所涵盖的范围变大了，不在局限于某条高速公路，而是从全省甚至全国的角度去规划、建设，从而使全省监控系统和全国监控系统联网成为了可能，尽管要实现这一目标还有很多的困难和很长的路要走。

　　总体上，就目前全程监控系统的发展来说，全程监控系统解决方案急需解决上述问题中的前两个。

　　供电解决方案

　　为了解决高速公路沿线监控设备的供电问题，可以引入太阳能供电、风力发电或风光互补供电，各地区可根据当地太阳能资源、风力资源以及系统的供电需求，来选择适合的解决方案。
　　这里可以通过某省全程监控系统的外场设备供电案例，来描述此类问题的解决方案，如图1所示。

　　通过实际勘测和多年气象局提供的气候资料，某省太阳能和风能资源都非常丰富，非常适合采用风光互补供电系统来为高速公路沿线全程监控设备进行供电。所以，系统除了靠近收费站的监控设备或功耗巨大的监控设备继续使用市电进行供电之外，其余的监控设备均采用风光互补供电系统进行供电。

　　在该项目中，太阳能电池板在此项目中作为主要的能源转化设备，风力发电机作为辅助设备。卸荷器在风速较大或蓄电池组已饱满的情况下对风机进行保护，尽量减少设备磨损。蓄电池组通过放电给系统各类设备供电的同时，将太阳能电池板和风力发电机产生的多余电力进行储备。风光互补控制器作为整个供电系统的核心设备，在对所有接入设备充放电状态检测的同时，选择相应的控制策略，来维持系统的电力平衡，既要保证尽可能让系统电力处于饱满的状态，又要避免过度充电或者过度放电对蓄电池组造成伤害。

　　相对于市电来说，风光互补供电系统还不是很稳定，尤其是在供电时间上受气候条件的制约，而气候环境也有很大的不确定性。在进行方案设计时，既要考虑极限气候条件下(多日无太阳和风力的支持)，系统能够维持的时间，又要考虑项目的投资造价，同时还会受到技术困难的限制。

　　这就需要在做方案设计时，从多个方面来优化系统，确保外场监控设备的稳定供电，尽可能长时间在线，包括：
　　· 尽可能减少系统的供电功耗，采用低功耗的设备;
　　· 尽可能减少电源转换等中间环节，避免不必要的电力资源浪费;
　　· 尽可能不因为某处设备的电力中断，造成全部设备图像和数据无法上传(解决办法有采用点对点传输方式或增加光纤跳接保护器);
　　· 采用分级优先的供电方式，舍弃系统部分耗电高、重要程度低的功能，确保整个系统的图像或数据的上传;
　　· 风力发电机、太阳能电池板以及风光互补控制器最好能够统一品牌进行采购;
　　· 准备必要的后备电力支援(备用蓄电池组和发电机)。

　　新旧系统的整合

　　在一般的高速公路全程监控系统中，摄像机是使用数量最多的监控设备，其次辅以其他的数据采集设备和信息发布设备，如车辆检测器、气象检测器、可变信息情报板等等。
　　大量的设备要消耗大量的光纤资源，所以，目前大多数全程监控的网络结构都采用双纤自愈环网保护技术。既可以有效节约监控外场的光纤资源不足的问题，减少投资，又可以在一定程度上保证系统的安全性(对于监控外场，点对点的传输方式安全性最好)。