高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术研究

高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术研究

王立军、孙文杰、鲁婷、杨仕强

云南省交通科学研究院有限公司 云南省昆明市 650000

摘要：随着经济与社会的快速发展，近年来各类交通工程在我国各地大量兴建，高速公路机电工程系统受此影响日渐完善，相关研究也随之大量涌现。基于此，本文将简单分析高速公路机电工程系统集成设计要点，并深入探讨高速公路机电工程系统施工调试技术，希望研究内容能够给相关从业人员带来启发。

关键词：高速公路；机电工程系统；集成设计；施工调试技术

前言：结合实际调研可以发现，现阶段我国很多高速公路机电工程系统存在技术落后、管理标准不统一、设计未能做到统筹考虑等问题。为尽可能优化高速公路机电工程系统，集成化设计与高水平施工调试极为关键，因此本文研究具备较高的现实意义。

1. 高速公路机电工程系统集成设计要点

1.1设计需求分析

对于高速公路机电工程系统集成设计来说，需设法提高可靠性、提高运行效率、强化各子系统关联、实现可视化管理、优化服务质量。监控系统、通信系统、收费系统三者属于高速公路机电工程系统的重点组成部分，本节主要围绕三者探讨高速公路机电工程系统集成设计需求。通信系统的设计需求主要包括支持多业务、流畅传输视频图像、高光纤化程度、干线通信网统一性、优秀扩展性，具体实现可采用E-PTN平台；监控系统的设计需求主要包括实时采集各种监控信息、实时计算处理采集到的信息、检测交通事件、融合处理分析多源数据、自动生成和下发交通控制策略、保证交通通畅，具体的实现应关注高精度检测器的配置检测器覆盖率的控制也极为关键；以ETC系统为例，收费设施的设计需求主要包括保证车辆通过率、减少车辆延误、解决通行费精确拆分和多义性路径识别问题^[1]。

1.2具体设计要点

仍围绕监控系统、通信系统、收费系统探讨高速公路机电工程系统集成设计。监控系统设计需首先设法实现路网运行状况全面可视化，具体可在监控视频网络中全面接入关键节点摄像机，收费监控、隧道监控、服务区视频、超限检测视频存在的不同摄像机接入要求也需要得到重视。设计还应关注易拥塞和事故黑点路段的视频监控强化，并设法扩展监控范围。为开展准确性更高的交通环境检测，设计还需要关注营运车辆GPS数据利用、与商业导航平台的合作，以此实现交通状态可控化并设法提供更高水平的交通信息服务。基于上述思路，可设计由监控分中心、外场设备组成的监控系统，监控分中心由闭路电视监视系统、计算机系统、信息安全系统、视频事件监测系统、大屏幕拼接显示系统、附属设备组成，外场设备应包括一体化视频事件检测摄像机、微波车辆检测器、闭路电视摄像机、可变限速标志、可变情报板、服务区信息发布标志等，辅以工业以太网交换机组千兆自愈环网，即可保证监控系统更好为高速公路运行提供服务，图1为大流量路段车检器布设示意图^[2]。

图 1 大流量路段车检器布设示意图

通信系统设计需围绕管道工程、通信电源、语音交换、光缆传输等开展，满足各中心及站点的通信服务需要。可选用PTN设备开展路段接入网设计，传统程控交换网络应在设计中由软交换系统逐步替换，同时还需要关注通信资源管理体系的建设。具体设计需围绕通信网络、光传输系统、语音交换系统、通信电源系统、指令电话系统、通信管道、光缆线路进行，如光传输系统可细分为路段光综合业务接入网、干线光传输系统，可围绕E-PTN技术、ADM设备、光网络单元、光线路终端、ASON SDH干线传输网进行设计；收费系统设计可采用相控阵ETC天线技术，并设法精准识别路径行驶信息。具体的收费系统设计可围绕收费计算机系统、收费闭路电视监视系统、收费数据传输通路、内部对讲系统、车牌照自动识别系统、报警系统、不停车收费系统、计重系统开展。

2. 高速公路机电工程系统施工调试技术

介于篇幅限制，本节仅对高速公路机电工程系统中的监控系统、通信系统、收费系统的施工调试开展简单研究。

2.1监控系统的施工调试

结合上文研究可以发现，监控系统在高速公路机电工程系统中的重要性极高，如负责来往车辆的指挥。在监控来往车辆的过程中，监控系统还需要对气候变化进行监测，并基于监测结果自动发出警示，高速公路工作人员可以此为依据做好预警工作，降低天气原因引发安全事故的几率。在监控系统支持下，管理人员也能够更为迅速、及时地发现安全事故，快速提供增援，事故的发生几率和危害均可有效降低。对于覆盖范围较广的监控系统来说，监控系统的安装施工必须严格遵循建设施工的具体要求，完成施工后的调试也需要及时有效开展，这一过程中需结合高速公路需要不断增加监控范围，并保证监控系统存在的各类问题能够及时发现和处理，保证系统的完整、正常运行，更好为行车安全提供保障。为保证监控系统的质量、正常运转及耐用性，系统的联调联试也需要得到重视，以此及时调整不符合项，满足高速公路运营和管理部门需要，辅以定期的组织培训、周期性的更新调整，监控系统方可更好为高速公路安全运行提供服务。

2.2通信系统的施工调试

高速公路建设中通信系统的重要性同样不容忽视，通信系统在减少交通事故、保证行车安全等方面同样发挥着重要作用。在高速公路的运行过程中，通信系统能够保证工作人员及时了解实际运行情况，但对于较为复杂的通信系统建设来说，必须保证其拥有完善的各个子系统，以此保证通信系统的稳定运行。完成通信系统施工后，系统各个环节的调试均需要得到重视，以此结合系统存在的不足对其进行完善，提升系统的可靠性和完善性。通信系统的调试需重点关注线缆的传输、防腐、耐用的试验，各个阶段的调试、最终的联调联试、各类仪器仪表的提前检测也需要得到重视。

2.3收费系统的施工调试

对于主要负责统计工作的收费系统来说，该系统能够实现高速公路通车数量等数据的记录和备份，并能够为各种突发状况的解决提供帮助。通过监测车辆，收费系统在保证收费通道正常运行、避免安全事故和拥堵等方面具备较高价值，为保证这种价值的充分发挥，通车前必须模拟通车情况调试收费系统，避免运行过程中出现问题，具体可安排不同类型车辆通过收费站，以此对收费通道的问题或故障进行检测，辅以针对性地联调联试，高速公路收费工作的准确性和高效性即可得到保障。

结论：综上所述，高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术具备较高实用性。在此基础上，本文涉及的具体设计要点、收费系统的施工调试等内容，则提供了可行性较高的设计与调试路径。为更好地服务于高速公路建设，物联网等新型技术的应用也需要得到重视。

参考文献：

[1]刘翔.高速公路机电工程通信系统技术的相关研究[J].现代工业经济和信息化，2021,11(01):88-89.

[2]王哲.浅谈高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术[J].数码世界，2020(02):288.