2012年一级建造师考试《公路工程》讲义 监控系统构成与功能
1B415012 掌握监控系统的构成与功能
一、监控系统的管理体制
省级高速公路的监控系统管理体制一般采用二级或三级管理的方式。
所谓二级管理方式就是在一条路段的管理公司内设一个路监控分中心，对本路的交通监控设施直接进行集中管理，根据地区和建设资金来源的不同，管理范围一般在50～200km之间；同时在全省设一个省监控中心，省监控中心通过各路监控分中心对全省的高速公路进行集中监控。
所谓三级管理方式就是在省监控中心、路监控分中心下设有几个监控所，由监控所对所辖范围内的交通监控设施进行集中管理，一般监控所的管理范围为50km左右。当然也有对特大桥、长隧道、特长隧道的交通监控单独设监控所(或室)进行管理的情况，这时监控系统由省监控中心、路监控分中心、监控所三级管理机构组成。
二、监控系统的主要构成
监控系统按其功能可分为十个子系统：交通信号监控系统、视频监视系统、紧急电话系统、火灾报警系统、隧道通风控制系统、隧道照明控制系统、供配电监控系统、调度指令电话系统、有线广播系统、特种车辆监视系统。
监控系统虽然由l0个子系统组成，但他们之间并不是完全独立的，相互之间要交换信息，有机地构成一个系统。特大桥还会有桥梁结构安全检测子系统。
三、监控系统的主要功能
公路监控系统主要是实时收集道路状况、交通流信息、气象信息及相关设备状态等信凰监视道路交通状况，控制与调节交通流，疏导交通，减少交通事故，保证行车安全。其主要功能如下：
1．信息采集功能。
2．动态处理和监视功能。
3．视频监视功能。
4．信息发布控制功能。
5，交通事件的告警及排除、救援组织功能。
6．事件输入记录功能。
7．报表统计与打印功能。
8．查询功能。
9．自动数据备份和系统恢复功能。
10．系统具有自诊断功能。
11．安全功能。
12．时间统一功能。
13．提供内部其他系统相关信息。
四、监控各子系统的功能与构成
(一)交通信号监控系统的功能与构成
1．功能
通过信息发布而达到交通控制、诱导的目的，为管理部门提供有效的管理手段，为高速公路的使用者提供良好的交通信息服务。
2．构成
一条路的交通信号监控系统由监控分中心和控制节点(若有的话)的计算机系统、外场设备以及传输通道等组成。计算机系统按管理体制又可以分为监控所计算机系统、路监控分中心计算机系统、省监控中心计算机系统。计算机系统一般由监控服务器、监控工作站、地图板、打印机、扫描仪、不间断电源装置、局域网交换机、路由器等构成局域网系统。外场设备包括：车辆检测器、气象检测器、能见度检测器等采集装置；可变信息标志、可变限速标志、车道指示标志、信号灯等信息发布装置。 路监控分中心管辖各自路段，省监控中心对各路监控系统进行监控。一个路监控分中心通常
管辖一条路，或者管辖一个或多个(隧道、大桥)监控所，本身具有采集信息功能、信息分析处理功能、交通控制功能、特殊事件控制功能、运行管理功能等。省监控中心管辖若干个路监控分中心，它处于高一层的运营与协调管理地位，具有宏观监视功能、集中统一协调控制功能。
(二)视频监视系统的功能与构成
1．功能
(1)在分中心、中心可任意选择调看所管辖范围内每个外场摄像机的视频图像，并对其进行水平、垂直方向的旋转、变焦等控制。
(2)通过监视器和大屏幕投影等显示设备，分中心、中心监控人员可直观地了解摄像机覆盖区的交通运行状况、拥堵情况和交通事件，以便正确的做出拥堵和事件确认，并做出有效的控制决策。
(3)具有对拥堵、交通事故现场的视频图像进行录像、存储，并能利用路段地点、时间等参数对录像图像进行检索、回放，为交通事件的事后分析和取证提供依据。
(4)当监控分中心和省中心或区域中心实现视频联网监控时，系统应具有多级联网视频监控功能，即上级中心可任意选择和控制沿线遥控摄像机。
2．构成
一条路的视频监视系统包括沿线、隧道、桥梁等地设置的遥控及固定摄像机，视频和数据传输设备以及监控分中心的视频监视、存储及控制装置等组成。监控分中心的视频监控装置一般由监视器、视频切换控制矩阵、数字录像设备、控制键盘、视频工作站、大屏幕投影机、视频编解码器等组成。
(三)紧急电话系统的功能与构成
