高速公路機(jī)電系統(tǒng)介紹.doc

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高速公路交通機(jī)電工程簡介高速公路交通機(jī)電工程包括三大系統(tǒng)、隧道機(jī)電工程(供電、消防、通風(fēng)、照明等)。三大系統(tǒng)包括“監(jiān)控系統(tǒng)”、“收費(fèi)系統(tǒng)”和“通信系統(tǒng)”。以下根據(jù)我公司長年在高速公路機(jī)電工程領(lǐng)域作為集成商及產(chǎn)品供應(yīng)商的經(jīng)驗(yàn)，對三大系統(tǒng)的解決方案作簡要介紹。一、監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息采集子系統(tǒng)、監(jiān)控中心及信息發(fā)布子系統(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、緊急電話和巡邏車。信息發(fā)布子系統(tǒng)包括交通標(biāo)志、標(biāo)線和信號等，是交通監(jiān)控管理為用戶服務(wù)的主要形式。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。監(jiān)控系統(tǒng)的功能包括：道路及隧道橋梁監(jiān)視、交通量檢測、氣象監(jiān)測、信息采集與發(fā)布、交通誘導(dǎo)、隧道檢測等。主要設(shè)備包括：車輛檢測系統(tǒng)、氣象檢測設(shè)備（能見度、冰檢等）、情報(bào)板系統(tǒng)、路側(cè)攝像機(jī)系統(tǒng)、監(jiān)控分中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、地圖板、大屏幕投影系統(tǒng)、圖像監(jiān)視系統(tǒng)、主控制臺和監(jiān)控軟件、事件檢測系統(tǒng)、隧道CO/VI檢測設(shè)備、隧道火災(zāi)檢測及報(bào)警系統(tǒng)、隧道PLC設(shè)備等。針對交通監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建目標(biāo)與運(yùn)營單位的運(yùn)營管理需求，結(jié)合系統(tǒng)設(shè)備的功能特點(diǎn)與運(yùn)行方式，我公司在長期工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，本著功能清晰、操作簡捷、先進(jìn)適用、便于擴(kuò)充的原則提出以下系統(tǒng)解決方案。 （1）道路監(jiān)控系統(tǒng) 路段監(jiān)控中（分）中心計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)主要包括系統(tǒng)硬件與軟件兩個(gè)組成部分，其中計(jì)算機(jī)硬件主要有：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、業(yè)務(wù)計(jì)算機(jī)、圖形計(jì)算機(jī)、路由器、交換機(jī)、打印機(jī)等；軟件系統(tǒng)主要包括：系統(tǒng)軟件、支撐軟件和業(yè)務(wù)管理軟件等。利用計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)可以完成對于道路沿線外場設(shè)備的狀態(tài)查詢、信息獲取、功能設(shè)定；交通管理方案的比較與優(yōu)選、交通控制參數(shù)的確定；路政、公安、醫(yī)療等相關(guān)部門的信息共享與突發(fā)事件的協(xié)同處理；報(bào)表打印、日常信息管理等功能； 信息采集系統(tǒng)用于道路沿線的交通、環(huán)境信息的采集，采集方式主要有人工采集和自動采集兩種。主要設(shè)備包括緊急電話(ET)、車輛檢測器（VD）、氣象檢測器(WD)等； 信息發(fā)布系統(tǒng)用于道路交通誘導(dǎo)、警示信息的發(fā)布，主要設(shè)備包括門架式情報(bào)板(CMS)、立柱式情報(bào)板(SCMS)、可變限速標(biāo)志(CSLS)等； 閉路電視監(jiān)視(CCTV)系統(tǒng)主要設(shè)備包括前端的視頻采集攝像機(jī)（通常還含有云臺、防護(hù)罩、解碼器等）、傳輸用視頻（數(shù)據(jù)）復(fù)用光端機(jī)、中（分）心視頻切換控制矩陣及相應(yīng)的碼轉(zhuǎn)換設(shè)備、硬盤錄像機(jī)、大屏幕投影、監(jiān)視器等； 防雷與接地系統(tǒng)用于保護(hù)監(jiān)控設(shè)備免受雷擊及過電壓損害，主要包括避雷針、電源防雷器、信號防雷器、接地引下線以及接地極等； 供配電系統(tǒng)用于對中心及外場設(shè)備的電能供應(yīng)與分配，主要包括不間斷供電電源(UPS)、電力穩(wěn)壓器、配電箱（柜）、供電電纜等，對于系統(tǒng)規(guī)模較大、組成較復(fù)雜的往往還配置有電力監(jiān)控自動化系統(tǒng)用于對供配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的遙測、遙信與遙控。（2）隧道監(jiān)控系統(tǒng) 隧道通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)系統(tǒng)主要包括射流風(fēng)機(jī)、一氧化碳/能見度檢測器(CO/VI)、通風(fēng)控制箱（根據(jù)需要配有PLC、軟啟動器、繼電器等）、供電電纜等，用于隧道內(nèi)外的空氣交換和污染物濃度控制； 隧道照明系統(tǒng)由于在隧道內(nèi)尤其是長隧道內(nèi)行車會產(chǎn)生“黑洞”或“白洞”效應(yīng)，影響行車安全，因此設(shè)置有隧道照明系統(tǒng)。