陳蘭

（貴州高速公路集團有限公司 貴州貴陽 550001）

研究高速公路機電工程低碳改造設(shè)計

陳蘭

（貴州高速公路集團有限公司 貴州貴陽 550001）

我國高速公路的總長度已經(jīng)突破了10萬km大關(guān)，并且目前仍然有許多高速公路在建設(shè)中，高速公路網(wǎng)絡(luò)變得更加完善。高速公路長度的增加使其修建速度逐漸放緩，但是使用者對高速公路質(zhì)量的要求越來越高，高速公路管理者對高速公路的運行效能也提出了更高的要求，在這一背景下，傳統(tǒng)的機電系統(tǒng)應(yīng)用難以滿足管理者的使用需求，因此需要對機電工程進行低碳設(shè)計改造，使機電工程實行新形式，促進發(fā)展。

高速公路；低碳改造；機電工程

機電工程是高速公路的重要組成部分，其對高速公路的正常運行有著重要影響，因此必須要做好高速公路機電工程設(shè)計?，F(xiàn)代高速公路中的機電工程不僅要能夠滿足使用需求，而且需要符合低碳設(shè)計理念。

1 高速公路機電工程設(shè)計特點

高速公路機電工程的發(fā)展依賴電子、機械、通信基礎(chǔ)行業(yè)的支持。目前，我國高速公路行業(yè)經(jīng)過了一段時間的發(fā)展，相應(yīng)的配套設(shè)施已經(jīng)比較完善，高速公路機電工程屬于附屬工程，主要由通信系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)、收費系統(tǒng)等工程組成。

機電工程設(shè)計需要不斷跟進其他技術(shù)的發(fā)展，將更加先進信息技術(shù)和理念融入到高速公路機電工程設(shè)計中，通過對先進技術(shù)和設(shè)計理念，可以使高速公路的運行管理效能得到進一步提高，使交通變得更加便利，同時可以降低能源使用量。機電工程項目改造呈現(xiàn)一定季節(jié)性，現(xiàn)代高速公路改造設(shè)計，使其不僅需要增加一些基礎(chǔ)功能，同時建設(shè)的規(guī)模也不斷擴大，通常來說改造設(shè)計的建設(shè)周期并不長，一般的項目在一年內(nèi)都能完成。

2 監(jiān)控系統(tǒng)低碳設(shè)計

2.1 視頻監(jiān)控系統(tǒng)

2.1.1 監(jiān)控屏的選擇

一般高速公路的監(jiān)控中心都會設(shè)置一個大屏幕呈現(xiàn)監(jiān)控視頻，而隨著科技的快速發(fā)展，設(shè)備也變得越來越先進。通過對大屏幕的應(yīng)用可以很好的完成監(jiān)控工作，但是也有一定的缺點，大屏幕監(jiān)控不僅建設(shè)周期長，而且在使用過程中會消耗大量的能力，配件費用電費高，甚至一些監(jiān)控中心的大屏幕長期都處于閑置狀態(tài)，而是通過操作臺出的電腦屏幕完成相應(yīng)的監(jiān)控工作，導(dǎo)致資源浪費。

在對高速公路工程的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計改造過程中，要求簡捷、低碳、設(shè)計要從實際情況出現(xiàn)，在對將空屏幕的選擇上要對方案近進行對比，可供選用的方案有以下幾種：方案（1）：選用5×10×42的液晶拼接屏幕，顯示屏的面積大小約25.8m2，畫面色彩鮮艷，但是從實際效果來看，液晶拼接屏幕之間的縫隙較大，如果依據(jù)每天使用8.5h計算，液晶顯示器的壽命可以長達15年，在使用期間不需要對部件進行更換，設(shè)備的總造價約為350萬元。方案（2）：選用3×6×67DLP拼接屏，選用此類型屏幕，使用的光源為普通光源。拼接顯示器的總面積大小約為28.5m2，高速公路的日常監(jiān)控通過操作臺上顯示器和液晶大屏幕共同完成。顯示屏幕上的投影通過普通高亮度投影燈泡完成，依據(jù)每天工作8.5h計算，燈泡的使用壽命約為2年，每年更換燈泡費用的費用為5萬元，設(shè)備造價約為300萬元。方案（3）選用LED底板圖。設(shè)置1080P投影儀兩臺，以及9×2.2投影銀幕，顯示屏面積的大小約為21.5m2，顯示亮度相對較低，但是完全可以滿足使用需求，如果高速公路交通出現(xiàn)異常情況，地圖板可以通過色彩完成相應(yīng)的預(yù)警操作，監(jiān)控人員則可以通過液晶顯示器上的圖像對實際情況做出準確判斷，該方案的最大優(yōu)點是造價低、安全相對簡便，在具體應(yīng)用過程中不需要對零部件進行更換，三種方案的詳細對比信息見表1。

