摘要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)逐漸完善，我國的運(yùn)輸行業(yè)也得到了很大的發(fā)展，作為道路交通的重要組成部分，完善的道路建設(shè)可以有效促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。高速公路機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)作為監(jiān)測高速公路路面情況、車輛行駛情況、以及車流量的主要工具，對公路的穩(wěn)定以及安全有著極其重要的作用。本論述通過對高速公路機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)運(yùn)行模式的研究，淺析其在公路交通方面的重要性。

關(guān)鍵詞：高速公路；機(jī)電工程；監(jiān)控系統(tǒng)

引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及基礎(chǔ)建設(shè)力度的不斷加大，高速公路建設(shè)規(guī)模越來越大，高速公路的安全問題也成為人們最為關(guān)注的話題之一。將機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用到高速公路安全運(yùn)行方面能夠進(jìn)一步提升高速公路的安全性，有效監(jiān)控高速公路的道路情況，同時(shí)能夠?qū)Ω咚俟奋囕v運(yùn)行數(shù)量進(jìn)行有效控制。隨著科技水平的進(jìn)一步提升，會有更加先進(jìn)的技術(shù)以及設(shè)備應(yīng)用到高速公路機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)當(dāng)中，會進(jìn)一步推動高速公路的發(fā)展，對于我國推動高速公路建設(shè)、促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有非常重要的意義。

1高速公路機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)功能分析

1.1進(jìn)行數(shù)據(jù)的有效處理

對于電力監(jiān)控系統(tǒng)來說，進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理是系統(tǒng)運(yùn)行中非常重要的功能之一。電力監(jiān)控系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理功能主要包括：相關(guān)事件的記錄、對于遙測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、報(bào)表以及相關(guān)數(shù)據(jù)曲線的形成、特殊情況的警告提示、相關(guān)文檔的打印等等。另外，如果相關(guān)數(shù)據(jù)量和存儲量比較大，那么系統(tǒng)會按照存儲數(shù)據(jù)所具有的時(shí)間周期將某些實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成為歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行歸檔，這樣就能夠自動地完成數(shù)據(jù)傳輸—轉(zhuǎn)換—存儲的功能。

1.2進(jìn)行遠(yuǎn)程通信以及監(jiān)控

從操作范圍上看，高速公路機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)屬于遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)。實(shí)際工作過程中并不需要工作人員到現(xiàn)場進(jìn)行操作，只需要利用工作站監(jiān)控系統(tǒng)就能夠?qū)崟r(shí)得知電力監(jiān)控系統(tǒng)的具體情況。對于高速公路現(xiàn)場的控制來說，利用光纖網(wǎng)絡(luò)可以將電力設(shè)施的運(yùn)行情況（主要包括運(yùn)行中的電流、電壓以及電量等參數(shù)）上傳到數(shù)據(jù)庫。另外，系統(tǒng)能夠?qū)⑦^往電量的狀態(tài)曲線、設(shè)備的故障情況以及相關(guān)報(bào)警信息等打印出來供工作人員參考，在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中也能夠利用繼電保護(hù)設(shè)備對線路進(jìn)行檢測以及保護(hù)，主要包括過載保護(hù)、重合閘保護(hù)以及速斷保護(hù)等功能。

1.3具有良好的人機(jī)界面

對于機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)來說，在實(shí)際運(yùn)行過程中可以進(jìn)行接線圖實(shí)時(shí)顯示功能的模擬。另外，機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)還能夠?qū)崿F(xiàn)多方面的復(fù)雜功能，包括容錯(cuò)、監(jiān)視以及維護(hù)等等，這樣就很大程度上保證了機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2高速公路機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

2.1主線監(jiān)控外場設(shè)備

監(jiān)控系統(tǒng)的主線監(jiān)控外場設(shè)備，主要組成是微波車輛檢測器、氣象檢測器、大型可變信息標(biāo)志、攝像機(jī)、信息發(fā)布屏幕等等。在高速公路設(shè)置彩色攝像機(jī)和視頻車輛檢測器，捕獲的數(shù)據(jù)信息傳送到監(jiān)控中心，再通過中央計(jì)算機(jī)和控制軟件來收集分析各種信息參數(shù)，判斷實(shí)時(shí)交通和生成控制方案，將形成信息傳播領(lǐng)域的控制方案通過通信系統(tǒng)設(shè)備，實(shí)時(shí)發(fā)布。主要的設(shè)備包括大型變量信息標(biāo)志、信息發(fā)布屏、路邊的廣播等等。高速公路機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)所有的設(shè)備都需要通信系統(tǒng)把收集的信息數(shù)據(jù)發(fā)送到通信中心，再經(jīng)通信中心把接收的信息傳送到監(jiān)控中心。

