高速公路機(jī)電系統(tǒng)介紹

1、高速公路交通機(jī)電工程簡(jiǎn)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(zhǎng)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(duì)三大系統(tǒng)的解決方案作簡(jiǎn)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(cè)器、氣象檢測(cè)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(hào)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

2、系統(tǒng)的功能包括：道路及隧道橋梁監(jiān)視、交通量檢測(cè)、氣象監(jiān)測(cè)、信息采集與發(fā)布、交通誘導(dǎo)、隧道檢測(cè)等。主要設(shè)備包括：車輛檢測(cè)系統(tǒng)、氣象檢測(cè)設(shè)備（能見(jiàn)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(tái)和監(jiān)控軟件、事件檢測(cè)系統(tǒng)、隧道CO/VI檢測(cè)設(shè)備、隧道火災(zāi)檢測(cè)及報(bào)警系統(tǒng)、隧道PLC設(shè)備等。針對(duì)交通監(jiān)控系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建目標(biāo)與運(yùn)營(yíng)單位的運(yùn)營(yíng)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(zhǎng)期工程實(shí)踐的基礎(chǔ)上，本著功能清晰、操作簡(jiǎn)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

3、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(kù)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(duì)于道路沿線外場(chǎng)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(mén)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(dòng)采集兩種。主要設(shè)備包括緊急電話（ET）、車輛檢測(cè)器（VD）、氣象檢測(cè)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，

4、主要設(shè)備包括門(mén)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(tái)、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(pán)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(guò)電壓損害，主要包括避雷針、電源防雷器、信號(hào)防雷器、接地引下線以及接地極等； 供配電系統(tǒng)用于對(duì)中心及外場(chǎng)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(duì)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(dòng)

5、化系統(tǒng)用于對(duì)供配電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的遙測(cè)、 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(jiàn)度檢測(cè)器（CO/VI） 、 通風(fēng)控制箱（根據(jù)需要配有PLC、軟啟動(dòng)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(zhǎng)隧道內(nèi)行車會(huì)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(cè)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

6、要功能是完成隧道內(nèi)火災(zāi)情況的及時(shí)偵測(cè)與報(bào)警。主要設(shè)備包括光纖火災(zāi)探測(cè)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(yíng)公司收費(fèi)中心 結(jié)算中心 ” 的四級(jí)收費(fèi)體制。 收費(fèi)車道采集的原始收費(fèi)數(shù)據(jù)， 通過(guò)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(yíng)公司的收費(fèi)中心。在收費(fèi)結(jié)算中心，對(duì)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(guò)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(kù)，并將清分的結(jié)果送給相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)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(dòng)的收費(fèi)方式， 即 “人工判型，人工收

7、費(fèi)，計(jì)算機(jī)管理，閉路電視監(jiān)視，檢測(cè)器校核” 的半自動(dòng)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(xiě)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(chǔ)值卡內(nèi)扣款。 另外， 全自動(dòng)電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)（ ETC ）將會(huì)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(lái)，在新建的的高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中，一般會(huì)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(cè)線圈、費(fèi)額顯示器、 CCTV 監(jiān)視系統(tǒng)、對(duì)講系統(tǒng)、緊急報(bào)警系統(tǒng)、自動(dòng)欄桿機(jī)、站級(jí)/分中心級(jí)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：

8、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(xiě)器、雨棚信號(hào)燈、手動(dòng)欄桿、自動(dòng)欄桿、通行信號(hào)燈、黃色閃光報(bào)警器、 霧燈、 費(fèi)額顯示器、 車輛檢測(cè)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(jí)，各級(jí)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(xiě)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(kù)、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(chǎng)設(shè)備、收費(fèi)站監(jiān)視控制設(shè)備。外場(chǎng)設(shè)備主要由廣場(chǎng)攝像機(jī)、入出口車道攝像

9、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(pán)錄象機(jī)、監(jiān)視器等。5、內(nèi)部有線對(duì)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(hào)電纜、光纜）、設(shè)于收費(fèi)控制室內(nèi)的控制臺(tái)、活動(dòng)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(duì)正常車輛進(jìn)行及時(shí)、 準(zhǔn)確的收費(fèi)處理外， 同時(shí)對(duì)收費(fèi)過(guò)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(wú)卡車、卡壞車、U”型車、超時(shí)車、出入口車型不一致車等

10、進(jìn)行處理。對(duì)收費(fèi)車道的出入車輛流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，對(duì)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(chǔ)。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(duì)收費(fèi)車道、收費(fèi)亭、收費(fèi)廣場(chǎng)的閉路電視監(jiān)視，對(duì)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(chǔ)與備份和安全管理數(shù)據(jù)庫(kù)、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(yíng)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

11、、 暢通、 舒適、 高效運(yùn)營(yíng)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(yǔ)音等通信功能，采用基于 SDH 的MSTP或ASON平臺(tái)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 數(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(guò)由于移動(dòng)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)。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(yǔ)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

12、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(yíng)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(hào)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)數(shù)據(jù)、