設(shè)備主要包括用于引道照明的中桿燈、用于洞內(nèi)一般情況照明的隧道燈、用于斷電或火災(zāi)等緊急情況的應(yīng)急燈以及亮度檢測器、照明控制箱（根據(jù)需要配有智能照明控制器、PLC、繼電器等）、耐火或阻燃電纜等； 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)主要功能是完成隧道內(nèi)火災(zāi)情況的及時(shí)偵測與報(bào)警。主要設(shè)備包括光纖火災(zāi)探測器及報(bào)警控制處理主機(jī)。二、收費(fèi)系統(tǒng)收費(fèi)系統(tǒng)一般采用“收費(fèi)車道收費(fèi)站各運(yùn)營公司收費(fèi)中心結(jié)算中心”的四級收費(fèi)體制。收費(fèi)車道采集的原始收費(fèi)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)送向收費(fèi)站，收費(fèi)站將采集的數(shù)據(jù)集中后發(fā)送給收費(fèi)結(jié)算中心和相應(yīng)的運(yùn)營公司的收費(fèi)中心。在收費(fèi)結(jié)算中心，對每次出口的收費(fèi)按照該車輛的車型和實(shí)際行駛所通過的路段、里程進(jìn)行分割計(jì)算，得出各路段的應(yīng)收款，然后存入收費(fèi)結(jié)算中心的數(shù)據(jù)庫，并將清分的結(jié)果送給相應(yīng)的運(yùn)營公司的收費(fèi)中心。收費(fèi)系統(tǒng)一般采用封閉式聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)，采用人工半自動的收費(fèi)方式，即“人工判型，人工收費(fèi)，計(jì)算機(jī)管理，閉路電視監(jiān)視，檢測器校核”的半自動方式。采用非接觸式IC卡作為收費(fèi)介質(zhì)，即入口發(fā)行通行卡并寫入入口信息，出口按照車型和行駛里程收取通行費(fèi)或在儲值卡內(nèi)扣款。另外，全自動電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ETC）將會根據(jù)各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r可實(shí)際需要逐漸普及起來，在新建的的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中，一般會預(yù)留ETC車道的相關(guān)配置。主要設(shè)備包括：車道控制機(jī)、IC卡收/發(fā)卡機(jī)、收費(fèi)員終端、車輛檢測線圈、費(fèi)額顯示器、CCTV監(jiān)視系統(tǒng)、對講系統(tǒng)、緊急報(bào)警系統(tǒng)、自動欄桿機(jī)、站級/分中心級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、收費(fèi)軟件、聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)結(jié)算系統(tǒng)和結(jié)算（拆帳）軟件等。收費(fèi)系統(tǒng)包括下列項(xiàng)目： 1、收費(fèi)車道設(shè)備：包括收費(fèi)員終端、車道控制器、票據(jù)打印機(jī)、非接觸式IC卡讀寫器、雨棚信號燈、手動欄桿、自動欄桿、通行信號燈、黃色閃光報(bào)警器、霧燈、費(fèi)額顯示器、車輛檢測器及必須的附屬設(shè)備，根據(jù)入、出口車道類型，安裝相應(yīng)的設(shè)備。2、收費(fèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件：包括收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和收費(fèi)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)兩級，各級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要包括：服務(wù)器、工作站、以太網(wǎng)交換機(jī)、IC卡讀寫器、激光打印機(jī)等。3、收費(fèi)系統(tǒng)軟件：包括收費(fèi)車道、收費(fèi)站和收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、應(yīng)用軟件以及完成本系統(tǒng)功能的全部應(yīng)用軟件。 4、收費(fèi)閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)：包括外場設(shè)備、收費(fèi)站監(jiān)視控制設(shè)備。外場設(shè)備主要由廣場攝像機(jī)、入出口車道攝像機(jī)、亭內(nèi)攝像機(jī)、視頻數(shù)據(jù)疊加器等；收費(fèi)站監(jiān)視設(shè)備設(shè)于各個(gè)收費(fèi)站控制室內(nèi)，主要包括視頻控制矩陣、硬盤錄象機(jī)、監(jiān)視器等。5、內(nèi)部有線對講系統(tǒng)。6、安全報(bào)警系統(tǒng)。7、 收費(fèi)附屬設(shè)施，包括電源、配電箱、設(shè)備保護(hù)系統(tǒng)、傳輸介質(zhì)（電力電纜、信號電纜、光纜）、設(shè)于收費(fèi)控制室內(nèi)的控制臺、活動椅等。收費(fèi)系統(tǒng)的功能包括：收費(fèi)車道按照統(tǒng)一的操作流程工作，實(shí)時(shí)處理各種收費(fèi)數(shù)據(jù)，除了對正常車輛進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的收費(fèi)處理外，同時(shí)對收費(fèi)過程中出現(xiàn)的各種特殊車輛和異常情況按照統(tǒng)一的規(guī)定流程進(jìn)行處理，如軍車、公務(wù)車、緊急車、車隊(duì)、拖車、未付車、違章闖關(guān)車、補(bǔ)交款車、無卡車、卡壞車、“U”型車、超時(shí)車、出入口車型不一致車等進(jìn)行處理。