摘要：文章以高速公路机电工程的监控系统为研究对象，从多个维度展开了探讨，以供参考。
关键词：高速公路；机电工程；监控系统
一、工程概况
某高速公路项目线路全长118km，设计车速100km/h，路基宽度为28m。本工程由全线监控系统、通信系统、收费系统和隧道内通风、照明及供配电系统组成，项目机电工程合同属于工程总承包合同，联合设计、材料设备供货运输、交付安装、开通调试、培训等责任由投标人承担。
二、高速公路机电工程监控系统结构
1.主线监控外场设备
在高速公路机电工程监控系统中，其主线监控外场设备，主要组成包括了外场摄像机、车辆检测器和信息发布屏等。在高速公路设置彩色监控摄像机和视频车辆检测器，可将拍摄到的数据通过通信系统传入监控中心，再通过中央计算机和控制软件机械能信息分析处理，对交通状况进行判断，进一步产生控制方案。通信系统可再次将控制方案传输到外场设备实时显示和发布。
2.隧道监控设备
众所周知，高路公路工程通常涵盖许多隧道，而根据相关数据调查可知，在高速公路安全事故中，隧道周边及隧道内的事故发生率占据了重要比例，故此在隧道中安装监控系统显得尤为重要。经大量实际调查数据可知，隧道监控系统的组成结构较为复杂，它不仅包括供配电系统、照明系统，与此同时它还有监控系统以及通风系统等，除此之外针对隧道特殊的运行机构，在进行设备的安装过程中，除了一般的交通信号灯以及检测器之外，还有专门的隧道使用摄像机，此外在监控系统中，为从根本上保证隧道稳定安全运行，在系统中需安装两个设备结构，即：监控设备和报警设备。
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。
三、高速公路机电监控系统
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。
2.处理信息
高速公路的信息处理系统比较复杂，设计、使用和维护该系统时需要投入大量的人力、物力和财力，借助互联网信息技术可以提高系统的信息分析处理能力。庞大的交通网络已经形成一个整体，高速公路主要干线道路形成了一个规模庞大的智能化综合信息系统，对高速公路上行驶的车辆进行实时的连续监控，监控控制中心对这些基础信息进行解析，智能化地判断和发布各高速公路服务区的道路情况，还能提前预报恶劣天气，并对恶劣天气可能对正常交通产生的影响做好准备工作，当恶劣天气下车辆发生故障时，通过智能信息化监控系统，高速公路的工作人员可以及时采取有效处理措施，避免二次事故的发生，确保高速公路的畅通。
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3.信息提供系统
信息提供系统主要包含：网络服务器、屏幕显示播放器、设备组成，将服务器的信息通过网络（广域网/局域网/专用网都适用，包括无线网络）发送给屏幕显示播放器，再由屏幕显示播放器组合音视频、图片、文字等信息（包括播放位置和播放内容等）。输送给液晶电视机等显示设备可以接受的音视频输入形成音视频文件的播放，形成一套可通过网络将所有服务器信息发送到终端。在高速公路上应用主要体现在交通灯、高速公路部分路段两侧的音响广播以及高速公路两边可变颜色的信息标志灯
4.系统数据传输
信息化是目前各大领域优化发展重点内容，因不同地区高速公路建设存在明显差异，所以信息化水平也有差距。为加强管理，应以现有机电系统为依托，积极安排相关项目优化，以满足现代化管理及数字化管理等方面的需求。
（1）设备状态数据传输方面
借助动力环境实时监控系统，采集所有关键设备状态数据，同时将采集到的数据自动传输至终端，由各终端进行针对性分析，如果通过分析发现状态数据和要求不相符，则会立即发出警告提示.
（2）通信传输方面
除权力中心之外，其余所有站点都安装网络交换机，不同站点相关单位所有业务均与此网络交换机相接。再由交换机根据不同站点业务对VLAN进行划分并通过Trunk口对业务和该站点用户端口进行连接，传输到权力中心，在第三层交换机的支持下，能实现VLAN通信，而且借助ACL还能完成VLAN隔离。对二级单位而言，其办公场所未设置通信装置，此时可通过对非网管二级交换机的合理配置，能连接通信站机房与单位自身局域网。
（3）监控图像方面
在各收费站控制矩阵之后设置视频传输及控制装置，并实现所有收费站的可靠衔接，各收费站均通过视频及控制装置对信号进行网络传输，处在局域网或者是广域网上的用户，可对视频图像进行监控，同时根据权限完全远程控制。安装网络视频管理专用服务器，以此控制处在前端的所有控制装置。在这种条件下，现场管理人员能在任意时间和地点借助系统掌握公路实际运行情况，为突发事件处置创造良好条件。
（4）办公自动化
在对通信传输系统进行改造升级的同时，新建办公专用宽带网，通过对办公自动化的应用，构建操作管理系统。通过这样的配置，能使管理处通过网络完成公文的审批，进而实现办公自动化、无纸化与现代化，极大的提高实际工作效率，减少投资成本。
5.系统应急处理
机电设备具有故障无法预见的特征，因此在紧急情况下往往需要依靠预案才能起到及时处理，防止出现大面积故障的作用。从设备配置角度讲，首先，应对备用设备实施可移动式改造，同时按照既定处理程序，作必要的重分布，以提高紧急状态下的应急工作效率；其次，引进便携式收费装置，鉴于收费系统具有故障发生率高和故障影响较大的特点，应增大投入引进便携装置，并将其安装在监控中心与关键站所，这样能有效解决部分站点应急反应时间较长的问题；再次，铺设关键站点备用供电线路，因供电线路一旦发生故障将直接导致系统瘫痪，所以铺设备用线路能在主线路发生故障时自动启动，避免供电中断；最后，在部分站点配置小型汽油机，以备不时之需，提高应急处理能力。
结语
在社会经济水平和生活质量不断提升的大环境下，人们对基础设施的服务质量要求更高，高速公路在人们日常出行和运输行业中占据了非常重要的位置，提高高速公路运行安全性意义重大。高速公路机电工程监控系统是机电系统的核心，可以准确、有效地对高速公路实现全方位监控，有效减少交通事故，提高高速公路管理水平，随着科学技术的发展，监控系统功能越来越完善，系统智能化水平不断提升，为人们提供了更优质的服务。
参考文献：
[1]陈安敏.高速公路机电工程的监控系统探析[J].交通建设与管理，2018（8）
[2]张锦乐.高速公路工程机电监控系统的探讨[J].低碳世界，2018（12）
[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）
论文作者:林弟
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/14
标签：高速公路论文; 监控系统论文; 系统论文; 设备论文; 隧道论文; 信息论文; 机电论文; 《基层建设》2019年第28期论文;