蔡奇

（廣東飛達(dá)交通工程有限公司，廣東廣州510663）

0 引言

高速公路的機(jī)電工程包括通信、監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、供配電照明系統(tǒng)等。當(dāng)前，伴隨著高速公路的快速發(fā)展以及新技術(shù)、新設(shè)備的不斷更新?lián)Q代，我國高速公路機(jī)電工程建設(shè)工作取得一些成效。但相對(duì)于發(fā)達(dá)國家來說，我國高速公路機(jī)電工程施工仍存在著一些不足，需要不斷地優(yōu)化與改進(jìn)。本文結(jié)合工程實(shí)例，著重就高速公路機(jī)電工程施工重點(diǎn)、難點(diǎn)及優(yōu)化技術(shù)措施進(jìn)行探討。

1 工程概況

廣東省龍川至懷集公路（原稱“汕昆高速公路龍川至懷集段”，簡(jiǎn)稱“龍懷高速”）全長約365.399km，分為龍川至連平段（簡(jiǎn)稱“龍連段”）、連平至英德段（簡(jiǎn)稱“連英段”）、英德至懷集段（簡(jiǎn)稱“英懷段”），是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃“7918”布局方案中第17 橫——汕頭至昆明高速公路的重要路段，也是廣東省“九縱五橫兩環(huán)”高速網(wǎng)規(guī)劃主骨架中“一橫”的重要組成部分。

該標(biāo)段JD4 標(biāo)，K127+524—K276+915，其中B3 合同段里程：K230+100—K276+915，里程范圍內(nèi)監(jiān)控（含隧道）、收費(fèi)（含土建）、通信等設(shè)施，含設(shè)備，材料，工器具的采購、運(yùn)輸、安裝、調(diào)測(cè)和場(chǎng)地清理等其他為完成該工程所需的全部工作內(nèi)容。

起訖樁號(hào)K127+524—K276+915，包含龍仙東收費(fèi)站、龍仙西收費(fèi)站、三華收費(fèi)站、六里收費(fèi)站、青塘收費(fèi)站、橋頭收費(fèi)站、東華收費(fèi)站、望埠收費(fèi)站、英德北收費(fèi)站、石灰鋪收費(fèi)站、西牛東收費(fèi)站、九龍南收費(fèi)站。

2 機(jī)電工程施工重點(diǎn)與難點(diǎn)

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)與通信系統(tǒng)交叉

監(jiān)控系統(tǒng)通過通信系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)及視頻，外場(chǎng)數(shù)據(jù)的界面劃分在光纜終端盒處，光端機(jī)和從設(shè)備至終端盒的接線由監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)；從光纜終端盒（含終端盒）往上，包括傳輸進(jìn)站用光纜、接頭盒、終端盒、ODF單元及跳纖等均由通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)。通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)為路基段外場(chǎng)數(shù)據(jù)傳輸提供10/100M 以太網(wǎng)傳輸通路，通信機(jī)房內(nèi)界面劃分在通信系統(tǒng)SDH 傳輸設(shè)備以太網(wǎng)接口處，光端機(jī)、交換機(jī)及至通信系統(tǒng)SDH 線纜由監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)。

在視頻傳輸方面，監(jiān)控外場(chǎng)攝像機(jī)采用IP 攝像機(jī)方案，界面劃分在視頻傳輸設(shè)備（光纖收發(fā)器）以太網(wǎng)接口外側(cè)，通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)光纖收發(fā)器、終端盒及相應(yīng)光纖。IP 攝像機(jī)及至視頻傳輸設(shè)備的接線由監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)。視頻傳輸設(shè)備放置在監(jiān)控系統(tǒng)攝像機(jī)的控制機(jī)箱內(nèi)，由監(jiān)控系統(tǒng)提供設(shè)備尺寸及用電要求，監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一考慮控制箱內(nèi)設(shè)備布設(shè)、用電及配電電纜等。監(jiān)控中心界面劃分在以太網(wǎng)接口外側(cè)。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)與收費(fèi)系統(tǒng)交叉

