高速公路機電工程講解

1、高速公路機電工程講解主 要 內(nèi) 容一、高速公路機電工程系統(tǒng)簡介二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成三、監(jiān)控系統(tǒng)四、通信系統(tǒng)五、收費系統(tǒng)六、低壓供配電系統(tǒng)七、照明系統(tǒng)八、隧道機電系統(tǒng)九、機電工程常用名詞解釋十、機電施工安裝流程及注意事項一、高速公路機電工程系統(tǒng)簡介 高速公路機電工程系統(tǒng)隸屬于交通工程（安全設(shè)施、管理設(shè)施和服務(wù)設(shè)施）的管理設(shè)施。高速公路機電系統(tǒng)被劃分為六大系統(tǒng)，即監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、低壓供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、隧道機電系統(tǒng)。在高速公路的建設(shè)和發(fā)展過中，監(jiān)控、收費、通信三大系統(tǒng)是同步協(xié)調(diào)發(fā)展的。 二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成機電工程監(jiān)控系統(tǒng)通信系統(tǒng)收費系統(tǒng)低壓供配電系統(tǒng)照明系統(tǒng)隧道機

2、電系統(tǒng)車輛檢測器氣象檢測器閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)可變標(biāo)志光電纜線路監(jiān)控（分）中心設(shè)備安裝及軟件調(diào)測二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成監(jiān)控系統(tǒng)大屏幕投影系統(tǒng)計算機監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與軟件地圖板通信管道與光電纜線路光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)數(shù)字程控交換系統(tǒng)緊急 系統(tǒng)二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成通信系統(tǒng)無線移動通信系統(tǒng)通信電源入口車道設(shè)備出口車道設(shè)備收費站設(shè)備及軟件收費中心設(shè)備及軟件IC卡及發(fā)卡編碼設(shè)備閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)收費系統(tǒng)內(nèi)部有線對講及緊急報警系統(tǒng)收費系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)收費站內(nèi)光、電纜及塑料管道二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成中心（站）內(nèi)低壓配電設(shè)備外場設(shè)備電力電纜線路二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成低壓供配電系統(tǒng)照明系統(tǒng)二、高速公路機電

3、工程系統(tǒng)組成照明設(shè)施車輛檢測器氣象檢測器閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)緊急 系統(tǒng)環(huán)境檢測設(shè)備報警與誘導(dǎo)設(shè)施隧道機電系統(tǒng)可變標(biāo)志隧道監(jiān)控中心計算機控制系統(tǒng)本地控制器二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成隧道監(jiān)控中心計算機網(wǎng)絡(luò)低壓供配電三、監(jiān)控系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)一般由監(jiān)控中心和外場設(shè)備兩部分組成。監(jiān)控中心由算機系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視控制設(shè)備、投影設(shè)備、不間斷電源系統(tǒng)等組成。監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)采用局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，能接入視頻、數(shù)據(jù)和語音信息，構(gòu)成一個多媒體的信息平臺，具備方便的擴展性。計算機系統(tǒng)具有每天24h連續(xù)工作的能力。監(jiān)控軟件工程是交通監(jiān)控系統(tǒng)的靈魂工程，它采集外場設(shè)備檢測到的信息，進行分析處理，生成相應(yīng)的控制方案，通過外場的可變

4、標(biāo)志等設(shè)備發(fā)布路況信息。三、監(jiān)控系統(tǒng) 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)從管理層次一般分為外場設(shè)備、監(jiān)控站（或隧道管理站）、監(jiān)控分中心以及監(jiān)控總中心。外場設(shè)備按物理環(huán)境分為一般路段設(shè)備和隧道內(nèi)設(shè)施。一般路段設(shè)備包括車輛檢測器（有源環(huán)檢測器、微波檢測器、視頻檢測器等）、氣象檢測器（風(fēng)速風(fēng)向檢測器、溫濕度檢測器、能見度檢測器、路面狀態(tài)檢測器、雨量監(jiān)測器等）、信息發(fā)布屏和遙控攝像機等 ；隧道內(nèi)設(shè)施一般分為環(huán)境檢測系統(tǒng)（CO檢測器、照度檢測器、能見度檢測器等）、交通控制子系統(tǒng)（信息發(fā)布設(shè)施、視頻檢測設(shè)施、流量監(jiān)測設(shè)施等）、火災(zāi)檢測報警子系統(tǒng)、隧道通風(fēng)控制子系三、監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)、隧道照明控制子系統(tǒng)、有線廣播子系統(tǒng)以及本地控制

