高速公路機(jī)電系統(tǒng)分析高速公路收費(fèi)站畢業(yè)論文

西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）畢業(yè)設(shè)計(jì)題目:高速公路機(jī)電系統(tǒng)分析專業(yè):電氣自動(dòng)化西安航空學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計(jì)）第一章引言高速公路是指“能適應(yīng)年平均晝夜小客車交通量為25000輛以上、專供汽車分道高速行駛、并全部控制出入的公路”。一般能適應(yīng)120公里/小時(shí)或者更高的速度，要求路線順暢，縱坡平緩，路面有4個(gè)以上車道的寬度。中間設(shè)置分隔帶，采用瀝青混凝土或水泥混凝土高級(jí)路面，為保證行車安全設(shè)有齊全的標(biāo)志、標(biāo)線、信號(hào)及照明裝置；禁止行人和非機(jī)動(dòng)車在路上行走，與其他線路采用立體交叉、行人跨線橋或地道通過。

高速公路是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物。第一，高速公路適應(yīng)工業(yè)化和城市化的發(fā)展。城市是產(chǎn)業(yè)與人口的集聚地，其汽車的增長(zhǎng)遠(yuǎn)比鄉(xiāng)村快的多，成為汽車的集聚中心，因此高速公路的建設(shè)多從城市的環(huán)路，輻射路和交通繁忙路段開始，逐步成為以高速公路為骨干的城市交通??第二，汽車技術(shù)的發(fā)展，對(duì)高速公路建設(shè)提出客觀要求。目前汽車已成為人類社會(huì)必不可少的交通工具，因此需要高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施的配合汽車的輕型化和載重化是兩大發(fā)展趨勢(shì)，前者要求速度保障后者要求承載力，而高速公路恰能使二者有機(jī)結(jié)合。高速公路按其功能可分為城市內(nèi)部高速公路和城市間高速公路兩大類；按其距離長(zhǎng)短可分為近程高速公路（500km以內(nèi)）、中程高速公路（500--1000km）和遠(yuǎn)程高速公路（1000km以上）三類；按其布局形式分為：平面立體交叉高速公路、路堤式高速公路、路塹式高速公路、高架高速公路和隧道高速公路。20世紀(jì)30年代西方一些國(guó)家開始修建，60年代以來世界各國(guó)高速公路發(fā)展迅速。

世界第一條高速公路誕生于30年代的德國(guó)，到目前為止，全世界已有60多個(gè)國(guó)家和地區(qū)興建了高速公路，總里程達(dá)20多萬公里。在國(guó)外，一條高速公路建成3至5年后，其兩端的大城市會(huì)沿高速公路不斷延伸發(fā)展，形成以高速公路為軸線的產(chǎn)業(yè)帶。高速公路建成后，其兩側(cè)和周邊將形成高速公路經(jīng)濟(jì)帶，極大地推動(dòng)了區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和市場(chǎng)化進(jìn)程。高速公路機(jī)電系統(tǒng)是發(fā)揮道路設(shè)施交通功能的主要輔助管理系統(tǒng)是對(duì)高速公路實(shí)施現(xiàn)代管理的主要工具。高速公路機(jī)電系統(tǒng)主要由高速公路監(jiān)控、收費(fèi)、通信、照明、供配電和隧道安全運(yùn)行保障等子系統(tǒng)構(gòu)成。第二章高速公路機(jī)電系統(tǒng)一．高速公路通信系統(tǒng)1.1高速公路通信系統(tǒng)的特點(diǎn)高速公路通信系統(tǒng)是高速公路現(xiàn)代化管理的支撐系統(tǒng),是實(shí)現(xiàn)高速公路現(xiàn)代化管理必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。它實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、語音和圖像等信息準(zhǔn)確而及時(shí)地傳輸,同時(shí)保證高速公路管理部門之間業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)通訊的暢通,并為高速公路內(nèi)部各部門與外界建立必要的聯(lián)系。主要有以下特點(diǎn):（1）高速公路的各級(jí)管理機(jī)構(gòu)及沿線設(shè)施一般均建筑在公路兩側(cè),沿公路呈線狀分布。一般通信站都設(shè)置在收費(fèi)站或管理所的所在地,通信站的地理位置在公路建設(shè)時(shí)已基本確定,即不能隨意選址設(shè)站（2）高速公路的管理體制一般采取分級(jí)管理、集中控制調(diào)度,高速公路通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)。此外,各級(jí)管理機(jī)構(gòu)與公路沿線各地有關(guān)部門及上級(jí)機(jī)關(guān)也必須保持通信聯(lián)絡(luò)的暢通,高速公路通信系統(tǒng)是以內(nèi)部通信為主,并進(jìn)入電信公用網(wǎng)。