高速公路机电工程的监控系统研究任重玮

高速公路机电工程的监控系统研究任重玮

任重玮

关键词：高速公路；机电工程；监控系统

1高速公路机电系统

1.1系统特点

机电系统是高速公路重要组成部分，对机电系统而言，他主要具有以下特点：系统建设投资较大；系统设备种类繁多、分布广泛；系统构成十分复杂，具有很高的技术含量，且涉及众多领域，如电力供应、信息传输、计算机网络等；具有重要作用，高速公路多项服务功能和运营管理都需要依靠机电系统实现。

1.2系统构成

作为高速公路不可或缺的功能部分，机电系统一般由以下几部分构成：

（1）收费系统

这一部分是机电系统核心所在。其主要作用在于以收费中心为基础对所有收费站和收费业务实施监控。具体采用以下技术措施：车型判断、IC卡收费、计算机管理、视频监控、有线对讲和紧急报警。他是一套完整的从上至下的高速公路专用收费管理系统。在成功实施联网收费模式以后，收费系统能将相关数据传输到收费中心，由收费中心对接收到的数据进行整理分析，进而完成业务结算与统计[1]。

（2）监控系统

对于整套监控系统，它主要由两部分组成，即外场设备与内场设备。其中，外场设备即设置于线路上的监控设备，如车辆和气象自动检测装置、摄像机、情报板和限速标志等。其主要作用在于动态监控整个线路的运行情况，提高对交通运行的状态感知能力，为处理突发事件提供充足的反应时间。内场设备即监控系统的控制与显示设备，这些设备除了能对外场收集到的相关信息进行真实反映，还能在计算机系统的支持下进行信息采集、整理与分析，然后发布与实际交通运行息息相关的诱导信息，从而正确引导驾驶者安全行车，达到避免安全事故发生的根本目的。

（3）通信系统

通信系统主体是光线传输系统，主要由接入网设备及交换机等部分构成，能不间断地为不同机电系统提供各类型信号，如图像、语音或数据，同时提供特殊的指令电话等业务。在这种情况下，即便通信系统设备发生故障，也不会影响信号正常传输，使高速公路信息始终处在畅通的状态。

（4）配电照明系统

对配电照明系统而言，其主要作用在于确保机电系统稳定运转。该系统主要包含以下部分：照明系统对应的低压配电、外场设备实时监控对应的低压配电、照明系统。一般高速公路上的收费设备均安装有备用电源，能保证在停电状况下不影响收费系统实际运行。

2高速公路机电工程监控运转方式

高速公司监控系统是一项纷繁复杂的综合系统工程，高速公路监控系统能够正常运转，其最大的保障是有一套完善的运转方式。高速公路机电工程监控系统总控制台主要功能是对其它负责的所有高速公路路段的车辆、天气、气候相关设备所监控的信息内容，进行认真的讨论、解析、处理，达到充分了解高速公路运行的准确状况。在这个运转程序过程当中，全部监控信心内容都会通过通讯传送系统到达最终的目的地监控控制中心[3]。因此，监控控制中心务必要保证能正常接收到所有的监控信息内容。高速公路控制中心管理人员应该明确指出每一段监控部门的职责，让他们充分发挥监控系统的功能。在设置相关运转方式前，应该认真、仔细地去考察高速公路段的现实状况。

3高速公路机电工程监控系统的运用

3.1信息搜集

数据采集监控系统是运用计算机技术作为基础的生产过程控制与调度自动化系统，它可以对现场的运行设备进行监视和控制，以实现数据采集、设备控制、参数测量与调节以及各类信号的报警等功能。它主要由下位机系统、上位机系统以及联系两者的通信网络系统3个部分组成。SCADA系统作为现场操作平台和远程监控系统，它们把采集到的信息通过通讯系统运送到监控控制中心，让监控中心能够直观地看到某一段路程车辆的运行情况。这种智能化信息采集系统已经广泛应用于高速公路和设备管理的多个领域，另外，它还能够把搜集到的信息内容运送给道路交通管控单位[4]。

3.2信息处理

依托互联网信息技术为基础对高速公路搜集到的信息内容进行解析，高速公路信息处理系统是个很复杂的系统。系统的设计、构造、操作和维护都需要大量的人力、物力。当下，我国主要的高速公路干道线路已经融合成一个庞大综合信息化系统。智能信息化监控系统对行使在高速公路的车辆进行不间断的实时监控，把搜集到信息内容作进一步的解析通过通讯系统转送到监控控制中心。除此之外，智能信息化监控系统还能判断、公布高速公路每个服务区的道路状况，可以为高速公路管理工作对恶劣天气造成交通状况的发生作提前预报和准备。如果有汽车在恶劣的天气状况中发生故障，高速公路相关工作负责人员会运用智能信息化监控系统对其展开及时有效的处理，防止发生二次交通事故，导致部分高速路段的交通拥堵发生。

3.3高速公路隧道监控系统

随着我国经济的快速发展，高速公路隧道的建设项目越来越多，规模也在日益增大，隧道安全运营问题显得越来越突出，得到了广泛关注。除隧道本身的土建施工质量外，隧道的监视与控制管理系统将成为公路隧道安全正常运行的重要保障。欧洲、美国、日本等发达国家先后开发了相应的隧道控制综合运行系统，随着计算机技术、图像处理技术、通讯技术、控制技术的发展，以太网技术和总线技术突破了原有的技术瓶颈，使隧道的监视与控制系统高速信息共享成为可能，对在高速公路中发生的交通状况能够及时做出预判，对于已经发生交通事故的相关人员提供快速救援相应，充分运用计算机网络信息监控系统，联系相关负责人员尽快采取措施，从而确保其他车辆的安全运行。目前，大多数高速公路隧道段都采用机电工程监控系统，已成功使用在上海延安东路隧道复线工程，有力缓解浦东陆家嘴、浦西外滩一带过江营运管理压力以及隧道内安全行车和功能最大量发挥。其系统响应约为30～60s，采用二级计算机网络、下级网选用双环光网，响应时间＜10s，并设有电力、交通、CCTV、收费、广播、无线通讯、调度电话、火灾报警、模拟屏显示等9个子系统，在中央计算机系统的统一指挥下有机协调运作。另外，高速公路机电工程监控系统自身还包括电力监控和数据采集系统、交通监控及数据采集系统、双机设备、模块化软件设计、MTBF指标达到106h以上，收费效率提高30%以上，营运能力提高20%，经济效益明显提高，为高速公路科学、合理的发展提供源源不断的能量。

结束语

高速公路机电系统的建设和运用能够实时把握高速公路运行中发生的状况，对高速公路的正常运行保驾护航。其中，监控系统是整个机电建设系统中的核心重要部位，监控系统的主要功能是对高速公路路面进行全方位的跟踪，能够准确有效地检测到高速公路上面车辆运行的速率以及车辆发生的突发状况。现代化技术的普及，更加完善了监控系统的功能，随着高新技术的快速发展，监控系统越来越智能化、人性化地服务于人类。

参考文献

[1]孙健.高速公路机电工程的监控系统探究[J].四川水泥，2017（12）：11.

[2]唐霖，张瑞.刍议高速公路机电工程监控系统[J].甘肃科技纵横，2017，46（08）：13-15+58.

[3]王康仁.高速公路机电监控系统结构与行业发展趋势[J].中国新技术新产品，2017（14）：13-14.

[4]张云涛.高速公路机电工程电力监控系统的重要性研究[J].科技创新与应用，2017（03）：233.