详细内容参见lB415014中的通信各子系统的功能与构成的紧急电话系统的功能与构成。
(四)火灾报警系统的功能与构成
1．功能
用于隧道内、变电所等发生火灾时，自动或人工发出紧急信号，迅速通告监控室或监控分中心，结合隧道交通信号监控的控制，阻止洞外车辆进入故障隧道，疏导已在洞内车辆，避免事故的恶化，保证隧道安全；通告消防系统启动消防水泵，并且通知消防部门及时进行灭火、救援等活动，减少人员伤亡，减轻隧道设施的破坏、损失。
2．构成
火灾报警系统由人工和自动报警两种合成，是保障隧道安全运行系统中的一个重要子系统。 自动报警系统由洞内火灾自动检测设备，监控分中心(监控所)的火灾报警控制器，以及传输通道等组成。当火灾自动检测设备检测到附近有火情发生时，会立即生成一个报警信号传到监控分中心(监控所)的火灾报警控制器，同时在监控分中心(监控所)控制器或工作站上产生声光报警和地点信号，值班员可进行确认和处理。
人工手动报警系统与自动报警系统的构成相似。通常是在隧道内每50m间距的消防洞处设--个手动报警按钮(每个按钮带地址编码)，由传输通道将其连接到监控分中心(监控所)的火灾报警控制器。当发现隧道内有火情时、按动手动报警按钮，即可将信号传送至火灾报警控制器，并产生相应的声光告警信号和地点信号。
(五)隧道通风控制系统的功能与构成
1．功能
用通风设备将新鲜空气强行送人隧道，稀释污染物质并将其排出隧道，使隧道内保持良好的卫生环境；提高能见度，保证行车安全。该系统根据一氧化碳与能见度检测器检测到的环境数据、交通量信息等控制风机的运转进行通风，并能控制风机的运行台数、风向、风速、运行时间，能实现节能运行和保持风机较佳寿命的控制运行；并在发生火灾时根据不同地点对风机风向、风速、运行台数的控制进行相应的火灾排烟处理，以保证隧道的安全及运行环境的舒适性。
2．构成
一般由风机、风机启动装置(箱)、风机供电回路等构成人工或本地的手动控制，再由风机控制装置及通道组成自动控制子系统和手动控制结合构成。风机控制装置一般和供配电自动控制系统或交通信号监控系统共用。
(六)隧道照明控制系统的功能与构成
1．功能
设置隧道照明系统能避免隧道黑洞效应，使驾驶员适应隧道内外的亮度差，保证行车安全；照明控制系统能根据洞外的照度变化、交通量的变化对洞内照明强度进行调节，节约用电，降低运营费用。
2．构成
照明控制系统一般由照明控制器、亮度检测器和照明配电回路(箱)的接口电路构成。
(七)供配电监控系统的功能与构成
供配电监控系统可与公路供配电系统相结合构成功能完善、独立的供配电监控系统；也可只对重要供配电回路进行遥控、遥信、遥测，并作为监控系统的一个子系统。其监控范围包括专用变配电所、高压电源线路、馈出高压线路、备用柴油发电机组、主变压器、重要的低压配电回路及低压配电装置等。
1．功能
(1)完成对公路专用供配电系统进行数据采集、监视和控制的系统，实现对系统的安全监控。
(2)完成供配电信息采集、处理和控制功能的自动化。它通过人机联系子系统的屏幕显示和调度模拟屏对供配电网运行进行在线的安全监视；并有越限告警、记录、打印制表、系统自检、通道状态的监测等功能；对供配电系统中重要开关进行遥控；对有载调压变压器分接头、无功功率补偿静电电容器等设备进行自动调节或投切，实现供配电监控。
(3)调度员可以掌握系统当前的运行情况，实现人工或遥控操作，完成记录、统计、制表等调度日常工作。
2．构成
由变配电所自动检测或监控装置、远程通信装置、监控分中心(所)监控计算机系统以及它们之间的传输通道构成。分中心(所)监控计算机子系统一般也是一个计算机局域网系统，其硬件构成和监控分中心(所)交通信号监控系统相似，只是应用软件和功能不同。
(八)调度指令电话系统的功能与构成
(九)有线广播系统的功能与构成
(十)特种车辆监视系统的功能与构成
1，功能
实时跟踪专用车辆位置，通过专用车辆工作人员与分中心的通信，掌握该路段的交通运行状况；当有交通故障等事件发生时，可调度专用车辆到达指定地点进行就地排障、救援、恢复交通运行等。
2．构成
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