【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(duì)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(duì)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

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(duì)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(duì)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(cè)，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(gè)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(cè)器、超聲波檢測(cè)器、紅外檢測(cè)器、檢測(cè)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(shí)調(diào)節(jié)控制、入口匝道整體定時(shí)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(bào)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(shí)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(duì)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(hào)。

（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(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備、大屏幕圖形顯示板、控制臺(tái)、電話總機(jī)臺(tái)、不停電電源UPS設(shè)備等。

（5）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)。

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)將其他子系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接為一個(gè)整體，使之真正成為一個(gè)功能強(qiáng)大的有機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括：計(jì)算機(jī)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備、計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、計(jì)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(gè)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(jì)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(chǎng)、收費(fèi)管理中心、監(jiān)控中心等各級(jí)管理部門的上一級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，編制各類管理報(bào)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(duì)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(chǎng)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(chǎng)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?cái)z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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