高速公路機電系統(tǒng)介紹

1、高速公路交通機電工程簡介高速公路交通機電工程包括三大系統(tǒng)、隧道機電工程（供電、消防、通風(fēng)、照明等 ） 。三大系統(tǒng)包括 “監(jiān)控系統(tǒng) ”、 “收費系統(tǒng) ”和 “通信系統(tǒng) ”。以下根據(jù)我公司長年在高速公路機電工程領(lǐng)域作為集成商及產(chǎn)品供應(yīng)商的經(jīng)驗， 對三大系統(tǒng)的解決方案作簡要介紹。一、監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息采集子系統(tǒng)、監(jiān)控中心及信息發(fā)布子系統(tǒng)三大部分組成。信息采集子系統(tǒng)包括：車輛檢測器、氣象檢測器、緊急電話和巡邏車。信息發(fā)布子系統(tǒng)包括交通標志、 標線和信號等， 是交通監(jiān)控管理為用戶服務(wù)的主要形式。 監(jiān)控中心是高速公路全線路監(jiān)控系統(tǒng)的最高層即控制中心， 主要負責(zé)全線路范圍內(nèi)交通情況的監(jiān)視和控制。監(jiān)控

2、系統(tǒng)的功能包括：道路及隧道橋梁監(jiān)視、交通量檢測、氣象監(jiān)測、信息采集與發(fā)布、交通誘導(dǎo)、隧道檢測等。主要設(shè)備包括：車輛檢測系統(tǒng)、氣象檢測設(shè)備（能見度、冰檢等）、情報板系統(tǒng)、路側(cè)攝像機系統(tǒng)、監(jiān)控分中心計算機網(wǎng)絡(luò)、地圖板、大屏幕投影系統(tǒng)、圖像監(jiān)視系統(tǒng)、主控制臺和監(jiān)控軟件、事件檢測系統(tǒng)、隧道CO/VI檢測設(shè)備、隧道火災(zāi)檢測及報警系統(tǒng)、隧道PLC設(shè)備等。針對交通監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建目標與運營單位的運營管理需求，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)備的功能特點與運行方式，我公司在長期工程實踐的基礎(chǔ)上，本著功能清晰、操作簡捷、先進適用、便于擴充的原則提出以下系統(tǒng)解決方案。（ 1）道路監(jiān)控系統(tǒng) 路段監(jiān)控中（分）中心計算機管理系統(tǒng)主要包括系

3、統(tǒng)硬件與軟件兩個組成部分，其中計算機硬件主要有：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、業(yè)務(wù)計算機、圖形計算機、路由器、交換機、打印機等；軟件系統(tǒng)主要包括： 系統(tǒng)軟件、 支撐軟件和業(yè)務(wù)管理軟件等。 利用計算機管理系統(tǒng)可以完成對于道路沿線外場設(shè)備的狀態(tài)查詢、 信息獲取、 功能設(shè)定； 交通管理方案的比較與優(yōu)選、交通控制參數(shù)的確定；路政、公安、醫(yī)療等相關(guān)部門的信息共享與突發(fā)事件的協(xié)同處理；報表打印、日常信息管理等功能； 信息采集系統(tǒng)用于道路沿線的交通、環(huán)境信息的采集，采集方式主要有人工采集和自動采集兩種。主要設(shè)備包括緊急電話（ET）、車輛檢測器（VD）、氣象檢測器（WD） 等； 信息發(fā)布系統(tǒng)用于道路交通誘導(dǎo)、警示信息的發(fā)布，

4、主要設(shè)備包括門架式情報板（CMS） 、立柱式情報板（SCMS）、可變限速標志（CSLS）等； 閉路電視監(jiān)視（CCTV） 系統(tǒng)主要設(shè)備包括前端的視頻采集攝像機（通常還含有云臺、防護罩、解碼器等） 、傳輸用視頻（數(shù)據(jù)）復(fù)用光端機、中（分）心視頻切換控制矩陣及相應(yīng)的碼轉(zhuǎn)換設(shè)備、硬盤錄像機、大屏幕投影、監(jiān)視器等； 防雷與接地系統(tǒng)用于保護監(jiān)控設(shè)備免受雷擊及過電壓損害，主要包括避雷針、電源防雷器、信號防雷器、接地引下線以及接地極等； 供配電系統(tǒng)用于對中心及外場設(shè)備的電能供應(yīng)與分配，主要包括不間斷供電電源（UPS）、電力穩(wěn)壓器、配電箱（柜）、供電電纜等，對于系統(tǒng)規(guī)模較大、組成較復(fù)雜的往往還配置有電力監(jiān)控自動

