任 鴻

云南省交通科學(xué)研究院有限公司 云南昆明 650011

1 高速公路機(jī)電工程施工現(xiàn)狀分析

機(jī)電工程系統(tǒng)是高速公路建設(shè)中不可或缺的一部分，將機(jī)電工程系統(tǒng)應(yīng)用在高速公路建設(shè)中，不僅提高了交通的管理質(zhì)量，而且能確保通行車(chē)輛和人員的安全，為推動(dòng)我國(guó)高速公路的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，機(jī)電工程由于受到高速公路施工條件的限制，發(fā)展較為緩慢，也存在一些問(wèn)題和不足之處。

（1）機(jī)電工程在項(xiàng)目驗(yàn)收、檢測(cè)時(shí)不嚴(yán)謹(jǐn)。高速公路項(xiàng)目完成施工之后，需要在短時(shí)間內(nèi)通車(chē)，預(yù)留給機(jī)電工程系統(tǒng)檢測(cè)的時(shí)間較短，驗(yàn)收匆匆結(jié)束，導(dǎo)致工程檢測(cè)、驗(yàn)收效果差，甚至留下隱患。有些處于驗(yàn)收階段的工程還存在現(xiàn)場(chǎng)施工情況，無(wú)法開(kāi)展機(jī)電工程檢測(cè)、驗(yàn)收工作。

（2）機(jī)電工程建設(shè)質(zhì)量未得到保障。大多數(shù)高速公路建設(shè)過(guò)程中未充分重視機(jī)電工程，只將重點(diǎn)工程放在第一位，對(duì)于次要工程缺乏關(guān)注而有可能留下安全隱患。

2 高速公路機(jī)電工程施工原則

2.1 基礎(chǔ)性原則

為避免高速公路機(jī)電工程設(shè)備安裝過(guò)程中出現(xiàn)位置偏差，安裝人員需要嚴(yán)格根據(jù)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行操作，先標(biāo)記好位置，再進(jìn)行設(shè)備安裝；合理布設(shè)管線，復(fù)核設(shè)備安裝前的基礎(chǔ)尺寸，并清理預(yù)埋件表面，保證標(biāo)識(shí)標(biāo)牌的制作和懸掛等質(zhì)量，操作完成之后嚴(yán)格檢查，確保高速公路機(jī)電工程設(shè)備安裝整體質(zhì)量[1-2]。

基礎(chǔ)性原是高速公路機(jī)電工程施工中的重要原則，在具體的工程施工中，需要保證機(jī)電系統(tǒng)位置的準(zhǔn)確性，嚴(yán)格防止出現(xiàn)偏差。同時(shí)，在機(jī)電施工開(kāi)始之前，需要明確施工地點(diǎn)，在具體的施工過(guò)程中，對(duì)于一些管線安裝、線路走向等問(wèn)題一定要嚴(yán)格按照國(guó)家規(guī)定的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)控制。機(jī)電工程施工作為高速公路建設(shè)過(guò)程中的一個(gè)重要組成部分，對(duì)于車(chē)輛的安全運(yùn)行具有重要的輔助作用。

2.2 技術(shù)性原則

在高速公路建設(shè)過(guò)程中，機(jī)電工程系統(tǒng)具有關(guān)鍵的作用，為高速公路的正常運(yùn)轉(zhuǎn)奠定基礎(chǔ)。例如攝像機(jī)是機(jī)電工程中最常見(jiàn)的一種設(shè)備，歸屬閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)，安裝攝像機(jī)時(shí)，需要確保攝像機(jī)可以全方位監(jiān)控道路，避免出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)，且需要保證攝像機(jī)可以靈活轉(zhuǎn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)全方位、無(wú)死角監(jiān)控。同時(shí)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況和設(shè)計(jì)方案來(lái)確定攝像機(jī)的高度、位置，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)試，確保攝像機(jī)正常工作。由此可見(jiàn)，機(jī)電工程系統(tǒng)具有一定的技術(shù)性，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)和施工環(huán)節(jié)要由專(zhuān)業(yè)人員參與。

