【公路實(shí)務(wù)】安慧 教材精講班教案 103-第5章-5.2-交通機(jī)電工程（一）

5.2交通機(jī)電工程5.2.1交通機(jī)電工程主要構(gòu)成與功能1.監(jiān)控系統(tǒng)主要構(gòu)成與功能三級(jí)管理架構(gòu)，其管理層次結(jié)構(gòu)如圖5.2.1-1所示。省級(jí)監(jiān)控中心通過各路監(jiān)控分中心對(duì)全省的高速公路進(jìn)行集中監(jiān)控管理。有些省，在省監(jiān)控中心下設(shè)地、市級(jí)區(qū)域監(jiān)控分中心，對(duì)路段監(jiān)控分中心進(jìn)行集中管理，組成四級(jí)管理架構(gòu)。2）監(jiān)控系統(tǒng)主要構(gòu)成監(jiān)控系統(tǒng)按其功能可分為九個(gè)子系統(tǒng)：交通（信號(hào)）監(jiān)控子系統(tǒng)、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)、調(diào)度（指令）電話子系統(tǒng)、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警子系統(tǒng)、隧道通風(fēng)控制子系統(tǒng)、隧道照明控制子系統(tǒng)、電力監(jiān)控子系統(tǒng)、隧道緊急電話子系統(tǒng)、隧道廣播子系統(tǒng)；其中交通信號(hào)監(jiān)控、閉路電視監(jiān)視、調(diào)度電話、火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警、隧道緊急電話、隧道有線廣播為獨(dú)立的子系統(tǒng)，隧道通風(fēng)控制、隧道照明控制、電力監(jiān)控在邏輯構(gòu)成上相對(duì)獨(dú)立，在系統(tǒng)構(gòu)成上則可以合在一起。（1）交通（信號(hào)）監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成一條路的交通信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)通常由監(jiān)控分中心和監(jiān)控節(jié)點(diǎn)（若有的話）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、外場(chǎng)設(shè)備以及傳輸通道等組成。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按管理體制又可以分為監(jiān)控所計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、路段監(jiān)控分中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、省監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。外場(chǎng)設(shè)備包括：車輛檢測(cè)器、氣象檢測(cè)器、能見度檢測(cè)器等數(shù)據(jù)采集裝置；可變信息標(biāo)志、可變限速標(biāo)志、車道指示標(biāo)志、信號(hào)燈等信息發(fā)布裝置。傳輸通道可以使用高速公路專用通信網(wǎng)，或者采用光端機(jī)、以太網(wǎng)交換機(jī)及光纖組網(wǎng)傳輸。（2）視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成視頻監(jiān)控系統(tǒng)由沿線、隧道、橋梁等地設(shè)置的遙控及固定攝像機(jī)及編碼設(shè)備，傳輸通道以及監(jiān)控分中心的視頻監(jiān)視、管理、存儲(chǔ)等設(shè)備組成。監(jiān)控分中心視頻監(jiān)控設(shè)備包括以太網(wǎng)交換機(jī)、視頻服務(wù)器、視頻存儲(chǔ)設(shè)備、視頻工作站、監(jiān)視器、大屏幕拼接屏、視頻解碼器等。（3）火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)由人工和自動(dòng)報(bào)警兩個(gè)系統(tǒng)合成，是保障隧道安全運(yùn)行系統(tǒng)中的一個(gè)重要子系統(tǒng)。自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)由洞內(nèi)火災(zāi)自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備、監(jiān)控分中心（監(jiān)控所）的火災(zāi)報(bào)警控制器以及傳輸通道等組成。