5、化系統(tǒng)用于對供配電設(shè)備運行狀態(tài)的遙測、 遙信 與遙控。（ 2）隧道監(jiān)控系統(tǒng) 隧道通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)主要包括射流風(fēng)機、 一氧化碳/能見度檢測器（CO/VI） 、 通風(fēng)控制箱（根據(jù)需要配有PLC、軟啟動器、繼電器等）、供電電纜等，用于隧道內(nèi)外的空 氣交換和污染物濃度控制； 隧道照明系統(tǒng)由于在隧道內(nèi)尤其是長隧道內(nèi)行車會產(chǎn)生 “黑洞 ”或 “白洞 ”效應(yīng)， 影響行車安全， 因此設(shè)置有隧道照明系統(tǒng)。 設(shè)備主要包括用于引道照明的中桿燈、 用于洞內(nèi)一般情況照明的隧道燈、用于斷電或火災(zāi)等緊急情況的應(yīng)急燈以及亮度檢測器、照明控制箱（根據(jù)需要配有智能照明控制器、PLC、繼電器等）、耐火或阻燃電纜等； 火災(zāi)報警系統(tǒng)主

6、要功能是完成隧道內(nèi)火災(zāi)情況的及時偵測與報警。主要設(shè)備包括光纖火災(zāi)探測器及報警控制處理主機。二、收費系統(tǒng)收費系統(tǒng)一般采用 “收費車道 收費站 各運營公司收費中心 結(jié)算中心 ” 的四級收費體制。 收費車道采集的原始收費數(shù)據(jù)， 通過計算機網(wǎng)絡(luò)實時送向收費站，收費站將采集的數(shù)據(jù)集中后發(fā)送給收費結(jié)算中心和相應(yīng)的運營公司的收費中心。在收費結(jié)算中心，對每次出口的收費按照該車輛的車型和實際行駛所通過的路段、 里程進行分割計算， 得出各路段的應(yīng)收款， 然后存入收費結(jié)算中心的數(shù)據(jù)庫，并將清分的結(jié)果送給相應(yīng)的運營公司的收費中心。收費系統(tǒng)一般采用封閉式聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)， 采用人工半自動的收費方式， 即 “人工判型，人工收

7、費，計算機管理，閉路電視監(jiān)視，檢測器校核” 的半自動方式。采用非接觸式IC 卡作為收費介質(zhì)，即入口發(fā)行通行卡并寫入入口信息，出口按照車型和行駛里程收取通行費或在儲值卡內(nèi)扣款。 另外， 全自動電子不停車收費系統(tǒng)（ ETC ）將會根據(jù)各地的經(jīng)濟發(fā)展狀況可實際需要逐漸普及起來，在新建的的高速公路收費系統(tǒng)中，一般會預(yù)留 ETC 車道的相關(guān)配置。主要設(shè)備包括：車道控制機、 IC 卡收 /發(fā)卡機、收費員終端、車輛檢測線圈、費額顯示器、 CCTV 監(jiān)視系統(tǒng)、對講系統(tǒng)、緊急報警系統(tǒng)、自動欄桿機、站級/分中心級計算機系統(tǒng)、收費軟件、聯(lián)網(wǎng)收費結(jié)算系統(tǒng)和結(jié)算（拆帳）軟件等。收費系統(tǒng)包括下列項目：1 、收費車道設(shè)備：

8、包括收費員終端、車道控制器、票據(jù)打印機、非接觸式IC 卡讀寫器、雨棚信號燈、手動欄桿、自動欄桿、通行信號燈、黃色閃光報警器、 霧燈、 費額顯示器、 車輛檢測器及必須的附屬設(shè)備， 根據(jù)入、 出口車道類型，安裝相應(yīng)的設(shè)備。2 、收費計算機系統(tǒng)硬件：包括收費中心計算機系統(tǒng)和收費站計算機系統(tǒng)兩級，各級計算機系統(tǒng)主要包括：服務(wù)器、工作站、以太網(wǎng)交換機、 IC 卡讀寫器、 激光打印機等。3 、收費系統(tǒng)軟件：包括收費車道、收費站和收費中心計算機系統(tǒng)的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件以及完成本系統(tǒng)功能的全部應(yīng)用軟件。4、收費閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)：包括外場設(shè)備、收費站監(jiān)視控制設(shè)備。外場設(shè)備主要由廣場攝像機、入出口車道攝像