對收費(fèi)車道的出入車輛流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對各車道的收費(fèi)交易數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、統(tǒng)計(jì)并可靠存儲。向收費(fèi)結(jié)算中心上傳原始收費(fèi)數(shù)據(jù)記錄和每日的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，接收收費(fèi)結(jié)算中心下傳的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，包括費(fèi)率、黑名單、同步時(shí)鐘等，并及時(shí)下傳給收費(fèi)車道。通行卡的調(diào)配和管理票證的發(fā)放和管理 現(xiàn)金管理和銀行繳款 對收費(fèi)車道、收費(fèi)亭、收費(fèi)廣場的閉路電視監(jiān)視，對抓拍圖像的管理 打印各類收費(fèi)統(tǒng)計(jì)報(bào)表，交通量統(tǒng)計(jì)報(bào)表和管理報(bào)表 數(shù)據(jù)、資料的存儲與備份和安全管理數(shù)據(jù)庫、系統(tǒng)維護(hù)和網(wǎng)絡(luò)管理三、通信系統(tǒng)通信系統(tǒng)主要是為高速公路運(yùn)營管理及監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)實(shí)施提供必要的話音業(yè)務(wù)及數(shù)據(jù)、圖像信息傳輸通道，它是保障高速公路安全、高速、暢通、舒適、高效運(yùn)營及實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化交通管理必不可少的手段，起著高速公路管理系統(tǒng)中樞神經(jīng)的作用。高速公路通信系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)、圖像、語音等通信功能，采用基于SDH的MSTP或ASON平臺的光傳輸網(wǎng)絡(luò)。主要設(shè)備包括：SDH光同步傳輸系統(tǒng)、程控?cái)?shù)字交換系統(tǒng)（SPC）、綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)系統(tǒng)、通信網(wǎng)管系統(tǒng)、光電纜系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)等。不過由于移動通信技術(shù)的發(fā)展，高速公路通信系統(tǒng)基本不再設(shè)置路側(cè)緊急電話系統(tǒng)。ambition n. 雄心；野心根據(jù)目前的技術(shù)狀況，通信系統(tǒng)基本采用2種實(shí)現(xiàn)方法。一種為SDH光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)；另一種為可實(shí)現(xiàn)語音、數(shù)據(jù)、視頻三網(wǎng)合一的千兆以太網(wǎng)技術(shù)。1、SDH數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)根據(jù)高速公路收費(fèi)站點(diǎn)和服務(wù)區(qū)、養(yǎng)護(hù)工區(qū)等的設(shè)置設(shè)立通信站，在監(jiān)控和收費(fèi)中心地點(diǎn)設(shè)立通信中心。采用STM-1(155Mbit/s)或STM-4(622Mbit/s)，用4芯光纖組成2芯通道保護(hù)自愈環(huán)網(wǎng)。 SDH（配合綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)）可為高速公路機(jī)電工程或運(yùn)營管理采用以下接口，滿足高速公路的數(shù)據(jù)傳輸： 1）155Mbit/s數(shù)字通路 2）2Mbit/s數(shù)字通路 3）10M/100M以太網(wǎng)絡(luò)接口 4）CCTV視頻和控制信號傳輸通路 5）信道通路。這些信道通路包括： (1) 音頻信道： SPC遠(yuǎn)端用戶信道 緊急電話系統(tǒng)的遠(yuǎn)端分支信道 實(shí)線信道 (2) 數(shù)據(jù)信道： 收費(fèi)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信道(2M或10/100M以太網(wǎng)接口)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信道(RS232/2M) 收費(fèi)矩陣聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)信道(RS232/485) 電源監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)信道 CCTV反向控制信道(RS232/ 485) ISDN 2B+D信道 SPC網(wǎng)管數(shù)據(jù)信道(DCN)2、千兆以太網(wǎng)技術(shù)采用以太網(wǎng)技術(shù)完成主干通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置和數(shù)據(jù)、圖像、話音的接入設(shè)備的設(shè)置，實(shí)現(xiàn)