近年来随着我国国民经济的高速发展,高速公路的建设开始进入快速发展时期,高速公路路网不断地扩大、延伸,但仍不能满足迅速增长的公众出行需求,交通拥挤日渐严重,安全事故频繁发生,对环境的破坏加剧。智能交通系统(ITS)成为世界各国解决这一难题的可行性的方案,我国也因此加大了高速公路信息化建设的投入,中华人民共和国交通运输部于二○一一年四月颁布了《公路水路交通运输信息化“十二五”发展规划》,提出“必须把推进交通运输信息化建设摆在‘十二五’规划中的突出位置”。高速公路监控系统作为公路信息化建设中重要的组成部分,已经得到高速公路管理和建设部门的高度重视,成为高速公路建设中的投资热点,高速公路监控系统将有着广阔的应用前景和巨大的社会效益及经济效益。本文通过搜集国内外高速公路监控系统相关研究及发展趋势的资料,对其进行充分的分析和综合。在此基础上,结合渝湘高速公路洪安至上官桥段(简称洪上段)高速公路监控系统的设计,对高速公路监控系统进行了较深入的研究,并对洪上高速公路监控系统进行研发。本文主要的研究内容如下：(1)洪上高速公路监控系统的总体设计通过对洪上高速公路监控系统的需求进行深入分析,明确了监控系统的目的、功能及设计原则,详细论述了洪上高速公路监控系统的总体设计,包括体系结构的设计和网络结构的设计。(2)洪上高速公路监控系统硬件的设计与实现通过对洪上高速公路监控系统性能要求的分析,确定系统各部分硬件设备的组成方案,完成硬件设备的选型以及性能指标的确定,为监控系统提供研究和开发的物质基础。同时根据实际情况,尽可能地采用国内外先进的技术和设备,从而使整个系统的功能得以实现。(3)洪上高速公路监控系统外场设备的布设与信息的传输根据洪上高速公路实际的地理、环境条件,选用合理的布设原则,明确各外场设备的具体布设,并对监控数据与视频图像的传输进行了较为详细的阐述。(4)洪上高速公路监控系统软件的设计与实现对监控系统软件的总体功能、结构等方面的约定进行分析,并对各子系统进行阐述,从而使整个系统能正常、安全运行。文中对监控系统中最复杂的视频图像传输部分进行了深入的探讨,用全光数字视频传输系统代替了传统的模拟视频传输系统,应用先进的视频编解码技术和IP组播技术,使系统结构更简洁,提高了系统稳定性和可靠性。最后,本文对高速公路监控系统的研发进行总结,阐明本研究的创新和主要成果,并展望监控系统的发展趋势,提出随着道路交通量的增长、各种新技术的逐渐成熟以及应用成本的下降,本系统还需在现有基础上进行的改进和完善之处,使整个系统能满足不断增长的交通需求。