9、機、亭內(nèi)攝像機、視頻數(shù)據(jù)疊加器等；收費站監(jiān)視設(shè)備設(shè)于各個收費站控制室內(nèi)，主要包括視頻控制矩陣、硬盤錄象機、監(jiān)視器等。5、內(nèi)部有線對講系統(tǒng)。6、安全報警系統(tǒng)。7 、 收費附屬設(shè)施，包括電源、配電箱、設(shè)備保護系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)（電力電纜、信號電纜、光纜）、設(shè)于收費控制室內(nèi)的控制臺、活動椅等。收費系統(tǒng)的功能包括：收費車道按照統(tǒng)一的操作流程工作， 實時處理各種收費數(shù)據(jù)， 除了對正常車輛進行及時、 準確的收費處理外， 同時對收費過程中出現(xiàn)的各種特殊車輛和異常情況按照統(tǒng)一的規(guī)定流程進行處理，如軍車、公務(wù)車、緊急車、車隊、拖車、未付車、違章闖關(guān)車、補交款車、無卡車、卡壞車、U”型車、超時車、出入口車型不一致車等

10、進行處理。對收費車道的出入車輛流量進行統(tǒng)計，對各車道的收費交易數(shù)據(jù)進行采集、統(tǒng)計并可靠存儲。向收費結(jié)算中心上傳原始收費數(shù)據(jù)記錄和每日的統(tǒng)計數(shù)據(jù)， 接收收費結(jié)算中心下傳的聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)的運行參數(shù)，包括費率、黑名單、同步時鐘等，并及時下傳給收費車道。通行卡的調(diào)配和管理票證的發(fā)放和管理現(xiàn)金管理和銀行繳款對收費車道、收費亭、收費廣場的閉路電視監(jiān)視，對抓拍圖像的管理打印各類收費統(tǒng)計報表，交通量統(tǒng)計報表和管理報表數(shù)據(jù)、資料的存儲與備份和安全管理數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)維護和網(wǎng)絡(luò)管理三、通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)主要是為高速公路運營管理及監(jiān)控、收費系統(tǒng)實施提供必要的話音業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)、 圖像信息傳輸通道， 它是保障高速公路安全、 高速

11、、 暢通、 舒適、 高效運營及實現(xiàn)現(xiàn)代化交通管理必不可少的手段， 起著高速公路管理系統(tǒng)中樞神 經(jīng)的作用。 高速公路通信系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)、圖像、語音等通信功能，采用基于 SDH 的MSTP或ASON平臺的光傳輸網(wǎng)絡(luò)。主要設(shè)備包括：SDH光同步傳輸系統(tǒng)、程控 數(shù)字交換系統(tǒng)(SPC)、綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)系統(tǒng)、通信網(wǎng)管系統(tǒng)、光電纜系統(tǒng)、緊 急電話系統(tǒng)等。 不過由于移動通信技術(shù)的發(fā)展， 高速公路通信系統(tǒng)基本不再設(shè)置 路側(cè)緊急電話系統(tǒng)。根據(jù)目前的技術(shù)狀況，通信系統(tǒng)基本采用 2 種實現(xiàn)方法。一種為 SDH 光纖 數(shù)字傳輸系統(tǒng)；另一種為可實現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻三網(wǎng)合一的千兆以太網(wǎng)技術(shù)。1 、 SDH 數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)根

12、據(jù)高速公路收費站點和服務(wù)區(qū)、養(yǎng)護工區(qū)等的設(shè)置設(shè)立通信站， 在監(jiān)控和收費中心地點設(shè)立通信中心。 采用 STM-1(155Mbit/s) 或 STM-4(622Mbit/s) ，用 4 芯光纖組成 2 芯通道保護自愈環(huán)網(wǎng)。SDH (配合綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng))可為高速公路機電工程或運營管理采用以下接 口，滿足高速公路的數(shù)據(jù)傳輸：1) 155Mbit/s 數(shù)字通路2) 2Mbit/s 數(shù)字通路3) 10M/100M 以太網(wǎng)絡(luò)接口4) CCTV視頻和控制信號傳輸通路5)信道通路。這些信道通路包括：(1) 音頻信道： SPC遠端用戶信道 緊急電話系統(tǒng)的遠端分支信道 實線信道(2) 數(shù)據(jù)信道：收費網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信道(2M 或 10/100M 以太網(wǎng)接口 )監(jiān)控數(shù)據(jù)信道(RS232/2M)收費矩陣聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信道 (RS232/485)電源監(jiān)控數(shù)據(jù)信道CCTV反向控制信道(RS232/ 485)ISDN 2B+D 信道SPC 網(wǎng)管數(shù)據(jù)信道(DCN)2 、 千兆以太網(wǎng)技術(shù)采用以太網(wǎng)技術(shù)完成主干通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置和數(shù)據(jù)、 圖像、話音的接入設(shè)備的設(shè)置， 實現(xiàn)數(shù)據(jù)、