浅谈高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术

王哲 中铁十六局集团电气化工程有限公司

高速公路机电系统是由收费、监控、通信三大分系统组成，伴随国内对高速公路开发力度的逐步增强，这三大分系统也在不断创新，逐步向科技化与信息化模式发展转变，那么本文就对收费、监控、和通信三大分系统的施工调试、机电工程系统的集成设计技术的应用与机电工程系统方案展开讨论。

一、高速公路机电工程系统集成设计方案

高速公路机电功能在于道路设备实施管理和监控，伴随信息技术的快速发展，机电工程系统不断发展成为综合性大系统，其中分为通信、监控和收费三大分系统，分系统间利用通讯网相互联系，在利用计算机实施控制，利用光缆数字通讯连成远程计算机网络，实现各网络间共享。在分系统施工调试前，必须对总方案实施合理的设计，根据以往“各执一词”的系统状况，一定要对原来的系统实施整改，实施分系统间的软件集成。软件集成主要分为一下四个集成层面：

第一，用户界面集成，通过用户界面集成系统提供一致的用户界面，利用统一的操作习惯使用软件的全部功能，不同功能分系统的使用是在整个集成用户界面范围内操作，这种高难度的集成能够使操作者有种系统配套的感觉。

第二，信息和数据集成，把收费、监控、通信三个系统的数据进行挑选、调节，实施格式、存储和处理一致的集成方式，其中每个分系统的数据是独立存在的，但每个分系统的数据库是可共享的。

第三，业务流程集成，把所有类似的业务实施集成，不单单是数据间的共享，要把全部分系统的用户管理实施一致设计，乃至完全独立，当作独立业务来管理，其它分系统单独读取所需的数据。

第四，函数集成，函数集成是一个完整的集成，这要求各个分系统都要实施完整的设计和规划，对涉及到每个功能的数据都要集成，把整个运营管理系统转变成一个有机的整体。利用远程模式分布、调用计算机等技术，使Web Service等技术，可以较好的在这个层面上发展。

高速公路系统集成要按照完整设计、兼顾规划的原则，构建合理的软件结构，把分系统的不同业务和方法集成，实施高速公路常规高效运营的最大效益。

二、高速公路机电工程系统施工与调试

（一）通信系统

高速公路管理机构包括管理中心、管理分中心、各个监控点和收费站构成，在其管理中担任运输信息机构的是通信系统。而通信系统是由主干线传送、业务、指令和紧急电话、数据传送、图像传送、广播、通信电源和通信管道组成。

通信系统对高速公路常效运营起到了至关重要作用，相当于高速公路机电系统中的中枢神经。现如今，通信系统的施工和调试主要采用千兆以太网技术和SDH光同步数字传输系统两种技术方式。其中千兆以太网技术可以实现语音、数据和视屏三网合一。

千兆以太网技术系统实现了数据、图像和语音信息的接入，它的特性是兼容性强、宽带大，流畅的收费系统都使用以太网接口，通畅以光纤作为传送媒介，在各个收费站点设立交换机，采用四芯光纤形成自愈环网。如此一来，大大提升通信系统可靠性。

SDH光传输系统的通信中心设立在监控与收费中心，利用光纤线路配置终端设备OLT，根据各个高速公路收费站点的实际状况设置通讯站，在每个通讯站都设置ONU，再在现实状况基础上选择同步传输，利用四芯光纤组成两芯光线通道确保自愈环状网络完成整体的通信系统。

（二）监控系统

在高速公路上，若想保证车辆行驶的效率性和安全性，就要对道路交通车辆行驶密度和车辆行驶速度实施布控。高速公路监控程序就是利用有效方法对高速道路车辆行驶路况实施控制，监控系统包涵：通道监控、主线监控和入口匝道监控三个层面。

监控程序的施工与调试是由外场设备和监控中心两个部分组成，其中外场设备是车辆检测器、可变限速板、外场摄像机、气象检测器和可变情报板等设备。而监控中心是由摄影设备、闭路电视监控系统、计算机系统等构成，利用互联网局域结构，把外场设备检测到的信息，利用信息通信设备传回监控中心对其分析处理，之后再把检定结果反馈到外场设备。外场摄像机把图像传送回监控中心，监控设备能时时切换出事件地点。

（三）收费系统

高速公路收费体系对高速公路发展有着十分重要的推动作用，不管是在路面建设与维修方面或者常规运营管理等层面必然是要依仗收费系统的资金收入，所以一定要保证收费系统的可靠性。现如今，我们国家高速收费系统大多都是采取封闭式收费模式，这种收费模式可以尽最大可能避免漏收通行费用和作弊行为出现。

收费系统大体包括收费站、收费车道、运营公司收费中心、收费结算中心四个收费体系，其中每个站点都是通过计算机设备利用以太网连接成一个网络。目前我国收费系统大多采用人工半自动封闭模式联网收费系统构成，利用计算机管理和闭路电视实施监控，运用检测设备校对核查，再利用人工实施评判和收费的模式。目前，电子不停车ETC收费系统日渐兴起，ETC收费系统的快速性和便捷性备受各大高速公路收费系统称赞，同时很多收费系统中都设立ETC收费的车道及有关设备。

收费系统施工和调试针对的是收费计算机硬件和软件系统组成方式，把以太网交换机、IC读写器、服务器和工作站等实施系统内部连接，收费中心计算和收费站两大系统共同利用硬件和联网的支持形成计算机的硬件和软件系统。收费中心计算机系统、收费站、收费车道操作系统和数据可等应用软件在收费计算机软件系统中体现出来。

高速公路收费系统还包括收费车道设备和监控系统，其中收费车道设备是由收费人员终端、非接触式IC卡读写器等多种必要设备组成。另外监控系统为了确保收费系统公开公正性，一定要利用闭路电视监控系统实施监控，闭路电视监控系统主要是由外场设备和收费站监控构成。

三、高速公路机电工程系统的应用维护

根据高速公路机电系统集成具有功能繁杂、投资巨大、技术范围广、设备种类繁多、分布覆盖面广、环境较恶劣等特点，同时设备出现问题频次也较大，对于机电工程系统维护是十分必要的。目前对其实施维护的建议有：第一应该针对分系统实施社会化的维护试验，比如通信分系统进行社会化的维护试验。第二择取一些技术含量较高或是不高，能要求维修及时的推行系统外包。第三尝试把机电工程系统外包实施维护，利用对承包单位进行严格考核和管理，落实重要的核心基础工作，不断的促使机高速公路电工程系统维护工作转变为监控核心的工作要务。

四、结束语

高速公路机电工程系统确保了道路的安全行驶运营和运用效益，终上所述的内容主要是针对高速公路机电工程系统集成设计方案、施工和调试、以及系统的应用和维护实施全面解析，殷切希望在高速公路机电工程系统的整改中起到有利的作用。