2.2隧道監(jiān)控設(shè)備

高速公路隧道機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備，主要由紅綠燈、車輛檢測器、指示標(biāo)志、隧道攝像機(jī)、隧道光強(qiáng)檢測器、一氧化碳和可見性的局部檢測器、火災(zāi)報(bào)警器以及本地控制系統(tǒng)組成。其中，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)是一個(gè)重要的公路隧道設(shè)備，當(dāng)隧道有交通事故發(fā)生并引起火災(zāi)的時(shí)候，火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)可以有效地報(bào)警，通知監(jiān)控中心應(yīng)當(dāng)采取措施，阻止火勢蔓延。公路隧道監(jiān)控設(shè)備和本地控制器組成一個(gè)有效的網(wǎng)絡(luò)鏈接，使用鏈接把采集到的數(shù)據(jù)信息向上傳輸送到通信中心，最后，再由通信中心向監(jiān)控中心傳送數(shù)據(jù)、監(jiān)控中心可人工下發(fā)指令或執(zhí)行預(yù)案。

2.3監(jiān)控中心設(shè)備

高速公路監(jiān)控中心監(jiān)控系統(tǒng)主要由閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、大屏幕投影系統(tǒng)、不間斷電源系統(tǒng)和監(jiān)視墻以及控制臺等等構(gòu)成。監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)包括視頻控制電腦、交通監(jiān)控計(jì)算機(jī)、火災(zāi)報(bào)警、應(yīng)急事故管理計(jì)算機(jī)等，監(jiān)控中心的計(jì)算機(jī)通過相互傳輸數(shù)據(jù)信息，構(gòu)成了高速公路監(jiān)控系統(tǒng)以太網(wǎng)。在高速公路監(jiān)控中心可通過閉路電視監(jiān)控等系統(tǒng)對高速公路全路段進(jìn)行有效監(jiān)控。

3高速公路機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行模式

高速公路監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中，有很多復(fù)雜的過程，所以我們必須保證高速公路在運(yùn)行過程中具有良好的運(yùn)行模式。監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控中心對視頻攝像機(jī)、氣象檢測器、車輛檢測器等設(shè)備檢測到的數(shù)據(jù)信息以及其它設(shè)備檢測天氣狀況、道路信息、交通狀況等進(jìn)行詳細(xì)地分析和研究處理并整合，從而掌握公路運(yùn)行的細(xì)節(jié)。閉路電視系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、投影系統(tǒng)設(shè)備能夠掌握高速公路路面的使用情況、監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、交通情況等。管理人員根據(jù)監(jiān)測設(shè)備提供的信息，制定一套符合高速公路的實(shí)際操作狀況的控制方案，從而有效地提高高速公路的管理。在公路隧道入口設(shè)置一個(gè)紅綠燈、道路安全標(biāo)志、“F”可變信息標(biāo)志，提醒即將進(jìn)入隧道的車輛小心駕駛。

4高速公路機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)備安裝

4.1安裝準(zhǔn)備工作

在設(shè)備安裝前，要做好準(zhǔn)備工作。員工嚴(yán)格檢查相關(guān)設(shè)備，以確保機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)從設(shè)備到布線路由、設(shè)備接口定義、接地等設(shè)計(jì)符合標(biāo)準(zhǔn)化要求。在設(shè)備安裝前，安裝人員要準(zhǔn)備齊所需的工具、信號線、電源線、視頻線、電纜和其他安裝材料，確保監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備安裝的順利進(jìn)行。

4.2本地控制器的安裝

在隧道內(nèi)本地控制器安裝的時(shí)候，相關(guān)人員必須嚴(yán)格監(jiān)管本地控制箱，及時(shí)換掉不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的控制箱。控制箱固定在隧道孔壁，在控制箱內(nèi)安裝本地控制器，然后做好電纜連接頭，最后根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙的要求連接、安裝調(diào)試本地控制器、做到防塵、防潮濕、線纜標(biāo)識及接線圖清晰準(zhǔn)確。

4.3火災(zāi)報(bào)警器的安裝

安裝火災(zāi)報(bào)警時(shí)，工作人員必須嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定操作，并且在電纜線路上做好標(biāo)記，以確定電纜安裝的位置。相關(guān)工作員工必須按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行線管及電纜敷設(shè)，電纜敷設(shè)時(shí)，敷設(shè)一根、排列一根，并在適當(dāng)部位進(jìn)行綁扎，避免混亂。在敷設(shè)垂直上下電纜時(shí)，應(yīng)每隔1.5m~2m進(jìn)行綁扎，防止電纜在彎曲處集中受力，造成損傷（見圖1、圖2所示）。同時(shí)留出接地端。火災(zāi)報(bào)警安裝過程要確定具體的安裝位置，然后固定好傳感器、火災(zāi)報(bào)警開關(guān)按鈕，同時(shí)做好接地保護(hù)。

4.4攝像機(jī)的安裝

安裝攝像機(jī)時(shí)，工作人員在室內(nèi)把攝像機(jī)臨時(shí)接入電視墻監(jiān)視器，調(diào)整攝像機(jī)鏡頭和后座，確保相機(jī)可以正常顯示，做好變焦、聚焦、云臺旋轉(zhuǎn)等等工作，以避免攝像機(jī)安裝后，監(jiān)控系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中出現(xiàn)問題，不能斷定攝像機(jī)有沒有故障。