5、子系統(tǒng)等。監(jiān)控站（或隧道管理站）、監(jiān)控分中心、監(jiān)控總中心監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)建設(shè)規(guī)模和要求的不同一般由監(jiān)控中心由計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、控制臺及輔助設(shè)備等部分組成。 三、監(jiān)控系統(tǒng)別的角度理解： 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息采集子系統(tǒng)、監(jiān)控中心及信息提供子系統(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 和巡邏車。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(fù)責(zé)全線路范圍內(nèi)交通情況的監(jiān)視和控制。信息提供子系統(tǒng)包括交通標(biāo)志、標(biāo)線和信號等，是交通監(jiān)控管理為汽車用戶服務(wù)的主要形式 。 國內(nèi)現(xiàn)階段的監(jiān)控主要是視頻監(jiān)控。視頻監(jiān)控主要由以下子系統(tǒng)組成： 三、監(jiān)控系統(tǒng)視頻攝像子系

6、統(tǒng)：包括遙控攝像機、固定攝像機、激光夜視攝像機、廣場球型攝像機、攝像機支架、防護罩、云臺、攝像機支柱等。圖像數(shù)字系統(tǒng)：視頻編碼器及解碼器、中繼器、接收器、線纜、視頻分配器等。輸出子系統(tǒng)：監(jiān)視器、硬盤錄像機、延時錄像機等?？刂谱酉到y(tǒng)：包括云臺控制器或控制鍵盤、副控鍵盤、矩陣切換器、畫面分割器等。 三、監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備介紹及圖示：車輛檢測器車輛檢測器，更標(biāo)準(zhǔn)的稱謂應(yīng)該是：交通信息檢測器。國內(nèi)外在交通檢測系統(tǒng)或交通信息采集系統(tǒng)中，大量應(yīng)用了電磁傳感技術(shù)、超聲傳感技術(shù)、雷達(dá)探測技術(shù)、視頻檢測技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)等高新科學(xué)技術(shù)。相應(yīng)地，交通信息檢測器主要有電感環(huán)檢測器（環(huán)型感應(yīng)圈）、超聲波檢測器、紅外

7、檢測器、雷達(dá)檢測器、視頻檢測器。目前高速公路主要使用環(huán)形線圈檢測器、普通波頻檢測器和視頻檢測器。 三、監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)形線圈檢測器 環(huán)形線圈檢測器是傳統(tǒng)的交通檢測器，是目前世界上用量最大的一種檢測設(shè)備。車輛通過埋設(shè)在路面下的環(huán)形線圈，引起線圈磁場的變化，檢測器據(jù)此計算出車輛的流量、速度、時間占有率和長度等交通參數(shù)，并上傳給中央控制系統(tǒng)，以滿足交通控制系統(tǒng)的需要。此種方法技術(shù)成熟，易于掌握，并有成本較低的優(yōu)點 。這種方法也有以下缺點：a. 線圈在安裝或維護時必須直接埋入車道，這樣交通會暫時受到阻礙。b. 埋置線圈的切縫軟化了路面，容易使路面受損，尤其是在有信號控制的十字路口，車輛啟動或者制動時損壞可能

8、會更加嚴(yán)重。c. 感應(yīng)線圈易受冰凍、路基下沉、鹽堿等自然環(huán)境的影響。d. 感應(yīng)線圈由于三、監(jiān)控系統(tǒng)自身的測量原理自身的測量原理所限制，當(dāng)車 流擁堵，車間距小于3m的時候，其檢測精度稍有下降，有些廠商的產(chǎn)品甚至無法檢測。三、監(jiān)控系統(tǒng)普通波頻檢測器 波頻車輛檢測器（多為懸掛式檢測系統(tǒng)）波頻車輛檢測器是以微波、超聲波和紅外線等對車輛發(fā)射電磁波產(chǎn)生感應(yīng)的檢測器，這里主要介紹微波車輛檢測器（RTMS），它是一種價格低、性能優(yōu)越的交通檢測器，可廣泛應(yīng)用于城市道路和高速公路的交通信息檢測。微波車輛檢測器（RTMS）的工作方式是：采用側(cè)掛式，在扇形區(qū)域內(nèi)發(fā)射連續(xù)的低功率調(diào)制微波，并在路面上留下一條長長的投影。

9、RTMS以2米為一 “層”，將投影分割為三、監(jiān)控系統(tǒng)32層。用戶可將檢測區(qū)域定義為一層或多層。RTMS根據(jù)被檢測目標(biāo)返回的回波，測算出目標(biāo)的交通信息，每隔一段時間通過RS- 232向控制中心發(fā)送。它的車速檢測原理是：根據(jù)特定區(qū)域的所有車型假定一個固定的車長，通過感應(yīng)投影區(qū)域內(nèi)的車輛的進入與離開經(jīng)歷的時間來計算車速。一臺RTMS側(cè)掛可同時檢測8個車道的車流量、道路占有率和車速。 微波車輛檢測器（RTMS）的測量方式在車型單一，車流穩(wěn)定，車速分布均勻的 道路上準(zhǔn)確度較高，但是在車流擁堵以三、監(jiān)控系統(tǒng)及大型車較多、車型分布不均勻的路段，由于遮擋，測量精度會受到比較大的影響。另外，微波檢測器要求離最近