監(jiān)控系統(tǒng)與收費(fèi)系統(tǒng)界面劃分在各收費(fèi)站電源室配電柜處，監(jiān)控系統(tǒng)由收費(fèi)站電源室配電柜的出線微型斷路器引線至外場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備，收費(fèi)系統(tǒng)負(fù)責(zé)預(yù)留相應(yīng)容量的微型斷路器。

3 機(jī)電工程實(shí)施方案

3.1 監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)實(shí)施方案

項(xiàng)目采用的攝像機(jī)、編解碼設(shè)備、硬盤錄像機(jī)、IP存儲(chǔ)等設(shè)備完全符合廣東省交通集團(tuán)的有關(guān)規(guī)定。項(xiàng)目通車后，將接入省監(jiān)控中心控制系統(tǒng)，主要包括監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)、客戶服務(wù)系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、IP 調(diào)度系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、流媒體及GIS 系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)營均滿足省監(jiān)控中心監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)的需求。

3.2 通信聯(lián)網(wǎng)實(shí)施方案

該項(xiàng)目通信系統(tǒng)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上分為兩層：第一層為SDH 干線數(shù)字傳輸系統(tǒng)，第二層為該路段范圍內(nèi)的通信傳輸業(yè)務(wù)。該路段設(shè)置通信管理中心和干線數(shù)字傳輸通信節(jié)點(diǎn)，與已建成的龍懷高速公路龍連段干線通信節(jié)點(diǎn)相接，預(yù)留英懷段干線通信系統(tǒng)通道，共同構(gòu)成光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)，完成該路段各種信息與廣東省高速公路通信中心之間的信息傳輸。

3.3 收費(fèi)聯(lián)網(wǎng)實(shí)施方案

根據(jù)廣東省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的總目標(biāo)及規(guī)劃，全省高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)“一張網(wǎng)”在2013年年底實(shí)現(xiàn)，總體模式采用“按實(shí)際路徑收費(fèi)、按實(shí)際路徑拆分”基本模式，選擇“RFID 復(fù)合卡+電子路標(biāo)+5.8Ghz ETC標(biāo)識(shí)點(diǎn)（自由流）+高清卡口防逃費(fèi)稽查+輔以必要行政管理手段”的基本技術(shù)路線。

4 機(jī)電工程施工技術(shù)措施

4.1 監(jiān)控系統(tǒng)

該項(xiàng)目監(jiān)控設(shè)施采用三級(jí)管理體制：省監(jiān)控中心—英德監(jiān)控中心—監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備。意溪中心負(fù)責(zé)監(jiān)控管理全線交通運(yùn)行，并將重點(diǎn)監(jiān)控信息上傳至省監(jiān)控中心。

英德監(jiān)控中心由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、液晶屏拼接系統(tǒng)及綜合控制臺(tái)等構(gòu)成。

4.1.1 外場(chǎng)電力電纜施工

（1）現(xiàn)場(chǎng)勘查敷設(shè)線路，根據(jù)所設(shè)計(jì)的路線對(duì)路由進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況作適當(dāng)預(yù)留進(jìn)行電纜配盤。

（2）電纜敷設(shè)。監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備配電電纜以直埋方式敷設(shè)，過橋采用鋼塑復(fù)合管保護(hù)。地下直埋的鎧裝電纜的埋設(shè)深度不應(yīng)小于700mm，埋設(shè)電纜的溝底應(yīng)鋪有100mm 的砂層或細(xì)土。鋪好電纜后，必須再鋪蓋100mm 的砂層或細(xì)土。當(dāng)電纜溝調(diào)整深度以適應(yīng)電纜或電纜管進(jìn)出時(shí)，其調(diào)整應(yīng)平緩，并且坡度不應(yīng)大于1∶5。

（3）終端電纜頭制作。在室外制作電纜終端頭與中間接頭時(shí)，應(yīng)防止塵埃、雜物落入絕緣層內(nèi)。嚴(yán)禁在霧或雨中施工，低壓電纜終端頭采用絕緣膠帶包扎密封。