人工手動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)與自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成相似，通常是在隧道內(nèi)每50m間距的消防洞處設(shè)一個(gè)手動(dòng)報(bào)警按鈕（每個(gè)按鈕帶地址編碼），由傳輸通道將其連接到監(jiān)控分中心（監(jiān)控所）的火災(zāi)報(bào)警控制器。當(dāng)人們發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)有火情時(shí)，按動(dòng)手動(dòng)報(bào)警按鈕，即可將信號(hào)傳送至火災(zāi)報(bào)警控制器，并產(chǎn)生相應(yīng)的聲光告警信號(hào)和地點(diǎn)信號(hào)。（4）隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成通風(fēng)控制系統(tǒng)由監(jiān)控分中心工作站、隧道本地控制器、風(fēng)機(jī)、一氧化碳/透過率檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器以及傳輸通道等組成。（5）隧道照明控制系統(tǒng)的構(gòu)成隧道照明控制子系統(tǒng)一般由分中心監(jiān)控工作站、本地控制器、光強(qiáng)檢測(cè)器、隧道照明設(shè)備及傳輸通道等構(gòu)成。（6）電力監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成電力監(jiān)控系統(tǒng)由變配電所自動(dòng)檢測(cè)或監(jiān)控裝置、遠(yuǎn)程通信裝置、監(jiān)控分中心（所）監(jiān)控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)以及它們之間的傳輸通道構(gòu)成。分中心（所）監(jiān)控計(jì)算機(jī)子系統(tǒng)一般也是一個(gè)計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)系統(tǒng)，其硬件構(gòu)成和監(jiān)控分中心（所）交通信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)相似，只是應(yīng)用軟件和功能不同。3）監(jiān)控系統(tǒng)主要功能監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能包括;信息采集、數(shù)據(jù)處理、信息顯示、視頻圖像管理、路網(wǎng)監(jiān)測(cè)及協(xié)調(diào)管理（交通管理與應(yīng)急處置）、公眾信息服務(wù)、信息共享、統(tǒng)計(jì)查詢、數(shù)據(jù)備份和系統(tǒng)恢復(fù)、設(shè)備管理、系統(tǒng)安全等。（1）交通（信號(hào)）監(jiān)控系統(tǒng)的功能交通信號(hào)監(jiān)控系統(tǒng)是高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的主要系統(tǒng)，通過采集實(shí)時(shí)變化著的道路交通流信息、道路及監(jiān)控設(shè)施狀態(tài)等信息，進(jìn)行交通運(yùn)行狀態(tài)正常與否的判斷、交通運(yùn)行異常狀態(tài)的預(yù)測(cè)、交通異常事件嚴(yán)重程度的確認(rèn)、對(duì)已經(jīng)發(fā)生或可能發(fā)生的異常事件提出處理方案等，通過交通信息發(fā)布而達(dá)到交通控制、誘導(dǎo)的目的，為管理部門提供有效的管理手段，為高速公路的使用者提供良好的交通信息服務(wù)。（2）視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能視頻圖像監(jiān)視功能；選擇與控制功能；具有視頻圖像錄像、檢索、回放功能；具有視頻圖像配置及管理功能；多級(jí)聯(lián)網(wǎng)視頻監(jiān)控功能。（4）隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的功能隧道通風(fēng)設(shè)施是用通風(fēng)設(shè)備將新鮮空氣強(qiáng)行送入隧道，稀釋污染物質(zhì)并將其排出隧道，使隧道內(nèi)保持良好的衛(wèi)生環(huán)境；提高能見度，保證行車安全。