10、車道有3m 的空間，如要檢測8車道，離最近車道也需要7-9m的距離而且安裝高度達(dá)到要求。因此，在橋梁、立交、高架路的安裝會受到限制，安裝困難，價格也比較昂貴。視頻檢測器三、監(jiān)控系統(tǒng) 視頻車輛檢測器是通過視頻攝像機作傳感器，在視頻范圍內(nèi)設(shè)置虛擬線圈，即檢測區(qū)，車輛進入檢測區(qū)時使背景灰度值發(fā)生變化，從而得知車輛的存在，并以此檢測車輛的流量和速度。檢測器可安裝在車道的上方和側(cè)面，與傳統(tǒng)的交通信息采集技術(shù)相比，交通視頻檢測技術(shù)可提供現(xiàn)場的視頻圖像，可根據(jù)需要移動檢測線圈，有著直觀可靠，安裝調(diào)試維護方便，價格便宜等優(yōu)點，缺點是容易受惡劣天氣、燈光、陰影等三、監(jiān)控系統(tǒng)環(huán)境因素的影響，汽車的動態(tài)陰影也會帶來

11、干擾，受惡劣天氣正確檢測率下降，甚至無法檢測。受燈光、陰影等環(huán)境因素的影響誤檢率也大幅上升。 三、監(jiān)控系統(tǒng)氣象檢測器 由于在氣候惡劣的天氣中，交通事故的出現(xiàn)頻率較高。因此，在高速公路周圍要結(jié)合路線的地形、地物、環(huán)境條件設(shè)置氣象檢測器，根據(jù)需要可檢測風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、能見度、黑冰、雨雪等氣象狀況；有一部分氣象檢測器還可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)提供短時間內(nèi)特殊氣象狀況的預(yù)報。一般情況下，氣象檢測器配備的傳感器有：溫度檢測器、濕度檢測器、風(fēng)速風(fēng)向檢測器、雨量檢測器、能見度檢測器、路面檢測器等?，F(xiàn)在三、監(jiān)控系統(tǒng)新型的氣象檢測器還往往配有氣象熱普地圖。 溫度與濕度探測器：探測路面溫度與濕度。目前應(yīng)用于高速公

12、路的相關(guān)探測器測量范圍是-40+80、0100%r.h。風(fēng)速風(fēng)向檢測器：探測道路附近風(fēng)速及風(fēng)向。常用于高速公路的檢測器測量范圍是075m/s（0360）。雨量檢測器：探測路面雨雪情況。能夠探測的降水強度為：大雨、小雨、中雨；能夠探測的降水類型為：雨雪、雨加雪。 三、監(jiān)控系統(tǒng)能見度檢測器：檢測大氣透明度。能見度定義為具有正常視力的人在當(dāng)時的天氣條件下還能夠看清楚目標(biāo)輪廓的最大距離。能見度和當(dāng)時的天氣情況密切相關(guān)。當(dāng)出現(xiàn)降雨、霧、霾、沙塵暴等天氣過程時，大氣透明度較低，因此能見度較差。三、監(jiān)控系統(tǒng)路面狀態(tài)檢測器：包括氣象熱普地圖、道路情況檢測、地圖制作、實時監(jiān)控軟件等內(nèi)容，并與外場氣象檢測器配合，主要完成實時對道路路面的冰、雪、黑冰檢測，并可根據(jù)大氣條件和相關(guān)信息，提前預(yù)測冰雨、雪等特殊氣象狀況的發(fā)生。閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)三、監(jiān)控系統(tǒng) 閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)(CCTV)能提供某些重要區(qū)域近距離的觀察、監(jiān)視和控制。系統(tǒng)符合國家有關(guān)技術(shù)規(guī)范。一般在系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置電視攝像機，以實現(xiàn)全方位監(jiān)控。系統(tǒng)的主要設(shè)備應(yīng)配置監(jiān)視器時滯錄像機和畫面處理器等，使用戶能調(diào)看任意一個畫面和遙控操作任意一臺有遙控功能攝像機的云臺和變焦功能。CCTV系統(tǒng)的組成：概括的說，由前端，傳輸，終端組成。（1）前 端： 用于獲取被監(jiān)控區(qū)域的圖像 。一般由攝像 機