文/段琳

1 概述

截至2018年底，我國高速公路通車總里程已突破14 萬公里，隨著高速公路網(wǎng)格化的形成，高速公路多義性路徑計(jì)費(fèi)與拆分問題越來越突出。2018年6月，陜西省交通運(yùn)輸廳印發(fā)《陜西省高速公路多義性路徑標(biāo)識點(diǎn)建設(shè)技術(shù)要求》，在交通運(yùn)輸部《收費(fèi)公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)多義性路徑識別技術(shù)要求》基礎(chǔ)上，增加基于視頻車牌識別及車輛識別技術(shù)的設(shè)備，用于數(shù)據(jù)稽查、交通量調(diào)查和車輛排放檢測等相關(guān)信息的收集整理。

多義性路徑標(biāo)識點(diǎn)布設(shè)與供電遵循以下基本原則：

（1）在每行車方向上設(shè)置一座龍門架，標(biāo)識RSU、車輛識別（高清車牌識別）與補(bǔ)光設(shè)備等采用頂掛方式安置在龍門架上。

（2）標(biāo)識點(diǎn)布設(shè)位置與收費(fèi)站及其他標(biāo)識點(diǎn)之間的直線距離原則上不小于1km，應(yīng)做到5.8GHz 通信信號不受干擾。

（3）標(biāo)識點(diǎn)一般應(yīng)設(shè)置在封閉式收費(fèi)公路主線空曠區(qū)域，前方500 米為平直路段，遠(yuǎn)離服務(wù)區(qū)等易發(fā)生車輛聚集的區(qū)域，盡量避免在隧道和山谷等區(qū)域設(shè)置。

（4）標(biāo)識點(diǎn)供電模式采用交流電與蓄電池組合供電方式，電源由附近收費(fèi)站或服務(wù)區(qū)變電站低壓配電柜取電。

2 供電原理分析

由于標(biāo)識點(diǎn)設(shè)備用電負(fù)荷較大（一處斷面4 ～6Kw），且受高速公路構(gòu)造物較多等條件限制，標(biāo)識點(diǎn)設(shè)備距離電源多在1 ～3km，對于大功率、長距離供電的情況，常見的供電方案一般分為三種：

2.1 方案1：采用低壓電力電纜直接供電

此方案供電結(jié)構(gòu)簡單，施工方便，一般適用于500m 之內(nèi)的供電方式。當(dāng)送電距離超出500m 時，根據(jù)國家規(guī)范規(guī)定，線路壓降應(yīng)當(dāng)小于5%，受導(dǎo)線壓降（△U=I×R）制約，若要保證供電質(zhì)量與效率，就需增大電纜截面積以降低線路阻抗，導(dǎo)致供電線路造價增加。

2.2 方案2：采用智能升降壓系統(tǒng)供電

系統(tǒng)主要包括電源發(fā)生器、隔離變換器及供電電纜，在供電側(cè)電源發(fā)生器根據(jù)線路負(fù)荷在一定范圍內(nèi)（≤1kV）自動實(shí)時調(diào)節(jié)輸出電壓，在用電側(cè)隔離變換器同樣根據(jù)負(fù)荷自動調(diào)整降壓比再經(jīng)過寬穩(wěn)壓輸出，隔離變換器總是優(yōu)先調(diào)節(jié)并穩(wěn)壓輸出，只有當(dāng)電流變化大，無法滿足隔離變換器輸入電壓要求時才需要調(diào)節(jié)電源發(fā)生器的輸出電壓。由于采用了“浮動電壓”供電技術(shù)，供電電壓可以根據(jù)負(fù)載電流的變化適時浮動，可以加大輸送功率，延長供電半徑。

2.3 方案3：采用直流遠(yuǎn)程供電

其原理就是將220V 交流電整流成直流并將電壓升高通過線纜進(jìn)行電能傳輸，到末端用電點(diǎn)處再逆變成220V 交流電，給現(xiàn)場設(shè)備供電。直流遠(yuǎn)供外場端主要依靠斬波振蕩逆變實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓，大量使用電子設(shè)備，受戶外環(huán)境的影響較大，可靠性較低，可擴(kuò)展性不強(qiáng)，因此不做推薦。

表1

3 工程造價比較

對于大多數(shù)用戶來說，方案的選擇很大程度上是考慮系統(tǒng)造價問題。下面以最為常見的雙向四車道高速公路標(biāo)識點(diǎn)為例，對方案一、二做出比較。如表1所示。

4 結(jié)論

根據(jù)表格中造價比較得出：在相同供電條件下，當(dāng)標(biāo)識點(diǎn)距離電源小于1.5km 時，推薦采用方案一；距離大于1.5km 時，推薦采用方案二，且供電距離越遠(yuǎn)，經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)勢越明顯。綜上所述，從節(jié)能、安全、造價多角度考慮，建議在高速公路上推廣使用智能升降壓供電系統(tǒng)。