高速公路機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能分析

李細(xì)元

【摘 要】高速公路機(jī)電系統(tǒng)是發(fā)揮道路設(shè)施交通功能的主要輔助管理系統(tǒng)，是對高速公路實(shí)施現(xiàn)代化管理的主要工具。本文分析了機(jī)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，并對高速公路機(jī)電系統(tǒng)各子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能進(jìn)行了比較深入的探討。

【關(guān)鍵詞】高速公路；機(jī)電系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)；功能

【Abstract】Highway electromechanical systems is to play a major road traffic function auxiliary facilities management system， the highway is the main tool for the implementation of modern management. This paper analyzes the structure and function of mechanical and electrical systems， mechanical and electrical system and the highway subsystem structure and function of a more in-depth discussion.

【Key words】Highway；Electromechanical systems；Structure；Function

1. 引言

高速公路機(jī)電系統(tǒng)是發(fā)揮道路設(shè)施交通功能的主要輔助管理系統(tǒng)，是對高速公路實(shí)施現(xiàn)代化管理的主要工具。高速公路機(jī)電系統(tǒng)主要由高速公路監(jiān)控、收費(fèi)、通信、照明、供配電和隧道安全運(yùn)行保障等子系統(tǒng)構(gòu)成。各子系統(tǒng)之間與系統(tǒng)內(nèi)部由通信網(wǎng)聯(lián)系。

2. 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)

2.1 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)，是采用現(xiàn)代化的手段對全線交通流量、交通狀況、環(huán)境氣象、設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測，按照一系列智能控制規(guī)則和策略產(chǎn)生控制方案及控制手段，調(diào)整道路交通流的狀態(tài)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)控制交通流量、改善交通環(huán)境、減少交通事故，達(dá)到安全、舒適、快捷的運(yùn)輸目的。

為實(shí)現(xiàn)這一目的，監(jiān)控系統(tǒng)必須具備最基本的三個功能：（1）采集交通流數(shù)據(jù)，判斷交通狀態(tài)：（2）根據(jù)交通狀態(tài)，實(shí)施控制策略，決定控制參數(shù)；（3）執(zhí)行控制策略，將控制參數(shù)作用于交通流。

2.2 根據(jù)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求和設(shè)備特點(diǎn)，監(jiān)控系統(tǒng)可分為如下功能子系統(tǒng)：

（1）信息采集子系統(tǒng)：該系統(tǒng)的功能是獲取交通信息原始數(shù)據(jù)，通過視頻車輛檢測器、超聲波檢測器、紅外檢測器、檢測線圈、通信設(shè)備等形成的交通量采集子系統(tǒng)，獲得各段道路的交通量數(shù)據(jù)。

（2）交通控制子系統(tǒng)。

交通控制子系統(tǒng)包括：交通控制目標(biāo)、交通控制方法、交通控制參數(shù)?？刂茀?shù)以一定的控制形式作用于交通流。根據(jù)控制形式的不同，控制方法可以分為匝道控制和主線控制兩大類，而匝道控制又可以分為：入口匝道定時調(diào)節(jié)控制、入口匝道整體定時控制、入口匝道交通感應(yīng)控制、入口匝道匯合控制。

（3）交通誘導(dǎo)信息顯示子系統(tǒng)。

交通誘導(dǎo)子系統(tǒng)包括可變限速誘導(dǎo)系統(tǒng)，依靠埋設(shè)在道路兩側(cè)或中間的可變限速標(biāo)志，進(jìn)行整條道路的車速優(yōu)化處理，使車輛以均勻的密度分布在高速公路上；可變情報板系統(tǒng)則提供更為具體的誘導(dǎo)信息，向車輛提供準(zhǔn)確的交通狀態(tài)和警告、指揮信息。顯示子系統(tǒng)包括控制中心通過電視墻或者大屏幕投影再現(xiàn)重要地段的攝像機(jī)和視頻傳輸設(shè)備獲取的視頻實(shí)時數(shù)據(jù)，和能見度、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨雪等視頻數(shù)據(jù)，并根據(jù)需要可對視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抓拍記錄；通過設(shè)在路邊的緊急電話獲取緊急救援信號。