2.3 經(jīng)濟(jì)性原則

機(jī)電工程具有明確的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和成本要求，即設(shè)計(jì)方提供的設(shè)計(jì)方案應(yīng)滿足業(yè)主方提出的質(zhì)量要求和成本要求。在開(kāi)展設(shè)計(jì)工作時(shí)，設(shè)計(jì)人員從高速公路的建設(shè)角度出發(fā)，根據(jù)工程實(shí)際情況來(lái)設(shè)計(jì)，結(jié)合施工成本制定設(shè)備安裝方案。設(shè)計(jì)人員在確保質(zhì)量的基礎(chǔ)上才能追求經(jīng)濟(jì)效益。

3 高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)集成調(diào)試方法

3.1 高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)

高速公路機(jī)電工程的功能主要是對(duì)道路設(shè)備進(jìn)行管理和監(jiān)控，主要分為三大系統(tǒng)，即通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)，分系統(tǒng)之間借助通信網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，利用計(jì)算機(jī)控制、利用光纜數(shù)字通信連成遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享。

（1）用戶(hù)界面集成。將各個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)的用戶(hù)界面統(tǒng)一起來(lái)，集成一個(gè)界面，通過(guò)統(tǒng)一的操作方法運(yùn)用軟件中的所有功能。用戶(hù)可以按照原有的操作方式進(jìn)行相關(guān)信息的搜索。

（2）信息數(shù)據(jù)集成。挑選收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)和通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，按照格式要求存儲(chǔ)和處理數(shù)據(jù)信息，各個(gè)分系統(tǒng)數(shù)據(jù)獨(dú)立存在，但分系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)可共享。

（3）業(yè)務(wù)流程集成。將類(lèi)似業(yè)務(wù)實(shí)施集成，不僅是某一種數(shù)據(jù)信息的共享，而是將所有的業(yè)務(wù)集成，系統(tǒng)中產(chǎn)生的每個(gè)數(shù)據(jù)都是獨(dú)立存在的，但可以共享。

（4）函數(shù)集成。各個(gè)分系統(tǒng)實(shí)施完整的設(shè)計(jì)和規(guī)劃，集成所有數(shù)據(jù)，把運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)整體。要求用戶(hù)對(duì)各個(gè)分系統(tǒng)進(jìn)行一致設(shè)計(jì)，從而使各個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)完全獨(dú)立，當(dāng)成獨(dú)立的業(yè)務(wù)模式進(jìn)行管理，由其他的系統(tǒng)讀取所需要的數(shù)據(jù)信息。另外，合理構(gòu)建軟件結(jié)構(gòu)，集成分系統(tǒng)的業(yè)務(wù)，還可以實(shí)現(xiàn)高速公路高效運(yùn)營(yíng)。

高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)將多個(gè)系統(tǒng)集合在一起，各個(gè)系統(tǒng)相互協(xié)作，共同發(fā)揮作用。例如，借助信息系統(tǒng)可以將高速公路上的車(chē)輛信息以緊急電話、閉路電視等方式傳遞至后臺(tái)，再借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)信息，最后采用其他技術(shù)發(fā)布信息，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的有效、及時(shí)傳遞。四個(gè)系統(tǒng)協(xié)同工作，能夠推動(dòng)高速公路機(jī)電工程順利進(jìn)行，避免發(fā)生意外事故，確保車(chē)輛和人員安全。

3.2 供配電照明系統(tǒng)

供電系統(tǒng)為高速公路提供動(dòng)力，確保其他系統(tǒng)的正常運(yùn)行。供電系統(tǒng)分為三部分：供電照明系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)和低壓配電子系統(tǒng)。供電系統(tǒng)見(jiàn)圖1。

圖1 供電系統(tǒng)示意圖

高速公路在施工過(guò)程中，為了滿足現(xiàn)階段節(jié)能減排、綠色低碳的要求，應(yīng)對(duì)機(jī)電工程系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)照明系統(tǒng)過(guò)程中需要考慮節(jié)能環(huán)保因素，在確保符合設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上，選擇低能耗、小功率的照明設(shè)備。