通風(fēng)控制系統(tǒng)是根據(jù)一氧化碳/透過率檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器檢測(cè)到的環(huán)境數(shù)據(jù)、交通量數(shù)據(jù)等控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行通風(fēng)，同時(shí)控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行臺(tái)數(shù)、風(fēng)向、風(fēng)速、運(yùn)行時(shí)間，實(shí)現(xiàn)節(jié)能運(yùn)行和保持風(fēng)機(jī)較佳壽命的控制運(yùn)行；并在發(fā)生火災(zāi)時(shí)根據(jù)不同地點(diǎn)對(duì)風(fēng)機(jī)風(fēng)向、風(fēng)速、運(yùn)行臺(tái)數(shù)的控制進(jìn)行相應(yīng)的火災(zāi)排煙處理，以保證隧道的運(yùn)行環(huán)境的舒適性及安全。（5）隧道照明控制系統(tǒng)的功能設(shè)置隧道照明系統(tǒng)能避免隧道黑洞效應(yīng)，使駕駛員適應(yīng)隧道內(nèi)外的亮度差，保證行車安全；照明控制系統(tǒng)能根據(jù)洞外的照度變化、交通量的變化對(duì)洞內(nèi)照明強(qiáng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)，節(jié)約用電，降低運(yùn)營費(fèi)用。2.收費(fèi)系統(tǒng)主要構(gòu)成與功能1）收費(fèi)方式2）收費(fèi)制式高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)由以前的封閉式收費(fèi)調(diào)整為開放式收費(fèi)（5）收費(fèi)站系統(tǒng)考慮到非ETC車輛的收費(fèi)需求及適應(yīng)ETC用戶的快速發(fā)展，原有收費(fèi)站入/出口調(diào)整為ETC車道為主、ETC/MTC混合車道為輔的方式。收費(fèi)站入口實(shí)現(xiàn)ETC車輛不停車通行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)特殊車輛管理、發(fā)放MTC車輛通行介質(zhì)CPC卡等功能，收費(fèi)站出口實(shí)現(xiàn)ETC用戶不停車通行的同時(shí)，完成MTC車輛的收費(fèi)，并且支持第三方支付方式。3.通信系統(tǒng)主要構(gòu)成與功能1）通信系統(tǒng)主要構(gòu)成高速公路通信系統(tǒng)主要由光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)、語音交換系統(tǒng)、會(huì)議電視系統(tǒng)、呼叫服務(wù)中心、緊急電話系統(tǒng)、有線廣播系統(tǒng)、通信電源系統(tǒng)、光電纜工程及通信管道工程等組成。省高速公路通信中心的通信系統(tǒng)主要由光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)、語音交換系統(tǒng)、支撐網(wǎng)系統(tǒng)、會(huì)議電視系統(tǒng)、呼叫服務(wù)中心和通信電源系統(tǒng)等組成。2）通信系統(tǒng)主要功能為高速公路日常運(yùn)營管理、事故處理、救護(hù)、養(yǎng)護(hù)、收費(fèi)等部門提供可靠的通信手段；為收費(fèi)、監(jiān)控、會(huì)議電視和管理信息（辦公自動(dòng)化）等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、圖像和語音提供傳輸通道；通過呼叫服務(wù)中心、緊急電話、廣播等為道路使用者提供緊急呼救求援和幫助等服務(wù)。4.供配電及照明系統(tǒng)主要構(gòu)成與功能1）供配電系統(tǒng)主要構(gòu)成通常公路供配電系統(tǒng)主要由10kV電源線路、變配電所、供配電線路、低壓配電箱和接地系統(tǒng)等構(gòu)成。（1）電源①公路電力供電應(yīng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)、用電容量和工程特點(diǎn)，一般選用地方電網(wǎng)10kV可靠電源，引入公路變配電所，通過高壓柜、開關(guān)、母線等組成的高壓供電系統(tǒng)，經(jīng)過變壓器變壓，引出380/220V低壓，再經(jīng)過低壓柜，開關(guān)、母線、配電線路和配電箱等組成的低壓配電系統(tǒng)，將低壓電送至公路用電設(shè)備，以保證設(shè)備的正常運(yùn)行。②為保證監(jiān)控、收費(fèi)、通信、消防、應(yīng)急照明等一級(jí)負(fù)荷用電，公路變配電所宜采用獨(dú)立的兩路10kV電源同時(shí)供電，或一路電源主用一路電源備用、單母線分段運(yùn)行的供電方式。