高速公路机电工程浅析
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摘要：交通运输业作为国民经济的重要事业，在促进社会进步和经济发展的进程中发挥着至关重要的作用，而机电工程在高速公路运营管理的过程中又占据着重要的地位。文章在具体分析高速公路机电工程内容的前提下，从其具体内容入手论述了高速公路机电工程的设计工作。
关键词：高速公路；机电工程；道路运营管理；交通运输业；高速公路设计 文献标识码：A
中图分类号：U412 文章编号：1009-2374（2015）27-0110-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.27.057
随着我国经济的快速发展及社会的全面进步，交通运输业也得到了前所未有的发展。近年来，公路特别是高速公路，无论是在建设里程还是在后期运营、管理上都取得了很大的成就。高速公路运输在我国运输业中发挥着重要的作用，因此加强高速公路机电工程相关内容的理论研究，为参与高速公路设计、建设和管理的相关人员提供必要理论依据是一项重要的工作。此外，机电工程建设和管理关乎整个高速公路运营的全局，通过对高速公路机电工程设计的具体内容进行简要分析，将能加强高速公路机电工程建设相关理论依据。
1 高速公路机电工程的内容
总的来说，高速公路机电工程由监控、收费、通信和供电照明系统四个部分组成。具体来说，收费系统就是依据相关部门发布的收费政策，构建一个全省联网的收费平台。监控系统是通过对路况信息、突发交通事件、气象等信息的收集和归纳，并为相关人员传输准确信息或将信息公布于众。监控系统是司乘人员了解交通信息以及工作人员领导和控制交通的重要渠道。通信系统是监控、收费系统得以顺利运行的重要保障。它可以通过相关设备来传输监控图像、语音及相关数据，并对这些数据进行准确、恰当的处理。供电和照明系统是高速公路顺利运营的重要基础和保障，它一方面为整个机电工程的顺利运行提供动力；另一方面还为收费站及附近工作区域、隧道的照明提供能源，以确保满足收费人员及司乘人员的照明要求。总而言之，监控系统、收费系统、通信系统以及供电照明系统作为高速公路机电工程的重要组成部分，在高速公路运营的过程中是缺一不可的。
2 高速公路机电工程主要内容的设计工作
2.1 高速公路的监控系统设计
高速公路的监控系统实现了对整个高速公路管理及运营的全景监控和展示，有效地完成了高速公路管理的及时性和互动性，促进了高速公路应急管理的智能化及集成化，在整个高速公路的运营管理中发挥着重要的作用。对于高速公路监控系统的设计应该严格秉承以下两个方面的原则：首先，监控方案必须与国家及相关部门的标准和政策要求保持一致；其次，从整个系统的经济性和先进性出发，力争用最低的运营成本设计出最成熟、完善的监控系统，以满足高速公路近期及长期范围内对监控系统的需求。此外，还要充分考虑本区域监控系统与相邻路段其他高速公路监控系统之间的协调合作。总之，高速公路的监控系统设计要从以上两个方面的原则出发，方能发挥监控系统的汇集信息、显示信息、控制信息、处理信息、统计数据、视频监控、预警管控、路网协调处理、报警处理等基本功能。具体设计要求如下：高速公路监控系统应是一个集应急指挥中心、运营管理中心、信息监控中心为一体的集合系统，具体来说，一个完整的高速公路监控系统要由视频集中监控子系统、智能交通信息子系统、预警管控子系统构成，因而对于高速公路监控系统的设计也应该从这三方面入手：首先是视频集中监控子系统，通过在道路、收费站、桥梁、隧道等区域安装监控设备，并将来自这些区域的视频、图像和数据集中上传到信息监控中心，经过统一分析和归纳后，实现对高速公路的集中监控管理；其次是预警管控子系统，预警管控子系统是针对突发性群体事件、恶劣天气、危化品处置、信息采集、重大交通事故等突发性事件而设计的应急处置系统。通过对事件及预警级别的分类，在预警软件上设计出相应的控制方案，包括恶劣天气或交通拥堵等紧急事件处置方案，进而提高高速公路应急处置能力，尽可能减少损失、避免伤害；最后是智能交通信息子系统，它是以现代电子信息技术为依托，为服务于交通运输而设计出的系统，主要通过高新技术汇集、分析、处理信息的方式，为高速公路提高丰富的智能服务。