4.5大型可變信息標(biāo)志的安裝

安裝大型可變信息標(biāo)志時(shí)，工作人員必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求工作。當(dāng)起重顯示板模塊和龍門架的時(shí)候，應(yīng)注意施工安全，確保配電箱配件及配線符合安裝順序、明確標(biāo)識、接觸良好，接地、絕緣電阻符合設(shè)計(jì)要求。

5高速公路機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用

5.1信息采集系統(tǒng)

信息采集系統(tǒng)主要設(shè)備包括視頻攝像機(jī)、車輛檢測器、能見度天氣探測器等。把收集的原始信息通過通信系統(tǒng)傳送到監(jiān)控中心，使監(jiān)控中心掌握一定時(shí)期、一定路段的行駛車輛信息。與此同時(shí)，信息收集和監(jiān)測系統(tǒng)信息可以傳播給交通管理部門，為高速公路管理提供信息參考。

5.2信息處理系統(tǒng)

信息處理系統(tǒng)是利用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分析高速公路信息采集系統(tǒng)提供的信息，判斷實(shí)時(shí)交通狀況并且制作出控制方案，為高速公路管理提供解決方案。目前，我國許多省市已經(jīng)形成了系統(tǒng)的高速公路網(wǎng)絡(luò)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電子監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控道路網(wǎng)內(nèi)的道路，并且進(jìn)行分析收集到的信息，再加以處理。計(jì)算機(jī)電子監(jiān)控系統(tǒng)也可以發(fā)布每個(gè)站點(diǎn)的公路交通信息、天氣信息等服務(wù)信息，為高速公路管理工作提供了保障。遇到緊急情況時(shí)，管理人員可以使用電子計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)對公路實(shí)時(shí)管理，避免事故的發(fā)生或交通堵塞。

5.3信息提供系統(tǒng)

信息提供系統(tǒng)是把交通控制信息實(shí)時(shí)顯示的信息處理系統(tǒng)，主要設(shè)備包括可變信息標(biāo)志、紅綠燈、信息顯示屏幕、路邊的廣播等。目前監(jiān)控系統(tǒng)常用的控制信息監(jiān)控系統(tǒng)編程算法是穩(wěn)態(tài)流量控制算法和模糊理論算法，具體的計(jì)算方法確定要根據(jù)高速公路實(shí)際運(yùn)行情況來確定。

5.4隧道機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)

為了確保公路隧道內(nèi)交通安全正常運(yùn)行，確保正常發(fā)揮監(jiān)控功能，必須在高速公路隧道機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)配備合理的電子監(jiān)控設(shè)備，如車道隧道攝像機(jī)、車輛檢測器、可見度探測器、火災(zāi)報(bào)警、本地控制器等等。當(dāng)發(fā)生意想不到的事件或遇到壞天氣，隧道機(jī)電監(jiān)控系統(tǒng)對信息及時(shí)采集及處理、同時(shí)下發(fā)指令可以為車輛的正常運(yùn)行提供安全有效的保障。

6高速公路機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提升，高速公路機(jī)電工程電力監(jiān)控系統(tǒng)各個(gè)方面都在不斷地升級優(yōu)化。在今后的發(fā)展過程中，電力監(jiān)控系統(tǒng)可以充分結(jié)合高速公路內(nèi)部的通訊系統(tǒng)，這樣就能夠依照高速公路的橋梁、隧道和不同收費(fèi)站的用電情況來監(jiān)控機(jī)電工程所處狀態(tài)以及電力使用情況。這樣就能夠提升電力監(jiān)控系統(tǒng)和高速公路管理機(jī)構(gòu)的溝通聯(lián)系，協(xié)調(diào)雙方的工作情況，進(jìn)一步降低故障的發(fā)生概率，縮短解決故障的時(shí)間。電力監(jiān)控系統(tǒng)可以充分應(yīng)用現(xiàn)代化科技（例如信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、信息通訊技術(shù)等）進(jìn)行多方位、多角度地遠(yuǎn)程監(jiān)控以及維護(hù)，降低人力工作強(qiáng)度的同時(shí)提升監(jiān)控的準(zhǔn)確性和及時(shí)性。

7結(jié)束語

隨著科技水平的提升，將會有越來越多的新技術(shù)、新模式應(yīng)用到高速公路機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)中來，能夠使得機(jī)電工程監(jiān)控系統(tǒng)的管理更加的合理化、科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化，能夠進(jìn)一步優(yōu)化升級高速公路交通量、用電量等方面的監(jiān)控以及管理，能夠更加有效、準(zhǔn)確地得知機(jī)電設(shè)備運(yùn)行情況，能夠采取更加有針對性的措施及時(shí)解決潛在問題，降低故障發(fā)生率，這對于促進(jìn)我國高速公路建設(shè)具有非常重要的意義。