福建平潭海峡大桥监控系统研究

林明杰

(福建省交通规划设计院 福州 350001)

福建平潭海峡大桥于2014年6月全线建成通车，海峡大桥桥梁长约3 510 m，由南北两幅桥梁组成双向6车道高速公路。

作为福建省内第一座真正意义的跨海特大桥，它结束了平潭近40万居民只能通过轮渡进出平潭岛的历史，从根本上解决了制约平潭经济发展的交通瓶颈问题，对改善平潭投资环境，加快平潭综合实验区的开发开放，以及完善福建省及国家干线公路网具有十分重要的意义。

平潭海峡大桥作为平潭岛出入唯一通道，车流量大，交通复杂，出现交通事故后救援难度大。且处于台风影响区域，气候多变，对交通出行及运营管理影响极大。本次设计主要针对跨海大桥道路交通监控、信息发布及气象监测进行重点设计[1]。

根据《高速公路监控技术要求》(2012年第3号公告)要求，特大桥区段宜设置车辆检测器、气象检测器、闭路电视摄像机、可变信息标志和车道指示标志等监控设施。

1 监控系统功能

平潭海峡大桥监控系统主要反映大桥路段交通运行情况，系统主要用于交通监控、交通信息和气象信息的采集、分析、发布及交通疏导[2]，主要功能如下。

1) 信息采集功能。通过外场设备对交通信息、气象信息、图像信息、设备运行状态信息进行实时采集。

2) 信息处理功能。对已采集的各类信息进行数据统计、入库、处理并以此做出相应的控制方案。

3) 显示功能。显示大桥全路段交通运行情况、设备运行状态及各种交通数据。

4) 查询功能。可以对交通量、收费数据及图像进行查询。

5) 报表统计及打印功能。

6) 系统自动诊断功能。

7) 协调处理功能。

2 监控系统方案

2.1 监控管理中心

平潭海峡大桥监控设施由东瀚监控分中心负责管理，监控分中心同时对全路段交通进行协调控制，可进行交通参数检测、异常情况处理、闭路电视监视、交通信息发布及系统日常运行操作，对路段的交通数据及其他各种参数进行汇总、统计和打印；向上一级监控机构传输图像和数据，并接受其指挥控制。东瀚分中心由计算机网络子系统、闭路电视(CCTV)子系统、控制台和监视墙等组成[3]。监控分中心计算机网络子系统构成见图1。

图1 监控分中心计算机网络子系统构成图

2.2 外场监控设备

外场监控设备主要有视频监控、车道控制、信息发布及气象检测等设备组成[4]，外场监控设备布设见图2。

图2 平潭海峡大桥外场监控设备布设图

1) 视频监控。平潭海峡大桥全线按约500 m间距设置1套高清遥控摄像机，采用200万像素网络摄像机，4.7～94 mm变焦镜头，20倍以上光学变焦。与车道指示标志共用门架安装，安装高度8 m。同时在通航孔附近设置4台高清航道摄像机，实现24 h远程监控、实时记录航道现场情况，及时发现航标状况、船舶航行状况和占用航道等现象，确保航道畅通及大桥安全。

2) 车道指示及车速控制。全线按约500 m间距设置1 套门架式车道指示标志，且约每1 km间距设置1套限速标志，用于交通诱导、限制超速，以保障行车安全。显示板显示面积为1.08 m×1.08 m，每个车道上方各设一块显示屏，可根据需要显示红色“×”和绿色“↓”“↙”及当前限制速度。

3) 信息发布。在平潭海峡大桥两侧桥头前方分别设置小型可变信息标志，可变信息标志可显示各种文字，用于大桥上及相关路网发生交通异常时，值班员根据异常事件的具体情况发布相关的交通控制和疏导信息，使驾驶员了解前方路段交通状况并做出判断。

4) 车辆检测。在平潭海峡大桥两侧桥头前方分别设置有微波车辆检测器，用于采集路段内交通量、速度、车流密度、车辆占有率、车头时距和车头间距等交通流信息，可清楚地了解当前时段的交通状况，以便实施更为有效的控制。

5) 气象检测。沿线在桥头及桥中通航孔处分别设置1套气象检测器，主要用于检测海峡大桥的天气状况，可以自动化收集气象信息，为道路的运营管理者和道路使用者及时提供准确的气象信息。气象检测器配备的传感器有：温度检测器、湿度检测器、风速风向检测器、雨量检测器、能见度检测器、路面检测器等。

6) 照明控制。沿线在海峡大桥上设置有路灯照明，为实现对路灯的远程控制，在跨海大桥桥头两端的配电箱处分别设1套本地控制器，实现对该配电箱管辖的大桥照明进行控制。

远期随着交通量的增加，增加视频事件分析检测系统，与交通信息发布系统联动，完善交通异常自动监测，提高分析精度，增强对过往车辆的信息发布。

2.3 数据传输方案

外场设备通过工业以太网交换机构成光纤自愈环网上传至监控分中心，本地控制器根据所辖范围内车道指示标志、限速标志的类型而配备相应数量的DI/DO及 RS232/485接口模块。所有本地控制器通过工业以太网交换机构成千兆光纤自愈环网，将采集到的数据直接上传至监控分中心。

2.4 图像传输方案

沿线监控图像传输模式采用光纤点对点星型组网方案，即沿线遥控摄像机视频和控制信号通过数据光端机点对点方式直接上传至监控分中心的视频以太网交换机，进行存储上墙。

3 应用成果

本工程在平潭海峡大桥上共设置了14台高清遥控摄像机、11处车道指示标志、1套气象检测器、2套车辆检测器及2套可变信息标志等外场监控设施。

运营管理部门通过高清遥控摄像机直观、及时地观测桥面交通运行情况和事故现场，对特殊时间进行确认，为救灾排险提供第一手信息。气象检测器则采集气象信息，运营管理部门针对特殊天气情况，发布交通诱导及车道控制信息，必要时进行限速封道。本工程的实施为跨海大桥管理部门交通策略的制定、控制指令的下达提供最直观和最直接的信息支撑，有效保证道路顺畅和车辆通行安全。

4 结语

平潭海峡大桥监控系统设计根据运营管理部门需求并结合项目实际情况及特殊性，通过视频监控、信息发布、车道控制等系统的设计，实现对跨海大桥全方位、多功能地有效监控，确保跨海大桥交通顺畅、通行安全。

[1] 刘志勇.杭新景高速公路延伸线(之江大桥)机电工程监控系统架构方案分享[J].公路交通科技，2012(12)：67-70.

[2] 陈小妮.南京长江第四大桥监控系统设计[J].中国交通信息化,2013(增刊)：47-49.

[3] 周强,王磊.青岛海湾大桥监控熊外场设施实例分析[J].黑龙江交通科技，2013(9)：134-135.

[4] 毛顿.江苏润扬大桥交通监控系统[J].中国交通信息化，2011(6)：101-102.