高速公路收费站机电设备可视化管理与实时监控分析

郭丽娜

（山西交通控股集团有限公司晋中高速公路分公司，山西 晋中 030800）

引言

在智慧交通系统工程中，高速公路机电设备作为重要组成部分，其主要是由通信、收费以及监控等系统构成。当前在高速公路快速发展的背景下，不管是通车里程数或是车辆数量均出现了大幅增加[1]，所以积极调整高速公路内部结构，实现收费站机电设备可视化管理与实时监控势在必行。

1 加强高速公路收费站机电设备监控管理的重要性

近年来，我国公路交通事业得到了较为快速的发展，也使得我国高速公路通车里程有了较大幅度的提升，全国高速公路实现“一张网”运行对高速公路管理工作提出了更为高标准的要求。在高速公路系统中，收费站是较为重要的组成部分，尤其是收费站的机电设备能够为高速公路车辆安全、快速通行提供有效保障。随着高速公路收费站现代化管理技术水平的不断提升，可视化管理与实时监控等相关技术也在高速公路收费站管理中得到了较为广泛的应用[2]。高速公路收费站借助机电设备能够实现对通行车辆进行收费、监控、通信等管理工作，借助现代化管理手段能够有效提高高速公路的运行效率。在最初的高速公路收费站管理过程中，主要是借助人力的方式进行收费与监控管理，涉及较少的机电设备使用，即便使用了一些机电设备，但是在功能上也较为单一。在科技水平不断进步的推动作用下，新技术、新设备应用到了高速公路的机电设备方面，大大提高了机电设备的运行、管理功能，尤其是可视化管理与实施监控功能的应用与提升，为实现高速公路的高效运行提供了有效的信息支持与保障。在我国经济发展过程中，高速公路的发展有着较为重要的推动作用，并且随着高速公路建设规模的不断扩大，高速公路的管理重要性与必要性也更为凸显，对此，必须加强新技术在高速公路收费站机电设备管理中的有效应用，实现对机电设备较高水平的可视化与实时监控，实现收费站管理水平的不断提升。

2 高速公路收费站机电设备系统的主要功能

2.1 监控功能

高速公路收费站机电设备系统有效集合了地理信息技术、局域网技术以及无线通信技术，其能够利用终端设备还有监控中心服务器来动态监控机电设备的运行情况，并且实现管理的可视化。利用终端设备能够动态传送机电设备的运行情况以及具体位置等信息传送给监控终端，随后利用服务器来将其呈现在电子地图内。同时还可以将有关数据和实现设定数值做对比，以实现连续监控的目的，让工作人员能够不间断、可视化地开展监控工作，满足高速路网高效运行、及时处置突发事件和提供优质出行服务要求[3]。

2.2 通信功能

在信息化时代下，国内高速公路收费站的通信系统得到了不断的革新，经过2019 年的“撤站”项目和2020 年的“高速视频云联网”项目，原先的SDH 接入传输网面临着设备老旧、性能不足，网络带宽不够等一系列问题，以太网的强大功能优势凸显，通过在收费站和路段分中心部署三层以太网交换机，组建高速公路路段通信接入万兆以太环网，承载高速收费数据和监控业务，有效提高了信息传送的稳定性与安全性，视频分辨率以及图像质量上均得到了有效提升，充分满足了监控业务对大宽带、低时延网络通信需求，为收费监控和业务提供安全可靠的网络通道。

不仅如此，高速公路以太网的规模及功能逐步扩增，高速公路的通信系统不仅覆盖了收费站、隧道、桥梁，而且还能将公路的信息及时、准确、稳定、安全地进行传递，实现高速公路信息资源的高效共享。

2.3 计算机收费功能

在高速公路收费站机电设备中一项重要功能就是收费，2020 年1 月1 日零时，高速公路联网收费新系统正式运行，全国高速公路切换为分段式计（收）费模式，按实际（精准）行驶路径收费[4]。收费机电设备实现收费的自动化，由汽车进入高速公路开始，到其驶离高度公路，高速公路收费自动管理系统都能够自动识别记录汽车的牌号、车型还有上路时间等信息，在离开高速公路后，系统会将汽车通行车的信息读取出来，并按照相应计费标准进行收费。新的收费模式可大大提高高速公路网的整体通行效率，同时对机电设备的性能也是一个挑战，实现对收费站机电设备的可视化管理和实时监控，是保障高速公路运行安全的重要保障。

3 高速公路收费站机电设备可视化管理及实时监控分析

3.1 科学设计可视化管理与实时监控系统

首先，科学设计方案流程。在开展收费站出入口工作过程中，一个重点内容就是要求工作人员能结合高速公路机电设备的具体分布特点来科学设置与高速公路运行规律相符的机电设备管理系统。管理人员能够通过访问管理对象来全面掌握相关内容，同时能够进入到可视化的管理界面当中。其次，在软件布局设计方面，高速公路收费站机电设备管理过程可以借助平面分布图来对各个设备的布设位置进行直观反映，有效提高了后期布控与运维工作效率。对此，设计人员需要结合收费站机电设备具体位置设计与绘制平面分布同，并按照各个机电设备的真实位置进行绘图比例的合理缩放、标志。一般来说，高速公路上的收费站之间的距离较大，并且机电设备的布设较为分散，且间距不均匀。因此，在实际布局设计过程中需要对各个收费站进行充分地实地考察，准确采集并明确各个机电设备位置信息，如此方可确保既定设备布局图纸的高度准确、有效。在实际机电设备系统软件的布局过程中，设计人员以收费站作为独立结构单位，分别进行相应的窗口设置，并借助sstab 编辑软件进行窗口操作的合理定义，做好后续系统设计的充分准备。

3.2 设计并应用图标符号

图标符号设计是继软件布局设计之后的重要环节，采用简单化的图标符号将复杂机电设备模型简单化，大大缩小了机电设备系统的空间占比，使得机电信息系统工作效率得到有效提升，同时有效提高了机电信息系统操作的便捷性。一般来说，ICO 图标控制键能够在图标化机电设备控制中发挥较为重要作用，便于进行单片机的控制设置。在实现信息化与信息系统控制是，按下图标控制键与其相对应单片机实现自动闭合，此时便实现了机电信息系统的通电启动。

3.3 建立数据库

数据库设计也是高速公路机电设备信息系统设计的重要内容。在建立数据库过程中，包括了对机电设备参数与型号等信息的输入与应用。如SQL Server数据库软件能够直接应用于Windows 平台上，具有良好的开放性。相关管理人员能够先采取建设图标库的方式来将图标及名称保持下来，随后建设机电设备数据库，做好相关字段的设置工作，包括图片、名称、型号以及备注等。其次是建立数据库来对收费站图层信息与机电设备数据信息进行明确收集、储存，最后则是实现数据库与可视化管理程序的有效连接，实现信息的自动访问。此外，还应注意提高操作人员的系统操作能力与维护技术水平，为充分发挥收费站机电设备功能以及维护系统的正常运行提供有效保障。

4 结语

在信息化科技的今天，高速公路系统快速发展，高速公路机电系统也越发完善，特别是信息化建设水平的不断提升，对于机电设备管理也提出了更高要求。虽然目前高速公路管理效率与管理水平都有了较大提升，但是面对新的发展要求，高速公路收费站机电设备管理必须提高可视化与实时监控管理水平，才能充分发挥高速公路收费站工作职能，所以需要相关工作人员能够结合高速公路具体发展要求来不断优化其系统设计工作，切实发挥出其应有的效用。