摘要：在高速公路工程机电工程项目施工过程中，机电工程的建设情况对运营管理模式和运营管理体系有非常大的影响，两者缺一不可。随着科学技术的不断发展，近年来高速公路也快速发展，智能化交通系统的应用也日益广泛。三大系统的建设技术、建设设备已经成为促进我国交通行业经济发展的一个主要动力，本文重点对高速公路机电工程的优化及发展措施进行了分析和探讨。
关键词：高速公路；机电工程；设计创新
1 高速公路机电工程系统概述
一般而言，高速公路机电系统被分为六大系统，分别是监控系统、通信系统、收费系统、低压供配电系统、照明系统、隧道机电工程系统。其中，前三系统，监控、通信、收费系统同步进行、相互影响，直接影响高速公路机电工程系统管理质量，关系到高速公路后期运行的稳定性。本文将对其进行论述。
1.1 监控系统
高速公路承担着我国交通运输的主要责任，对其进行安全管理意义更加重要。为了保障高速公路运行稳定性，需要严格监控各个路段的运行情况。这就对道路信息采集、信息发布以及信息处理三个监控系统分支提出了更高的要求。其中涉及到多种设备，主要是信息发布用的无线广播设备、信息引导系统；信息处理用的电视监控、地图显示及控制设备；信息采集用的监控装置。
1.2 通信系统
通信系统在高速运行的道路中的作用十分显著，极大延伸了人的视线所及。能够及时准确的将机电工程系统工作产生的数据信息进分析、传输。给道路维护人员提供相应的维护信息，准确的告知维护地点、环节和部分，提高了维护效率。实现了各个管理部门之间信息的畅通，保障了道路运行的安全、便捷和高效。
1.3. 收费系统
收费系统是由计算机设备、视频监控设备以及对讲系统等高技术含量设备组成。其主要分为收费站、收费中心、收费总中心三个主体部分。由于收费系统为高速公路运行提供资金支持，资金流动性强，收费流程安全性显得至关重要。现阶段主要控制措施是设置不同管理权限，由各级管理责任人负责相应的管理。很大程度上提高了收费管理质量，保障了运行稳定。
2 高速公路机电工程设计优化
2.1 对监控中心的优化
作为机电工程的指挥系统，需要对监控中心进行优化设计，通过合理设计，确保监控中心的作用得以正常发挥，形成统一管理、集中处理。监控中心主要负责对隧道以及路面进行控制，监控中心的优化设计，在减少建设成本的同时，也将管控费用降为最低，在安全上也有了良好保障。同时，要协调好中心监控和区域监控的建设，构建自动化、区域化、服务化、网络化的区域交通管理中心。
2.2 对收费管理的优化
高速公路通常实行收费制度，只有精准收费，才能保证路网的安全。目前现有高速公路收费管理模式仍然以分散式的管理为主，驾驶人员从一个路口前往另一个路口时，还需要进行换卡方可完成路段收费，给驾驶人员带来很多不便。此外，不同的收费站按照不同的控制中心进行运行，计算机操作系统有较大差异，需要有人值班，这也给收费管理人员带来不便。只有全面采用科学、先进的现代收费管理设备，实现智能化收费、集中收费，才能有效减少投资、运营、管理成本，节省人力以及财力。要对原有收费管理设备进行优化，对硬件以及软件进行更新，建立统一完善的集中管理模式，实现快速收费、便捷收费、精准收费。
2.3 借助计算机等先进技术
目前，随着计算机、网络设施的广泛普及和应用，机电设备的整体性能得以提升，多样化的嵌入式设备随之产生，保证了设备体积、成本等的优良，同时能够使设备具有较好的灵活性、兼容性及可靠性，嵌入式设备将是未来高速公路智能机电设备发展的方向。
3 高速公路服务区剩余车位提示系统
随着高速公路通车里程的不断延伸、客流量的不断增大，国内汽车保有量不断增加，每逢节假日，高速公路服务区中汽车与停车位之间的矛盾就会突显出，需要着力解决的高速公路服务区的车位供给和车辆停放的矛盾。