針對使用目標需和硬件系統(tǒng)投資，方案3符合本文所分析的高速公路在監(jiān)控顯示設(shè)備的需求，不僅可以很好的體現(xiàn)節(jié)能減排思想，能耗低，設(shè)備成本低，并且后期維護成本低。方案3與方案1相比，每年在可以節(jié)約電量16280kW·h。

2.1.2 優(yōu)化LED地圖板

表1 三種方案對比效果

在LED地圖板應(yīng)用中是用PPO工程塑料，將材料壓制呈模塊。通過靜態(tài)方式顯示線狀道路以及周邊的地形情況，并通過LED等待完成對上下行車道的顯示。監(jiān)控軟件與底板圖監(jiān)控軟件接口能夠為工作人員全天提供車速、交通量、占用率等數(shù)據(jù)。

2.2 監(jiān)控管理系統(tǒng)

2.2.1 全程監(jiān)控

調(diào)度管理中心與兩條路的監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等進行連接，并且安排了監(jiān)控人員、交警等，各個位置監(jiān)控人員要聯(lián)動指揮。本文所分析的高速公路平均2.6km設(shè)置一臺高清攝像機，攝像機可以管觀察前后1.3km的交通路況，從而實現(xiàn)對路段的全程監(jiān)控。

監(jiān)控人員對通過對道路上高速攝像機的應(yīng)用，實現(xiàn)對高速公路的全程監(jiān)控，對高速公路的具體運行情況進行巡查。同時，在巡查高速公路過程中要合理的與GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合，如果發(fā)現(xiàn)高速公路上發(fā)生交通施工，要第一時間報警，并對現(xiàn)場的視頻進行調(diào)度，采取緊急應(yīng)對措施對事故現(xiàn)場進行處理，力求快速對事故現(xiàn)場進行處理，確保交通的順暢性。

在高速公路運行過程中對全程監(jiān)控系統(tǒng)進行應(yīng)用，可以會動態(tài)掌握遠程路況，高速公路的管理人員和交警不需要全天開車對高速公路路況進行巡查，依據(jù)一天進行一次全程巡查，每百公路依照8L耗油計算，一年可以少耗油5365L，少排放二氧化碳12.930t。

2.2.2 電力監(jiān)控

沿著高速公路拱設(shè)置6個收費站和一個養(yǎng)排中心，變電所采取的管理方式無人值守，并且要負責電力的管理和安全。在具體運行過程中，通過電力監(jiān)控主機設(shè)備可以實現(xiàn)對各變電所中電力監(jiān)控設(shè)備的遙控，從而實現(xiàn)錄像、控制等功能。電力監(jiān)控圖像和視頻文件都應(yīng)當存在本體。此外，監(jiān)控中心所設(shè)的電力監(jiān)測功能可以完成對監(jiān)控信息的監(jiān)控與調(diào)閱。

利用電力監(jiān)控，不需要在在每個站都配備電工，依據(jù)每個站點2人輪流值班的最低配置，最值可以少安排12人，大幅度的降低了人員成本。

2.2.3 集中監(jiān)控

取消對高速公路中的收費站的單一監(jiān)控，應(yīng)用集中監(jiān)控管理模式，對調(diào)度管理中的各個車道狀況、監(jiān)控人員進行統(tǒng)一調(diào)度管理，查看存在異常情況的收費道口以及工作人員收費情況，盡量通過最小的人員和設(shè)備投入，確保高速公路中收費口的正常運行。利用攝像機完成對收費站中各個車道中車輛通行情況的圖像，并且可以完成對車牌的識別，所有的視頻文件的存儲工作都應(yīng)當由本地收費站存儲，在應(yīng)用中可以由管理中心調(diào)度，也可以通過遠程調(diào)用。

通過集中監(jiān)控避免了在各個收費站中構(gòu)建監(jiān)控系統(tǒng)，僅此一項就可以減少約280萬元的投資，并且可以減少監(jiān)控人員約30名，實現(xiàn)了集約化和規(guī)?；芾恚档土诉\營成本。

3 結(jié)束語

隨著電子技術(shù)、信息技術(shù)等行業(yè)的快速發(fā)展，許多新產(chǎn)品、新技術(shù)都被應(yīng)用到了高速公路機電工中?，F(xiàn)代高速公路機電工程的設(shè)計需要相低碳化發(fā)生發(fā)展。高速公路機電工程改造設(shè)計過程中，要對高速公路的實際情況進行詳細分析，同時要結(jié)合高速公路周圍的具體情況制定出合理的改造設(shè)計方案，實現(xiàn)低碳排放。

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1004-7344（2016）12-0147-02

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