3.3 通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)作為高速公路建設(shè)中不可或缺的部分，其在高速公路運(yùn)行中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，其能夠降低安全事故的發(fā)生，保證車(chē)輛和人員的安全。高速公路建設(shè)完成投入使用后，工作人員可以借助通信系統(tǒng)反饋的道路信息全面掌握道路情況，對(duì)于突發(fā)情況可以及時(shí)下發(fā)指令，降低安全隱患。現(xiàn)階段，通信系統(tǒng)的集成和調(diào)試主要采用的是千兆以太網(wǎng)與SDH 同步數(shù)字相結(jié)合的技術(shù)方式。在千兆以太網(wǎng)的支持下，通信系統(tǒng)具備了語(yǔ)音、數(shù)據(jù)以及視頻的三網(wǎng)合一功能，具有一定的兼容性，都以光纖作為主要傳送媒介，在各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)設(shè)置交換機(jī)，可以大幅度提升通信系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與可靠性。

SHD 光傳輸?shù)耐ㄐ畔到y(tǒng)設(shè)置監(jiān)控和收費(fèi)中心，通過(guò)使用光纖線路配置OLT 終端設(shè)備，在此基礎(chǔ)上根據(jù)高速公路各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)的實(shí)際情況設(shè)置通信系統(tǒng)，每一個(gè)通信系統(tǒng)分別設(shè)置ONU 實(shí)現(xiàn)同步運(yùn)輸，利用四芯合并兩芯光纖確保通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3.4 收費(fèi)系統(tǒng)

借助收費(fèi)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)高速公路上的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息，如車(chē)輛型號(hào)、數(shù)量、顏色、車(chē)牌號(hào)等，并做好相關(guān)數(shù)據(jù)信息的備份，便于后續(xù)數(shù)據(jù)信息的查找和調(diào)取。收費(fèi)系統(tǒng)不僅能夠獲取車(chē)輛信息，還能夠?qū)Φ缆飞宪?chē)輛的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，確保道路安全[3]。

收費(fèi)系統(tǒng)主要借助車(chē)道設(shè)備（如ETC 天線、車(chē)牌識(shí)別攝像機(jī)、車(chē)道攝像機(jī)、高速欄桿機(jī)、信號(hào)燈、車(chē)道檢測(cè)器、紅外線光柵分離器、費(fèi)顯和亭內(nèi)對(duì)接及報(bào)警系統(tǒng)等）監(jiān)控車(chē)輛，每一個(gè)系統(tǒng)都是借助計(jì)算機(jī)技術(shù)和以太網(wǎng)技術(shù)連成一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。我國(guó)大部分高速公路收費(fèi)系統(tǒng)采用的是人工半自動(dòng)的收費(fèi)方式，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)和閉路電視系統(tǒng)對(duì)車(chē)輛實(shí)現(xiàn)監(jiān)控，再通過(guò)人工模式實(shí)現(xiàn)收費(fèi)。目前，ETC高速公路收費(fèi)系統(tǒng)日漸興起，其自身具備的快速性和便捷性深受廣大用戶(hù)青睞和喜歡，在這樣的背景下，其他行業(yè)的收費(fèi)系統(tǒng)也紛紛效仿了ETC 收費(fèi)的相關(guān)設(shè)備。

收費(fèi)系統(tǒng)的集成和調(diào)試主要是針對(duì)收費(fèi)計(jì)算機(jī)硬件和軟件的組成方式，將以太網(wǎng)交換機(jī)、服務(wù)器等系統(tǒng)完成內(nèi)部連接，收費(fèi)中心和收費(fèi)站兩個(gè)系統(tǒng)共同借助互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)形成以計(jì)算機(jī)為中心的軟、硬件系統(tǒng)，收費(fèi)車(chē)道中的操作系統(tǒng)和車(chē)輛信息可以通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件體現(xiàn)出來(lái)，確保車(chē)輛依次、安全通過(guò)收費(fèi)站。

收費(fèi)系統(tǒng)還包括收費(fèi)車(chē)道設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)，收費(fèi)車(chē)道設(shè)備主要由收費(fèi)工作人員、非接觸式IC 卡讀寫(xiě)器等多種設(shè)施設(shè)備組成。為了保證收費(fèi)系統(tǒng)的公正性，還要通過(guò)安裝閉路電視系統(tǒng)對(duì)所有過(guò)往的車(chē)輛實(shí)施監(jiān)控，閉路電視系統(tǒng)主要由外場(chǎng)設(shè)備和收費(fèi)站監(jiān)控系統(tǒng)共同組成。