（3）在高速公路管理處、管理所、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站收費(fèi)、監(jiān)控分中心等機(jī)構(gòu)之間以及外場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備與監(jiān)控分中心之間需進(jìn)行語音、數(shù)據(jù)、圖像等各類信息的傳輸和交換。為及時(shí)處理交通事故,進(jìn)行交通調(diào)度指揮,有關(guān)部門必須和巡邏車等保持通信聯(lián)絡(luò)。1.2數(shù)字通信網(wǎng)在高速通信系統(tǒng)中的優(yōu)點(diǎn)2.1數(shù)字通信網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)近年來,由于計(jì)算機(jī)技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)及光通信技術(shù)的迅速發(fā)展,大大加快了從模擬通信向數(shù)字通信過渡的進(jìn)程。數(shù)字通信網(wǎng)由數(shù)字交換和數(shù)字傳輸兩大部分組成,它可以對(duì)話音、數(shù)據(jù)、圖像等各類信息進(jìn)行數(shù)字化,把它們都作為數(shù)字信號(hào)來處理,它和以往的模擬通信網(wǎng)相比有如下優(yōu)點(diǎn):不同的信息使用通用的處理設(shè)備,不僅容易實(shí)現(xiàn)而且比較經(jīng)濟(jì);噪聲和衰減失真不隨傳輸距離而增加,大大提高了通信質(zhì)量;數(shù)字通信設(shè)備大量采用集成電路和大規(guī)模集成電路,有利于設(shè)備小型化和降低成本;易于進(jìn)行信號(hào)處理,大大提高了通信網(wǎng)的功能。以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)傳輸和交換一體化,進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。數(shù)字通信網(wǎng)使得高速公路通信質(zhì)量產(chǎn)生了一個(gè)飛躍,高速公路通信系統(tǒng)作為一個(gè)新建網(wǎng),理所當(dāng)然要適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的方向,積極采用數(shù)字通信技術(shù),構(gòu)筑數(shù)字通信網(wǎng)。2.2數(shù)字通信網(wǎng)的構(gòu)成數(shù)字通信網(wǎng)是由數(shù)字交換節(jié)點(diǎn)和數(shù)字鏈路組成的,使用數(shù)字交換設(shè)備和數(shù)字傳輸設(shè)備在兩個(gè)或多個(gè)指定的點(diǎn)間提供數(shù)字連接,是用數(shù)字信號(hào)來傳輸和交換信息的通信網(wǎng)。數(shù)字通信的特點(diǎn)是將時(shí)間上連續(xù)的信號(hào)通過抽樣、量化及編碼變成時(shí)間上離散的信號(hào),再將各路信號(hào)的傳輸時(shí)間安排在不同的時(shí)間間隙內(nèi)。為了分清首尾和劃分段落,還要在規(guī)定數(shù)目的時(shí)間間隙加入識(shí)別碼組即幀同步碼,形成按一定時(shí)間規(guī)律排列的比特流,即pcm信息碼。在我省高速公路通信系統(tǒng)中,由于用戶電話機(jī)等設(shè)備一般還是模擬式的,所以采用pcm基群終端機(jī)音頻口與用戶設(shè)備接口。pcm基群終端機(jī)完成信息的編解碼和32路64kbps數(shù)字信號(hào)的時(shí)分復(fù)用構(gòu)成2.048mbps基群群路信號(hào)。采用數(shù)字程控交換機(jī)實(shí)現(xiàn)64kbps電路交換,并在交換機(jī)主局建立頻率基準(zhǔn)。當(dāng)傳輸系統(tǒng)采用sdh傳輸系列時(shí),可在各站直接分插上下2.048mbps電路與pcm基群群路接口。1.3從層次分析高速公路通信系統(tǒng)a)第一通信層:長(zhǎng)途網(wǎng)它包括各路段管理處與省管理局及各管理處之間的通信,屬主干線通信。b)第二通信層:地區(qū)網(wǎng)包括各路段管理處與所屬管段內(nèi)的管理所、收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)等部門之間的通信,屬區(qū)間通信。1.4高速公路通信系統(tǒng)的組成和功能高速公路通信系統(tǒng)確保話音、數(shù)據(jù)及圖像等各類信息準(zhǔn)確及時(shí)地傳輸,為各種先進(jìn)的管理手段提供信息傳輸?shù)幕A(chǔ)。