王哲 中鐵十六局集團(tuán)電氣化工程有限公司

高速公路機(jī)電系統(tǒng)是由收費(fèi)、監(jiān)控、通信三大分系統(tǒng)組成，伴隨國內(nèi)對(duì)高速公路開發(fā)力度的逐步增強(qiáng)，這三大分系統(tǒng)也在不斷創(chuàng)新，逐步向科技化與信息化模式發(fā)展轉(zhuǎn)變，那么本文就對(duì)收費(fèi)、監(jiān)控、和通信三大分系統(tǒng)的施工調(diào)試、機(jī)電工程系統(tǒng)的集成設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用與機(jī)電工程系統(tǒng)方案展開討論。

一、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)方案

高速公路機(jī)電功能在于道路設(shè)備實(shí)施管理和監(jiān)控，伴隨信息技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)電工程系統(tǒng)不斷發(fā)展成為綜合性大系統(tǒng)，其中分為通信、監(jiān)控和收費(fèi)三大分系統(tǒng)，分系統(tǒng)間利用通訊網(wǎng)相互聯(lián)系，在利用計(jì)算機(jī)實(shí)施控制，利用光纜數(shù)字通訊連成遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)各網(wǎng)絡(luò)間共享。在分系統(tǒng)施工調(diào)試前，必須對(duì)總方案實(shí)施合理的設(shè)計(jì)，根據(jù)以往“各執(zhí)一詞”的系統(tǒng)狀況，一定要對(duì)原來的系統(tǒng)實(shí)施整改，實(shí)施分系統(tǒng)間的軟件集成。軟件集成主要分為一下四個(gè)集成層面：

第一，用戶界面集成，通過用戶界面集成系統(tǒng)提供一致的用戶界面，利用統(tǒng)一的操作習(xí)慣使用軟件的全部功能，不同功能分系統(tǒng)的使用是在整個(gè)集成用戶界面范圍內(nèi)操作，這種高難度的集成能夠使操作者有種系統(tǒng)配套的感覺。

第二，信息和數(shù)據(jù)集成，把收費(fèi)、監(jiān)控、通信三個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行挑選、調(diào)節(jié)，實(shí)施格式、存儲(chǔ)和處理一致的集成方式，其中每個(gè)分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是獨(dú)立存在的，但每個(gè)分系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫是可共享的。

第三，業(yè)務(wù)流程集成，把所有類似的業(yè)務(wù)實(shí)施集成，不單單是數(shù)據(jù)間的共享，要把全部分系統(tǒng)的用戶管理實(shí)施一致設(shè)計(jì)，乃至完全獨(dú)立，當(dāng)作獨(dú)立業(yè)務(wù)來管理，其它分系統(tǒng)單獨(dú)讀取所需的數(shù)據(jù)。

第四，函數(shù)集成，函數(shù)集成是一個(gè)完整的集成，這要求各個(gè)分系統(tǒng)都要實(shí)施完整的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，對(duì)涉及到每個(gè)功能的數(shù)據(jù)都要集成，把整個(gè)運(yùn)營管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)變成一個(gè)有機(jī)的整體。利用遠(yuǎn)程模式分布、調(diào)用計(jì)算機(jī)等技術(shù)，使Web Service等技術(shù)，可以較好的在這個(gè)層面上發(fā)展。

高速公路系統(tǒng)集成要按照完整設(shè)計(jì)、兼顧規(guī)劃的原則，構(gòu)建合理的軟件結(jié)構(gòu)，把分系統(tǒng)的不同業(yè)務(wù)和方法集成，實(shí)施高速公路常規(guī)高效運(yùn)營的最大效益。

二、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)施工與調(diào)試

（一）通信系統(tǒng)

高速公路管理機(jī)構(gòu)包括管理中心、管理分中心、各個(gè)監(jiān)控點(diǎn)和收費(fèi)站構(gòu)成，在其管理中擔(dān)任運(yùn)輸信息機(jī)構(gòu)的是通信系統(tǒng)。而通信系統(tǒng)是由主干線傳送、業(yè)務(wù)、指令和緊急電話、數(shù)據(jù)傳送、圖像傳送、廣播、通信電源和通信管道組成。

通信系統(tǒng)對(duì)高速公路常效運(yùn)營起到了至關(guān)重要作用，相當(dāng)于高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的中樞神經(jīng)?，F(xiàn)如今，通信系統(tǒng)的施工和調(diào)試主要采用千兆以太網(wǎng)技術(shù)和SDH光同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)兩種技術(shù)方式。其中千兆以太網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)和視屏三網(wǎng)合一。

千兆以太網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)、圖像和語音信息的接入，它的特性是兼容性強(qiáng)、寬帶大，流暢的收費(fèi)系統(tǒng)都使用以太網(wǎng)接口，通暢以光纖作為傳送媒介，在各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)設(shè)立交換機(jī)，采用四芯光纖形成自愈環(huán)網(wǎng)。如此一來，大大提升通信系統(tǒng)可靠性。

SDH光傳輸系統(tǒng)的通信中心設(shè)立在監(jiān)控與收費(fèi)中心，利用光纖線路配置終端設(shè)備OLT，根據(jù)各個(gè)高速公路收費(fèi)站點(diǎn)的實(shí)際狀況設(shè)置通訊站，在每個(gè)通訊站都設(shè)置ONU，再在現(xiàn)實(shí)狀況基礎(chǔ)上選擇同步傳輸，利用四芯光纖組成兩芯光線通道確保自愈環(huán)狀網(wǎng)絡(luò)完成整體的通信系統(tǒng)。

（二）監(jiān)控系統(tǒng)