待收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)完成后，工作人員需要在高速公路正式投入使用前，對(duì)道路車(chē)輛運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬，查看系統(tǒng)是否存在問(wèn)題，對(duì)存在問(wèn)題的部分及時(shí)調(diào)整，為車(chē)輛正常通行做好基礎(chǔ)工作。

3.5 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)作為高速公路建設(shè)中極為重要的一部分，管理人員不僅可以通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)觀察道路上車(chē)輛的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)一些道路上的意外事件可以及時(shí)發(fā)布指令，實(shí)施指導(dǎo)和支援，降低事故發(fā)生率，還能夠監(jiān)測(cè)天氣情況，并且根據(jù)天氣情況發(fā)出警示，高速公路上的工作人員發(fā)布預(yù)警，提醒過(guò)往車(chē)輛，避免安全事故的發(fā)生。由于監(jiān)控系統(tǒng)覆蓋范圍廣，施工人員在安裝監(jiān)控系統(tǒng)時(shí)，需要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來(lái)安裝相關(guān)設(shè)備、管線。監(jiān)控系統(tǒng)安裝完成之后，安裝人員需要對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況、監(jiān)控范圍進(jìn)行檢查，避免出現(xiàn)監(jiān)控盲區(qū)；對(duì)檢查過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)處理，確保高速公路上車(chē)輛的行車(chē)安全和人員安全[4]。

3.6 機(jī)電工程系統(tǒng)調(diào)試

（1）配供電系統(tǒng)調(diào)試。節(jié)能設(shè)計(jì)完成后，模擬高速公路正常通行狀態(tài)，計(jì)算隧道內(nèi)照明設(shè)備發(fā)生故障及恢復(fù)照明系統(tǒng)的時(shí)間，這考驗(yàn)應(yīng)急電源的工作性能，確保在發(fā)生事故瞬間應(yīng)急電源可以瞬時(shí)工作。此外，由于隧道本身無(wú)光線，駕駛員在隧道內(nèi)駕駛車(chē)輛時(shí)容易發(fā)生剮蹭或者意外，在隧道內(nèi)安裝照明設(shè)備便于車(chē)輛的安全行駛，確保車(chē)輛和人員的安全性，避免事故發(fā)生。

（2）通信系統(tǒng)調(diào)試。通信系統(tǒng)建設(shè)完成后，操作人員需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，分析通信系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，制定相應(yīng)的解決方案，從而提高通信系統(tǒng)的可靠性、高效性和準(zhǔn)確性，為高速公路上的車(chē)輛和人員提供安全保障。

（3）收費(fèi)系統(tǒng)調(diào)試。收費(fèi)系統(tǒng)建設(shè)完成之后，操作人員需要對(duì)收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行模擬測(cè)試，對(duì)其中存在問(wèn)題及時(shí)處理，保證設(shè)備正常運(yùn)行。

例如，施工單位可以安排多種類(lèi)型的車(chē)輛通過(guò)高速公路收費(fèi)站，若發(fā)現(xiàn)收費(fèi)系統(tǒng)出現(xiàn)問(wèn)題或者發(fā)生故障，制定相應(yīng)的解決方案，及時(shí)處理問(wèn)題，確保高速公路車(chē)輛安全。

（4）監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)試。監(jiān)控系統(tǒng)安裝完成后，查看是否存在監(jiān)控盲區(qū)，同時(shí)模擬試驗(yàn)，發(fā)布指令，調(diào)度車(chē)輛。

4 結(jié)語(yǔ)

在高速公路機(jī)電工程施工過(guò)程中，需要對(duì)供電系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)加強(qiáng)設(shè)計(jì)，并且提高各個(gè)系統(tǒng)的調(diào)試技術(shù)，確保高速公路機(jī)電系統(tǒng)的質(zhì)量和車(chē)輛、人員安全。