本文介绍的方案基于高速公路光通信系统的基础，结合市场上成熟的监控设备，对高速公路监控系统进行了设计，并取得了较好的使用效果。
系统硬件设置组成
高速公路监控系统一般由四级构成：省监控中心，道路监控分中心、收费站和外场监控设备，通过通信系统和计算机网络，形成一个有机的系统。
——外场设备
外场设备包括干线摄像机、收费站(收费车道、收费亭、收费广场、监控室)摄像机、道路车辆检测器、可变情报板(限速板)和气象站等设备。摄像机提供收费站及高速公路干线视频图像，可反映出高速公路的通行状况，车辆检测器提供车辆的车速、车流量、车头距等参数，可反映出高速公路的通畅程度，气象站提供高速公路的能见度、路面温度、湿度、风向和风速等信息，为监控中心提供决策依据；可变情报板(限速板)发布引导提示信息，可为司机提供优质温馨的服务。
——收费站监控设备
收费站监控设备由数据采集及控制计算机、视频矩阵、视频光端机和网络设备等构成。收费站的车道摄像机、收费亭摄像机、广场摄像机和监控室摄像机均接入收费站视频矩阵的视频输入端，以实现对这些图像的切换和控制。数据采集及控制计算机中扩充1块多串口卡，通过串口与
——监控分中心设备
道路监控分中心设备由视频光端机、视频矩阵、数字录像机、电视墙、大屏幕背投、地图模拟屏及监控计算机、服务器和其他网络设备等构成。视频光端机接收各收费站的视频图像，接入视频矩阵的视频输入端，各干线摄像机的图像通过光缆和光端机也接入监控分中心的视频矩阵输入端，视频矩阵的输出端接到监视器墙、背投、数字录像机及监控计算机上，另有几路视频输出接到视频光端机上，通过光缆、SDH或DDN向省监控中心传送图像，分中心监控计算机接收各收费站的监控数据，实时显示在显示器或背投上，并根据车速、车流量、车头距、能见度等参数制定监控方案，通过切换视频图像了解道路通行状况，通过在可变情报板上发布信息对司机进行引导和提示，使全路段达到全面实时监控。分中心监控设备连接示意图见图2。
——监控中心设备
省监控中心设备与监控分中心设备类似，但网络设备和监控设备容量更大，档次更高一些。
系统软件功能及传输协议
——监控系统功能
根据前述硬件设备搭建的四级平台，高速公路监控系统可实现下述功能：
☆外场设备(车辆检测器、气象站)实时检测高速公路的路况参数，通过RS485接口或基带MODEM上传到收费站数据采集系统(RS485接口有效距离大约1Km，超过1Km可在中间加RS485中继器；如距离更长，可采用基带MODEM或光端机传输，有效距离可达十几公里到几十公里)。
☆收费站数据采集系统实时接收外场设备发送的监控数据及设备状态(是否故障)，并上传监控分中心；实时接收监控分中心下发的摄像机切换及控制命令，通过串口对收费站视频矩阵发送命令，以完成对摄像机的操作，实时接收监控分中心下发的情报板显示命令，通过串口下发到情报板，完成情报板的显示。
☆监控分中心实时接收各收费站监控数据和设备状态，通过对监控数据(车流量、车速、车头距和气象信息)的分析处理，系统自动形成处理方案，供值班员参考。值班员结合现场摄像机图像，制定正确的方案，并通过网络下发到相应收费站。如车速很慢，则有可能发生事故，根据现场图像，可在情报板上下发信息引导车辆分流到其他路口：如能见度很低，则可用情报板提醒司机注意安全，甚至封闭高速公路等。
☆省监控中心定时采集各监控分中心的数据进行分析处理，根据处理结果自动给出参考方案，值班员根据现场图像做出正确方案，并下发到相应监控分中心。监控中心定期形成各种报表(如各路段车流量报表、气象报表等)，为高层管理者提供决策依据。
——软件传输协议
本监控系统服务器采用Windows2000 Server操作系统，工作站采用Windows2000 Professional操作系统，数据库系统采用SQLServer2000，全网根据不同功能及数据实时性要求，采用不同的通信协议。
收费站数据采集系统与外场设备之间采用RS232串口协议通信，监控分中心网络与收费站网络间采用TCP协议通信，以保证数据的实时性；省监控中心定时采集各分中心数据，采用FTP协议传输文件，采用TCP协议下发控制命令。
成功实例
安徽省合(肥)-宁(南京)高速公路由合肥管理处和全椒管理处组成，在各个管理处所辖路段均建有一套道路监控系统。
合肥管理处下辖五个收费站，在该段道路监控系统中，共布设6套干线摄像机，5套车辆检测器，4块小型可变情报板，1块龙门架情报板和2套气象站。管理处设在肥东，省监控中心设在合肥。
所 有外场监控设备均分布在距离本地收费所1.5至2Km距离左右。在此距离上，车辆检测器可检测到车辆的正常行驶速度和车流量，并且设备供电较容易。采用RS485信号传输数据，在1Km左右的人井中加RS485中继器，RS232转RS485模块和RS485中继模块均采用工业级模块，确保系统的稳定可靠。其中一台车辆检测器距离收费站较远，且沿途管道较低，下雨易积水，不适宜在中途加中继器，为此采用一对基带MODEM RAD ASM11传输数据。小型情报板安装在收费站入口车道的防护栏上，司机进入高速公路时可及时看到提示信息，并且节省了情报板杆架和制作基础的费用，节省了大量投资，且取得了较好的视觉效果。龙门架情报板距离收费所1Km左右，最大功率6KW，平均功率3KW，对此采用升降压方式供电。在收费所升压至1KV，在设备端再降压至220V，满足了大功率设备的用电要求。
在每个收费站设一台数据采集计算机，与附近外场设备通过串口相连接。同时与该收费所的视频矩阵相连(监控系统与原收费系统共用一台视频矩阵，仅在原视频矩阵中扩充了4路视频输出端口，监控系统通过该4路视频输出，经过视频光端机将图像传送到管理处)，原收
管理处监控计算机将各站的监控数据进行分析处理，形成控制方案下发到各收费站的情报板或其他外部设备。并对监控数据形成各种分析报表，为管理处管理层提供决策依据。管理处监控计算机系统也作为一个区域控制中心，将本路段的监控数据和视频图像通过计算机网络和光纤传输到省监控中心(合肥管理处距省监控中心较近，只有20公里，采用光端机直接传输图像，效果较好；在距离较远但已开通光通信系统的管理处，采用SDH的2M口传输图像到省监控中心，图像效果也较好；在距离较远且未开通光通信系统的管理处，可采取租用电信DDN线路传输图像到省监控中心，根据申请带宽的不同，图像有不同程度的延滞)。
在相继开通的合宁路全椒段监控系统，合徐(南)路监控系统、高界路监控系统和连霍高速公路(安徽段)监控系统中，均采用类似的层次结构和软件协议，接入了省监控中心，成功实现了全省高速公路网的实时监控，取得了很好的效果。
以区域控制为核心思想，以清晰的模块结构为基础，是成功搭建全省信息中心的关键。