4.1.2 外場(chǎng)攝像機(jī)安裝施工

（1）立柱安裝方案。清潔基礎(chǔ)法蘭上的地腳螺栓，設(shè)置施工標(biāo)志。安裝線纜，保證電纜有足夠松弛，在旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)正常移動(dòng)攝像機(jī)防護(hù)罩時(shí)，電纜和電纜端子不受張拉影響，所有外露線纜均穿保護(hù)套管，進(jìn)出線端子為密封型。

（2）攝像機(jī)立柱桿應(yīng)為熱浸鍍鋅鋼結(jié)構(gòu)桿體，用吊車起吊立柱，下法蘭與基礎(chǔ)法蘭平面貼合，用螺栓固緊法蘭，立柱頂部設(shè)避雷針，立柱底法蘭盤與接地網(wǎng)引線良好連接，并做好防腐處理。

4.2 通信系統(tǒng)

該項(xiàng)目通信系統(tǒng)采用省通信中心—路段通信中心（有人站）—沿線通信站（無人站）三級(jí)管理體制。在該路段中的各個(gè)收費(fèi)站內(nèi)，設(shè)置無人通信站，其中望埠收費(fèi)站同管理中心，共同設(shè)置望埠管理中心通信站。沿線還設(shè)置11 個(gè)無人通信站。

4.2.1 通信設(shè)備基礎(chǔ)施工

（1）安裝機(jī)架底座，高度與防靜電板一致，設(shè)備機(jī)架都應(yīng)有防震底座，與地面均勻加固，每個(gè)底座不少于4 個(gè)點(diǎn)。底座與地面連接采用膨脹螺絲，規(guī)格為M10mm。

（2）施工中的接線要將光纜各保留5m，通過接線盒連接。主干光纜在起點(diǎn)附近的入孔處，和終點(diǎn)附近分歧入孔處，作20m 盤留。光纜要熔接到光纜接頭盒中。

4.2.2 通信系統(tǒng)設(shè)備施工

（1）在安裝設(shè)備前，對(duì)各線纜進(jìn)行復(fù)查測(cè)試，以保證線纜的各類指標(biāo)達(dá)到安裝的要求。

（2）在線纜布設(shè)端接好后，進(jìn)行通信電源、光端機(jī)、三層交換機(jī)等設(shè)備的安裝。要輕拿輕放，按規(guī)范操作。顯示器要擺放平穩(wěn)，設(shè)備的控制線、信號(hào)線的接插頭要安裝牢固，焊接頭要焊實(shí)、焊牢、無毛刺，不得虛焊，以保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和信號(hào)正常傳輸。

（3）系統(tǒng)聯(lián)調(diào)和聯(lián)網(wǎng)調(diào)試。

4.3 收費(fèi)系統(tǒng)

該項(xiàng)目收費(fèi)設(shè)施采用省聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)管理中心—路段收費(fèi)中心—收費(fèi)站三級(jí)管理體制，全線設(shè)置12 處收費(fèi)站、86 條機(jī)電車道（含12 條ETC 車道）。收費(fèi)系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、內(nèi)部對(duì)講及報(bào)警系統(tǒng)、供配電及接地系統(tǒng)、出口計(jì)重系統(tǒng)以及各種軟件構(gòu)成。

4.3.1 稱重系統(tǒng)。稱重系統(tǒng)由稱重傳感器、數(shù)據(jù)采集處理器、輪軸判別器、紅外線車輛分離器、線圈檢測(cè)器構(gòu)成。出口車道計(jì)重系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，輪軸判別器、紅外線車輛分離器、稱重傳感器及線圈檢測(cè)器的數(shù)據(jù)均上傳數(shù)據(jù)采集處理器，數(shù)據(jù)采集處理器通過串行通信接口和車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)連接，把經(jīng)過處理后得到的計(jì)重信息（包括總重、軸重等）上傳車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)。稱重系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示，平面布置圖如圖2所示。