當(dāng)只有一路10kV地方電源時(shí)，宜再配備具有自啟動(dòng)、自保護(hù)、自停機(jī)、編程方便、運(yùn)行可靠的柴油發(fā)電機(jī)組作為低壓備用電源，以便在一路10kV地方電源中斷時(shí)，保證一級(jí)負(fù)荷和重要負(fù)荷的供電。（3）供配電線路①供配電線路按電壓等級(jí)可分為10kV高壓線路、380/220V低壓配電線路；按傳輸介質(zhì)可分為架空電線路和電纜線路。②公路低壓配電一般采用電纜線路，10kV高壓可采用架空電線路或電纜線路，一般電纜線路沿公路施工敷設(shè)較方便，但價(jià)格較高、投資大。（4）低壓配電箱①低壓配電箱是將低壓電源切換、分配給各種不同負(fù)荷設(shè)備，內(nèi)設(shè)低壓斷路器對(duì)負(fù)荷進(jìn)行過流、短路等保護(hù)。②按安裝環(huán)境可分為室內(nèi)型和室外型。（5）接地系統(tǒng)②低壓配電系統(tǒng)接地的形式一般分為：TN-S系統(tǒng)、TN-C系統(tǒng)、TN-C-S系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。③在中性點(diǎn)直接接地的低壓配電系統(tǒng)中，宜采用TN系統(tǒng)；如用電設(shè)備較少且分散的，采用TN系統(tǒng)確有困難，且土壤電阻率較低時(shí)可采用TT系統(tǒng)。④不同用途和不同電壓的電力設(shè)備，除另有規(guī)定外，應(yīng)使用一個(gè)總的接地體。交流工作接地、直流工作接地、信號(hào)接地、安全保護(hù)接地、防雷保護(hù)接地宜共用一組接地裝置，其接地電阻應(yīng)符合其中最小值要求。3）照明系統(tǒng)構(gòu)成公路照明系統(tǒng)一般由低壓電源線、配電箱（包括低壓開關(guān)）、低壓配電線、燈桿、光源和燈具組成。照明方式可以分為一般照明、局部照明和混合照明；照明種類可以分為正常照明和應(yīng)急照明。4）照明系統(tǒng)功能公路照明一般包括道路照明、互通立交照明、收費(fèi)廣場(chǎng)照明、特大橋照明、隧道照明、平面交叉口照明、服務(wù)區(qū)及停車區(qū)的停車場(chǎng)照明、進(jìn)出口照明、公路房建區(qū)照明以及需要設(shè)置照明路段的照明。（1）保證行車安全，減少交通事故。（2）為收費(fèi)、監(jiān)控、通信、服務(wù)設(shè)施及運(yùn)營管理提供正常運(yùn)行、維護(hù)、管理必要的工作照明和應(yīng)急照明。（3）具有隨白天、黑夜或日光照度的變化對(duì)照明進(jìn)行調(diào)節(jié)控制的功能，以節(jié)約能源和降低運(yùn)營費(fèi)用。ETC入口車道的配置設(shè)備主要有（）。A.車道控制器 B.OBU（車載單元）C.RSU（路側(cè)單元） D.自動(dòng)欄桿E.車輛檢測(cè)器答案：ACDE解析：ETC車道分為入口車道和出口車道。入口車道和出口車道配置的設(shè)備基本一致，主要由車道控制器、RSU（路側(cè)單元）、自動(dòng)欄桿、報(bào)警設(shè)備、信息顯示屏、雨棚信號(hào)燈、車道信號(hào)燈、車輛檢測(cè)器及車道攝像機(jī)等組成。ETC門架系統(tǒng)在通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生局部故障時(shí)，該系統(tǒng)應(yīng)該（）。A.暫停收費(fèi)工作，并立即報(bào)警，進(jìn)行人工收費(fèi)處理B.獨(dú)立性工作和存貯部分重要數(shù)據(jù)，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時(shí)，人工上傳本地滯留數(shù)據(jù)C.獨(dú)立性工作和存貯所有數(shù)據(jù)，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時(shí)，自動(dòng)上傳本地滯留數(shù)據(jù)D.獨(dú)立性工作和存貯所有數(shù)據(jù)，當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時(shí)，人工上傳本地滯留數(shù)據(jù)答案：C解析：在通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生局部故障時(shí)，ETC門架系統(tǒng)應(yīng)獨(dú)立性工作和存貯所有數(shù)據(jù)。當(dāng)通信網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常時(shí)，自動(dòng)上傳本地滯留數(shù)據(jù)至省聯(lián)網(wǎng)中心和部聯(lián)網(wǎng)中心