在高速公路上，若想保證車輛行駛的效率性和安全性，就要對(duì)道路交通車輛行駛密度和車輛行駛速度實(shí)施布控。高速公路監(jiān)控程序就是利用有效方法對(duì)高速道路車輛行駛路況實(shí)施控制，監(jiān)控系統(tǒng)包涵：通道監(jiān)控、主線監(jiān)控和入口匝道監(jiān)控三個(gè)層面。

監(jiān)控程序的施工與調(diào)試是由外場(chǎng)設(shè)備和監(jiān)控中心兩個(gè)部分組成，其中外場(chǎng)設(shè)備是車輛檢測(cè)器、可變限速板、外場(chǎng)攝像機(jī)、氣象檢測(cè)器和可變情報(bào)板等設(shè)備。而監(jiān)控中心是由攝影設(shè)備、閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等構(gòu)成，利用互聯(lián)網(wǎng)局域結(jié)構(gòu)，把外場(chǎng)設(shè)備檢測(cè)到的信息，利用信息通信設(shè)備傳回監(jiān)控中心對(duì)其分析處理，之后再把檢定結(jié)果反饋到外場(chǎng)設(shè)備。外場(chǎng)攝像機(jī)把圖像傳送回監(jiān)控中心，監(jiān)控設(shè)備能時(shí)時(shí)切換出事件地點(diǎn)。

（三）收費(fèi)系統(tǒng)

高速公路收費(fèi)體系對(duì)高速公路發(fā)展有著十分重要的推動(dòng)作用，不管是在路面建設(shè)與維修方面或者常規(guī)運(yùn)營管理等層面必然是要依仗收費(fèi)系統(tǒng)的資金收入，所以一定要保證收費(fèi)系統(tǒng)的可靠性?，F(xiàn)如今，我們國家高速收費(fèi)系統(tǒng)大多都是采取封閉式收費(fèi)模式，這種收費(fèi)模式可以盡最大可能避免漏收通行費(fèi)用和作弊行為出現(xiàn)。

收費(fèi)系統(tǒng)大體包括收費(fèi)站、收費(fèi)車道、運(yùn)營公司收費(fèi)中心、收費(fèi)結(jié)算中心四個(gè)收費(fèi)體系，其中每個(gè)站點(diǎn)都是通過計(jì)算機(jī)設(shè)備利用以太網(wǎng)連接成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。目前我國收費(fèi)系統(tǒng)大多采用人工半自動(dòng)封閉模式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)構(gòu)成，利用計(jì)算機(jī)管理和閉路電視實(shí)施監(jiān)控，運(yùn)用檢測(cè)設(shè)備校對(duì)核查，再利用人工實(shí)施評(píng)判和收費(fèi)的模式。目前，電子不停車ETC收費(fèi)系統(tǒng)日漸興起，ETC收費(fèi)系統(tǒng)的快速性和便捷性備受各大高速公路收費(fèi)系統(tǒng)稱贊，同時(shí)很多收費(fèi)系統(tǒng)中都設(shè)立ETC收費(fèi)的車道及有關(guān)設(shè)備。

收費(fèi)系統(tǒng)施工和調(diào)試針對(duì)的是收費(fèi)計(jì)算機(jī)硬件和軟件系統(tǒng)組成方式，把以太網(wǎng)交換機(jī)、IC讀寫器、服務(wù)器和工作站等實(shí)施系統(tǒng)內(nèi)部連接，收費(fèi)中心計(jì)算和收費(fèi)站兩大系統(tǒng)共同利用硬件和聯(lián)網(wǎng)的支持形成計(jì)算機(jī)的硬件和軟件系統(tǒng)。收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、收費(fèi)站、收費(fèi)車道操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)可等應(yīng)用軟件在收費(fèi)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)中體現(xiàn)出來。

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)還包括收費(fèi)車道設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)，其中收費(fèi)車道設(shè)備是由收費(fèi)人員終端、非接觸式IC卡讀寫器等多種必要設(shè)備組成。另外監(jiān)控系統(tǒng)為了確保收費(fèi)系統(tǒng)公開公正性，一定要利用閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)施監(jiān)控，閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)主要是由外場(chǎng)設(shè)備和收費(fèi)站監(jiān)控構(gòu)成。

三、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)的應(yīng)用維護(hù)

根據(jù)高速公路機(jī)電系統(tǒng)集成具有功能繁雜、投資巨大、技術(shù)范圍廣、設(shè)備種類繁多、分布覆蓋面廣、環(huán)境較惡劣等特點(diǎn)，同時(shí)設(shè)備出現(xiàn)問題頻次也較大，對(duì)于機(jī)電工程系統(tǒng)維護(hù)是十分必要的。目前對(duì)其實(shí)施維護(hù)的建議有：第一應(yīng)該針對(duì)分系統(tǒng)實(shí)施社會(huì)化的維護(hù)試驗(yàn)，比如通信分系統(tǒng)進(jìn)行社會(huì)化的維護(hù)試驗(yàn)。第二擇取一些技術(shù)含量較高或是不高，能要求維修及時(shí)的推行系統(tǒng)外包。第三嘗試把機(jī)電工程系統(tǒng)外包實(shí)施維護(hù)，利用對(duì)承包單位進(jìn)行嚴(yán)格考核和管理，落實(shí)重要的核心基礎(chǔ)工作，不斷的促使機(jī)高速公路電工程系統(tǒng)維護(hù)工作轉(zhuǎn)變?yōu)楸O(jiān)控核心的工作要?jiǎng)?wù)。

四、結(jié)束語

高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)確保了道路的安全行駛運(yùn)營和運(yùn)用效益，終上所述的內(nèi)容主要是針對(duì)高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)方案、施工和調(diào)試、以及系統(tǒng)的應(yīng)用和維護(hù)實(shí)施全面解析，殷切希望在高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)的整改中起到有利的作用。