3.1 服务区剩余车位提示系统智能管理的功能
1）车辆诱导管理。发生拥堵时，提前导流车辆（甚至可以描述为预警导流）：通过车辆导流，可以缩短车主不必要的排队时间；通过车辆导流，可以平衡各个相连服务区的服务资源；通过车辆导流，避免由于服务区的拥挤而造成的高速公路拥堵。
2）车辆大数据管理。通过视频车位管理实现服务区车位大数据的收集，通过分析数据，建立车位数据库，获取服务区车位资源，可以用于充电、汽修、餐饮住宿等后市场的服务，也可给高速公路服务区管理人员提供增建、扩建的数据依据，从而科学的对服务区停车场进行安全管控。
3）信息发布管理。通过停车诱导屏对车辆进行停车车位、路线诱导及广告信息发布，增加信息的及时传达。
3.2 剩余车位系统建设方案（见表1）
表1 剩余车位系统建设方案
3.3 剩余车位系统配套设施
1）每个服务区新增1台数据采集服务器对剩余车位数据、客流数据进行统计分析，将检测数据推送至路公司管理平台。
2）每个服务区新增1台工作站及相应的操作台，对剩余车位系统进行管理。
3）在每个服务区每侧入口减速车道前各新增1套悬臂式可变情报板用于剩余车位信息发布。
4 交通环境智能感知及预警诱导系统
4.1 交通环境智能感知及预警诱导系统功能
1）道路轮廓强化及诱导功能。具有道路轮廓强化、行车主动诱导、防追尾警示等功能，系统根据现场的能见度和雨雪等气象条件，至少可以分为四个等级，根据预先设置的阈值，自动切换工作模式，以便在极端天气下引导车辆安全行驶。
2）弯道辅助功能。在长下坡、大S弯等危险路段，智能诱导装置具备左黄右红或左红右黄功能，使道路轮廓和弯道转向能够更加清晰和直观，提高驾驶安全性。
3）气象及交通数据采集功能。系统能实现对路段能见度、大气温度、湿度、气压、风向、风速、区域照度和降雨降雪状况的采集，还能对路段交通流量和交通实景图像进行采集。
4）智能诱导装置（智能雾灯）通信功能。智能诱导装置（智能雾灯）可采用无线通信技术，雾灯间具有无线通信功能，且通信具有容错能力和抗损毁功能，当连续80m范围内有智能诱导灯损毁时，不影响其他智能诱导装置（智能雾灯）的控制和使用。
5）远程平台/自动化管控功能。系统具有远程控制系统与外场设备间的无线通信功能，自动和手动双模式组合功能，具有独立远程管理平台和植入第三方平台/系统的功能，可通过手机APP对设备进行远程控制及基本模式设置。
图1 网络拓扑图
4.2 设备构成
交通环境智能感知及预警诱导系统由智能诱导前端设备、传输系统和管理平台（平台软件）三大部分组成。其中智能诱导前端设备又包括智能诱导装置（智能雾灯）、能见度检测器、气象环境检测器、交通数据传感器、网络高清摄像机、本地控制主机等部分。其网络拓扑如图1所示。
结束语
高速公路在我国发挥着重要的运输作用，并极大的带动了汽车工业、物流行业以及沿线经济的发展。在我国经济社会发展中的地位十分重要，随着公路建设现代化、信息化建设进程的加快，高速公路必将获得持续繁荣的发展。针对高速公路机电工程系统控制的不足进行分析，并积极地进行有效的改革和优化，对于保障高速公路持续稳定发展具有重要意义。
参考文献：
[1]王跃山，谭小刚.高速公路机电工程系统的控制策略研究[J].内蒙古公路与运输，2018（02）：56-58.
[2]林正.高速公路机电工程施工质量的控制策略[J].科技创新与应用，2017（29）：98-99.
作者简介：何家雄，男，工程师。身份证号码：4501031982****XXXX
论文作者:何家雄
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：高速公路论文; 系统论文; 诱导论文; 车位论文; 服务区论文; 智能论文; 设备论文; 《基层建设》2019年第19期论文;