智慧市政建设中电气自动化的应用

王 浩

(中交第一公路勘察设计研究院有限公司，陕西 西安 710000)

0 前 言

智慧市政建设电气自动化的应用需要加大对电气设备的人员成本投入和维修成本投入，将电气自动化应用的效果放在首要位置上。本文以梅观高速公路为主要研究对象，首先以电气自动化云中的应用价值为出发点，详细论述了智慧市政建设中使用电气工程自动化技术，旨在期望可以更好地推动智慧市政建设。

1 工程简介

2014年4月，梅观高速公路调整了收费标准，将其更改为城市快速路，全长19 km，从广东省深圳市龙岗区、龙华新区经过，南段是指机荷高速以南路段，车道形式为双向六车道；北段是指机荷高速以北路段，车道形式为双向八车道。此次改造主要针对南段开始，全长为7 975 m，主路依然使用原车道，将车道更改为八车道，同时在主路两侧修建辅路，其车道形式为双向六车道。

2 自动化运行中的应用价值

现如今，随着经济社会的发展以及科学技术的日新月异，人们的物质生活水平得到了明显的提升。同时，随着信息技术水平的发展和进步，智慧市政建设的应用范围越来越广，智慧市政建设象征着人们追求美好生活的愿望，成为了现代化城市建设过程中的最重要的一个组成部分。现代城市化进步的显著标志就是智慧市政建设，其在人民群众中的认可度非常高，也呈现出了飞速发展的趋势，如图1所示。

图1 市政建设所涵盖内容

在过去，电气系统的应用需要使用工程中使用的数据信息为基础，由于客观因素的影响降低了应用效果，控制效果也不够理想，引入电气自动化以后，其整体控制水平发生了巨大的改变，推动市政建设向着更好的发展。

从实际情况来看，智慧市政建设电气化应用的价值主要体现在以下方面。

1)数据信息处理的效率变得更加迅速，在电气自动化应用时，涉及到各项信息非常全面，能够科学、准确地分析和判断，使信息处理达到一致性的要求，将处理质量提升到一个新的高度。

2)提升电气系统控制效果，使其不会给数据信息的准确性和可靠性造成负面影响，及时发现存在误差的数据信息，使用具有较强针对性的措施予以处理，使得电气系统的控制效果达到最佳水平。

3 智慧市政建设中使用电气工程自动化技术

智慧市政建设具有较强的系统性，与智能制造、智能城市管理、智慧生活、智能电网、物联网、智慧交通和智慧建筑等紧密联系在一起[1]。在智慧市政建设过程中，智慧路灯工程、闯红灯系统、路口信号灯交通监控子系统以及公交车站违停抓拍子系统是智慧市政建设的重要组成部分，其与我国目前正在推动的创新2.0潮流或者工业4.0紧密结合在一起。

3.1 智慧路灯工程

智慧路灯工程是本工程项目中首要解决的一个问题。智慧路灯由充电桩、单灯控制器形式的智慧照明、智慧应急、户外摄像头形式的智慧监控、户外扬声器形式的智慧广播、室外AP形式的智慧WiFi、户外LED显示屏形式的智慧信息发布和环境监测装置等构成，同时预留蓝牙/LORA物联网中继器接线端口、LTE-V/DSRC路侧设备和智慧通信(5G基站)等位置[2]。在安装这些设备时，以设备的功能覆盖范围、道路周边设施、区域性质、道路重要程度和人口密集度等为依据，将交换机和智慧核心控制板安装在智慧路灯底部灯座中，智慧路灯覆盖了整个工程项目的全部区域，这也为后续智慧路灯的科学管理铺平了道路。

在设计智慧路灯的过程中，将所有路灯设置成为智慧路灯形式，将单灯控制器形式的智慧照明系统配置齐全，每隔200 m在智慧路灯上设置应急装备、智慧照明、智慧WiFi以及智慧监控等的设施设备，使其所有的功能发挥出真正的作用。对于路口或者公交站等位置，增加环境监测装置和LED显示屏形式的智慧信息发布装置，给车辆和行人的安全出行创造了便利的条件，在这样的背景之下，更好地带动了智慧市政建设的发展。