圖1 稱重系統(tǒng)構(gòu)成圖

圖2 稱重系統(tǒng)平面布置圖

4.3.2 收費(fèi)亭施工方案。將收費(fèi)亭運(yùn)輸車輛和吊車引入相應(yīng)的收費(fèi)車道；用吊車將收費(fèi)亭卸下，直接吊裝在收費(fèi)亭基礎(chǔ)上；用撬杠調(diào)整收費(fèi)亭前后、左右的位置；在收費(fèi)亭下塞入墊片，調(diào)整收費(fèi)亭水平；用相同方法吊裝其他收費(fèi)亭，調(diào)整方向使各收費(fèi)亭在同一直線上；檢驗(yàn)收費(fèi)亭安裝質(zhì)量，清理現(xiàn)場(chǎng)。

4.3.3 廣場(chǎng)攝像機(jī)施工方案。將攝像機(jī)立柱吊裝至指定位置并固定；在立柱底盤下塞入墊片，調(diào)整立柱垂直；將組裝好的攝像機(jī)和避雷針安裝在立柱頂部，并在連接部位用玻璃膠密封；將接地線引入機(jī)箱，并固定在指定位置；將視頻輸出臨時(shí)接在便攜監(jiān)視器上，加電調(diào)試，確保攝像機(jī)工作正常。

4.3.4 收費(fèi)車道設(shè)備安裝。收費(fèi)車道上設(shè)備主要包括霧燈、手動(dòng)欄桿、自動(dòng)欄桿、車道攝像機(jī)、車道通行燈、費(fèi)額顯示器等。單體設(shè)備的安裝施工方法依據(jù)各設(shè)備安裝技術(shù)手冊(cè)。系統(tǒng)整體安裝需考慮以下因素。

（1）設(shè)備安裝包括線路的連接，電源的安裝，電源線的配接。在安裝前，應(yīng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)做相應(yīng)試驗(yàn)，確認(rèn)各項(xiàng)技術(shù)性能是否符合設(shè)計(jì)要求，方可進(jìn)行安裝。

（2）底座施工。以亭中心線和島緣石為基準(zhǔn)，確定設(shè)備基礎(chǔ)位置，保證各車道同種設(shè)備的位置成一條直線，整齊劃一。設(shè)備底座必須安裝牢固。

（3）天棚信號(hào)燈安裝。在安裝天棚燈時(shí)，首先要保證燈在通行車道中心線的上方。在固定底板和支架時(shí)，要保持垂直端正，在兩個(gè)以上方向用垂直靠尺或吊線測(cè)量，保證燈立面的垂直度。

4.3.5 車輛檢測(cè)線圈施工

（1）環(huán)形線圈通常安置在路面的槽里，其典型的寬度為6～8mm，深度約5cm。當(dāng)環(huán)形線圈放置在鋼筋混凝土的鋼筋上時(shí)，線圈務(wù)必在鋼筋之上至少5cm。

（2）環(huán)形線圈采用截面積不小于1.5mm2的小股銅導(dǎo)線作為引線線纜。路面埋置線圈下300mm 內(nèi)不應(yīng)有鋼筋或鋼管，線圈旁500mm 內(nèi)不應(yīng)有鋼筋或鋼管，尤其是立筋等金屬物。

（3）環(huán)形線圈的線纜不允許發(fā)生扭結(jié)、錯(cuò)位和變形，用環(huán)氧樹脂密封；進(jìn)島的線纜用鋼管保護(hù)，同樣用環(huán)氧樹脂密封。

（4）環(huán)形線圈的線纜拐角處需作平緩處理，以免割傷線纜，線圈的銳角處要適當(dāng)考慮以45o角保護(hù)線圈線。

（5）按敷設(shè)長度要求裁出線圈線，敷設(shè)線圈。24小時(shí)后檢查線圈槽，如果環(huán)氧樹脂下陷則需補(bǔ)灌。

5 結(jié)語

當(dāng)前，隨著高速公路機(jī)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜，其功能也在不斷增強(qiáng)。若將機(jī)電工程和土建工程同步設(shè)計(jì)、同步施工、同步投入運(yùn)行，既可以減少建設(shè)時(shí)間，使高速公路快速投入使用，也能夠使機(jī)電工程真正起到高速公路管理的指揮中樞的作用。只有不斷優(yōu)化機(jī)電工程施工技術(shù)，才能保證高速公路安全、有序的運(yùn)行，滿足人民的生產(chǎn)和生活需要，推動(dòng)我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。