（4）中央控制設(shè)施子系統(tǒng)。

中央控制設(shè)施子系統(tǒng)的主要組成設(shè)備有：計算機(jī)及其外部設(shè)備、大屏幕圖形顯示板、控制臺、電話總機(jī)臺、不停電電源UPS設(shè)備等。

（5）計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。

計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)將其他子系統(tǒng)通過計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接為一個整體，使之真正成為一個功能強(qiáng)大的有機(jī)系統(tǒng)。計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括：計算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、計算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理、監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用程序。

3. 高速公路通信系統(tǒng)

高速公路通信系統(tǒng)主要由以下幾部分組成：主干線傳輸、業(yè)務(wù)電話、指令電話、緊急電話、數(shù)據(jù)傳輸、圖像傳輸、廣播、通信電源和通信管道。

高速公路通信系統(tǒng)作為高速公路機(jī)電系統(tǒng)的支撐系統(tǒng)，在整個高速公路管理中處于非常重要的位置，它主要承擔(dān)以下三方面的任務(wù)：

3.1 承擔(dān)監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、語音、圖像等各類信息的傳輸任務(wù)，使監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)真正成為系統(tǒng)而正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

3.2 承擔(dān)高速公路內(nèi)部各業(yè)務(wù)部門和管理部門的業(yè)務(wù)聯(lián)系，如事故增援、道路設(shè)備設(shè)施的維修等。

3.3 承擔(dān)高速公路內(nèi)部的監(jiān)控中心、收費(fèi)中心、業(yè)務(wù)部門和管理部門與外界的聯(lián)系。

4. 高速公路收費(fèi)系統(tǒng)

收費(fèi)系統(tǒng)的主要功能包括：收費(fèi)口交通量統(tǒng)計和車輛分型，按標(biāo)準(zhǔn)收取通行費(fèi)并發(fā)放收據(jù)，匯總、整理與收費(fèi)有關(guān)的數(shù)據(jù)和交通量數(shù)據(jù)，傳送到收費(fèi)廣場、收費(fèi)管理中心、監(jiān)控中心等各級管理部門的上一級計算機(jī)進(jìn)行處理，編制各類管理報表和進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，保存重要數(shù)據(jù)，并根據(jù)監(jiān)控中心發(fā)布的命令，對出入高速公路的車輛進(jìn)行控制和調(diào)節(jié)。

5. 高速公路配電照明系統(tǒng)

高速公路照明系統(tǒng)一般包括主車道照明、廣場照明和隧道照明三部分。在運(yùn)輸繁忙、事故多發(fā)、重要路段以及隧道中設(shè)置主線照明，可以改善夜間與隧道中的行車環(huán)境，降低交通事故的發(fā)生率；在收費(fèi)廣場采用高桿照明，可以保證收費(fèi)車輛的安全交匯和排隊(duì)；并且照明系統(tǒng)的設(shè)置可以使道路監(jiān)控攝像機(jī)充分發(fā)揮夜間監(jiān)視的作用。

6. 結(jié)語

高速公路機(jī)電系統(tǒng)是以電子、電氣、控制、通信、機(jī)械和交通工程等技術(shù)為基礎(chǔ)的綜合性大系統(tǒng)，它主要由監(jiān)控、通信、收費(fèi)、配電照明等系統(tǒng)組成。本文重點(diǎn)研究了監(jiān)控系統(tǒng)的原理、監(jiān)控過程、各子系統(tǒng)功能與系統(tǒng)間的關(guān)系等，并分析了通信、收費(fèi)、配電照明等系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能要求。

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[文章編號]1619-2737（2015）07-15-734