2.2 高速公路收费系统设计
高速公路的收费系统设计应该从我国具体国情及区域道路的实际情况出发，符合区域公路近期、远期的使用要求及相关部门的具体规划，并最大限度提高资源利用率。对于高速公路收费系统的设计，除了要严格遵守以上原则外，还要充分发挥其收费稽查、收费监督、票卡管理及收费机电设备维护、管理的功能，从联网收费管理中心、收费分中心、各收费站三个不同层面来入手对高速公路收费系统进行系统设计，并加强与其相关的其他界面的设计。具体来说，一个完整的高速公路收费系统的设计方案要涉及到数据通信管理子系统、报表管理子系统、卡号查询子系统、图像稽查子系统、票务管理子系统、IC卡管理子系统、数据备份和恢复子系统等内容的设计。
目前大部分高速公路收费站主要采取人工半自动收费方式，以现金形式支付通行费。在该方式下，用户一次缴纳的通行费数额较大。同时，点数、核对现钞延长了服务时间，降低了通行效率和服务水平，也容易在收费过程中发生倒卡、换卡的作弊行为，产生财务漏洞。因此，迫切需要启用新技术提高收费业务管理水平和服务水平。非现金支付（包括ETC）技术应运而生，目前在全国各地得到了一定的应用，社会效益和经济效益初步显现，正在高速公路收费系统中快速发展。
2.3 高速公路通信系统设计
高速公路通信系统通信网由光纤数字传输系统、程控交换+软交换系统、光缆工程、电缆工程、通信电源系统等构成。
为了能够有效、准确地对各个路段实现监控管理，传输监控、收费等系统的图像、语音、数据等方面资料，在通信系统设计过程中应该严格遵守以下两方面的原则：首先，高速公路通信系统的设计要严格符合国家及相关部门对通信技术的规范及标准要求，在满足路段公路管理和运营需要的前提下最大限度利用目前既有通信设施，同时根据《高速公路通信技术要求》及地区规划的要求，重点考虑项目与其他相邻高速公路通信系统的互联互通，充分考虑高速公路所在区域的经济状况及当前先进技术的发展水平，提高高速公路通信系统的经济效益和先进性。保证系统多元化互联，各类信息都能高效地接入网络；其次，传输等级的制定，必须满足语音、数据、图像等信息的高质量传输要求，并与其他系统协调一致。在原有通信设备的基础上充分发挥新装设备的兼容性及拓展性，使其既能满足当前需要，又具有满足未来发展需求的潜力。此外，综合目前国内、外高速公路通信技术的发展，综合考虑设备和运行成本，采用先进技术，保证系统的可靠性、可维护性。只有从以上两方面的原则出发，才能充分发挥图像业务、电视电话会议业务、语音业务、数据传输业务等方面的功能。
2.4 高速公路供电及照明系统设计
高速公路供电及照明系统是高速公路机电工程的重要组成部分，其具体设计应该充分满足监控、收费、通信系统对于用电和照明的需求，因此，在供电系统设计过程中应该采用先进技术，实现供电系统的经济性及可行性。另外，照明系统无论是在亮度、照度还是在均匀度等方面，都应该严格符合国家有关道路照明的技术要求，确保照明系统在先进技术和一流设备的结合下，既能安全可靠运行，又充满现代气息。
总而言之，高速公路机电工程是一个涉及内容广泛的复杂系统。在其设计、建设过程中，要充分掌握其系统构成，及时发现并解决建设过程中出现的瓶颈性障碍，通过优化设计方案、严格遵循行业标准及法律法规规定，从监控系统、收费系统、通信系统、供电照明系统的具体内容设计入手，确保高速公路机电工程建设的有效实施及稳定运营。
参考文献
[1] 郑祖廷.浅析高速公路机电工程建设管理[J].科技创业月刊，2010，（8）.
[2] 陆松.高速公路机电工程的质量监理[J].太原科技，2008，（5）.
（责任编辑：秦逊玉）
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