智慧路灯设计组合包括以下内容：①组合A，配置智慧照明，形式为单灯控制器，预留足够的各个智慧路灯设备加载端口；②组合B，在组合A的基础上，又分别增加了智慧应急装置、广播系统、智慧WiFi等的设施设备；③组合C，以组合B为基础，增加LED显示屏等智慧信息发布装置，将其设置在路口无遮挡处或者公交站旁边；④组合D，以组合C为基础，每隔2 000 m左右在路口位置设置环境监测装置。

3.2 闯红灯系统

在科学技术日新月异的今天，闯红灯系统已在各大、中小城市中得到了全面的普及。由此可见，闯红灯系统已经成为智慧市政建设的另一个重要组成部分，这样才能满足广大居民的日常出行需求，如果智慧市政建设中电气自动化系统应用过程中没有闯红灯系统的支撑，就会给本工程项目的正常运行带来一定的影响，比如车辆随意变道、大弯小转以及不按规定车道行驶等，从而使得城市居民对智慧市政建设的满意度出现了下降的现象。智慧市政建设中电气自动化的应用能够全方位杜绝以上问题的发生。该技术直接将电气自动化设备连接内部信息设备，使智慧市政建设电气自动化得到完善。这样一来，全部信息设备可以实现交换数据，电气自动化系统也得以正常并高效运转。电气自动化的应用可以更好地促进智慧市政建设的速度，从而满足车辆和行人的安全出行。

3.3 路口信号灯交通监控子系统

经济社会的发展以及科学技术的日新月异，更使得电气自动化发生了翻天覆地的变化，如此一来，路口信号灯交通监控子系统也正在逐渐地由人力控制向着自动化控制的方向发展，在这其中最常见的不外乎就是当人们走到十字路口的时候，会发现指挥交通的警察越来越少了，取而代之的是路口信号灯交通监控子系统，路口信号灯交通监控子系统由南、北绿灯，南、北黄灯，南、北红灯和东、西绿灯，东、西黄灯，东、西红灯和报警灯组成。而在我国大部分的城市中，路口信号灯交通监控子系统一般设置在人群密集的十字路口，并在最明显和最醒目的位置，使用红、黄、蓝这三种颜色作为指示灯，另外在通过一个倒计时显示器引导车辆和行人正确穿越马路。

目前，国内交通信号灯的设计方案有很多，本标段因张衡路与东/西辅道相交，并设有人行过街系统，此次设计在张衡路与东/西辅新增信号灯交通监控系统，并同时将900万像素的高清摄像机嵌入路口信号灯交通监控子系统中，该系统具备以下方面的优势：①具有最基本的信息数据采集功能，可以有效监测出车辆在行驶过程中的平均速度以及停靠时间等；②具备机动车压线、随意变道、车辆逆行、不按交通指示灯行驶、绿灯随意停车、违法掉头、随意转弯以及越线停车等违法行为的检测和抓拍功能[3]；③具备车辆违法行为取证功能。

3.4 车辆违停抓拍子系统

本项目通过视频方式来检测车辆违法行驶、压线、逆行、机动车占用非机动车道、违规掉头等违法行为的自动识别和抓拍取证，以此作为重要的执法依据。该系统不仅可以用来记录和回传照片和视频，还可以记录更多的数据信息，诸如：车辆违法的具体日期、具体时间(可以精确到几秒钟)、违法的地点、违法生成的代码、车辆号牌、颜色以及型号等。与此同时，如果当日天气无异常情况，该系统还能准确记录驾驶员的体貌特征。除此之外，该系统还具备对“GA36-2014”标准的民用车牌、警用车牌、使领馆车牌的号牌自动识别功能，并具备2012式军车号牌、2012式武警部队号牌、新能源车牌以及港澳车牌的自动识别功能，在车牌无损坏或者无遮挡的情况下，白天车辆号牌识别准确率≥90%；夜间车辆号牌识别准确率≥80%。

4 结束语

智慧市政建设具有较强的系统性，以人为本，将技术与人完美结合在一起。电气工程自动化技术的普及和智慧市政建设的发展与信息技术息息相关。在智慧市政建设的过程中，智能电网的电气工程自动化、自动化设备和传感器技术等都占据着非常重要的位置。

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