高速公路通信系統(tǒng)基本上由以下幾部分組成:a)主干線傳輸作為交通專業(yè)通信網(wǎng)的通信主干線,它不僅要滿足長(zhǎng)途網(wǎng)和地區(qū)網(wǎng)的傳輸要求,而且考慮到省內(nèi)各地區(qū)交通部門的通信需要;b)業(yè)務(wù)電話它是通信系統(tǒng)基本的通信業(yè)務(wù),包括網(wǎng)內(nèi)各級(jí)管理機(jī)構(gòu)的業(yè)務(wù)電話和個(gè)人電話,它能實(shí)現(xiàn)專用網(wǎng)內(nèi)用戶和公用網(wǎng)用戶之間的通話;c)指令電話為在高速公路內(nèi)部進(jìn)行交通管理和調(diào)度指揮服務(wù),指令電話調(diào)度臺(tái)對(duì)分機(jī)具有選呼、組呼、全呼等功能,它包括有線指令電話和無線指令電話;d)緊急電話是高速公路內(nèi)部專用的安全報(bào)警電話,它為高速公路使用者提供緊急呼救求援的通信手段;e)數(shù)據(jù)傳輸包括收費(fèi)系統(tǒng)內(nèi)部的收費(fèi)車道—收費(fèi)站—收費(fèi)(分)中心三級(jí)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的外場(chǎng)監(jiān)控設(shè)備—監(jiān)控(分)中心之間的二級(jí)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò),通信系統(tǒng)為上述計(jì)算機(jī)通信網(wǎng)絡(luò)提供傳輸信道;f)圖像傳輸包括cctv交通監(jiān)控圖像及會(huì)議電視圖像傳輸,通信系統(tǒng)為各類圖像信息提供傳輸信道。二．高速公路監(jiān)控系統(tǒng)2.1監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用目的高速公路與一般公路相比，具有線型好、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)高、交通流量大、行車速度快等特點(diǎn)，但如不采用先進(jìn)的監(jiān)控管理措施，在交通量大、氣候惡劣的情況下，極易發(fā)生交通事故和交通阻塞。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是通過沿線的外場(chǎng)設(shè)施(各類檢測(cè)、顯示等裝置)及時(shí)、準(zhǔn)確、完整地收集并預(yù)告前方道路的各類信息，如交通量、事故、路況等，道路使用者通過監(jiān)控中心的監(jiān)視(顯示)設(shè)備直觀地了解交通運(yùn)行狀況。在發(fā)生交通異常時(shí)，能即使確定事故或手阻區(qū)域，并實(shí)時(shí)發(fā)布相應(yīng)的誘導(dǎo)和救援信息。由于種種氣候問題如大霧、暴雪、暴雨等低能見度的惡劣天氣造成了高速公路發(fā)生嚴(yán)重堵車、關(guān)閉、車輛事故、甚至是連環(huán)相撞等重大交通事故。加之目前高速公路的配套設(shè)施還存在不完善的問題，以及駕駛員的對(duì)交通法規(guī)不足等多方面原因，使得高速公路的管理難度越來越大。為了提高高速公路的管理和服務(wù)水平，目前各高速公路都在實(shí)施或即將實(shí)施全程監(jiān)控。高速公路全程監(jiān)控正日益成為高速公路日常運(yùn)營(yíng)管理的一個(gè)重要手段，發(fā)揮著越來越重要的作用。閉路電視監(jiān)控是高速公路全程監(jiān)控的重要組成部分，可供監(jiān)控人員直觀了解道路交通狀況，同時(shí)也可增加自動(dòng)檢測(cè)設(shè)備，及時(shí)發(fā)現(xiàn)交通事件或異常隋況，還可通過錄像回放對(duì)事件發(fā)生過程進(jìn)行了解和調(diào)查，為及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理交通事故、避免二次事故、保障交通暢通、減少財(cái)產(chǎn)損失、提高服務(wù)水平提供了有力支持。因此閉路電視監(jiān)控系統(tǒng)的重要性不言而喻。高速公路的重大車禍?zhǔn)鹿蕮岆U(xiǎn)救援與普通公路差別較大，一旦事故出現(xiàn)，就存在傷亡嚴(yán)重、救火迫切以及快速清理現(xiàn)場(chǎng)和救出傷者的應(yīng)急反應(yīng)能力。而且還需要與高速交警、消防部門、醫(yī)療衛(wèi)生部門等多個(gè)部門的聯(lián)動(dòng)救援。因此，實(shí)現(xiàn)高速公路運(yùn)行監(jiān)控的可視化、網(wǎng)絡(luò)化、系統(tǒng)化、智能化，是提高高速公路管理水平的重要舉措，每一個(gè)環(huán)節(jié)都不可缺少。如今，越來越多的“非現(xiàn)場(chǎng)執(zhí)法”被運(yùn)用到各種交通事故中。交警不需要到現(xiàn)場(chǎng)，借助高科技，不僅處罰準(zhǔn)確、透明，而且“認(rèn)事不認(rèn)人”的陽光違法追究原則也在改變一些駕駛?cè)说挠^念。面對(duì)鐵證如山的“電子罰單”，一些過去習(xí)慣于通過關(guān)系擺平的人，也只能乖乖認(rèn)罰。3G、高清、網(wǎng)絡(luò)備受青睞近年來高速公路路網(wǎng)不斷完善，高速公路的管理將由“線狀”變?yōu)椤懊鏍睢保咚俟穫鹘y(tǒng)視頻監(jiān)視點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬傳輸方式雖然直觀、圖像質(zhì)量清晰，隨著路網(wǎng)完善，視頻圖像的不斷增加，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模擬方式顯然不適應(yīng)現(xiàn)階段或?qū)韺?duì)視頻圖像的管理和利用，難以發(fā)揮視頻監(jiān)控系統(tǒng)的綜合管理作用。隨著IP網(wǎng)絡(luò)逐漸走向?qū)拵Щ拖嚓P(guān)設(shè)備價(jià)格的不斷下降，區(qū)別于占用專門光纖傳輸點(diǎn)到點(diǎn)之間模擬視頻圖像的純IP架構(gòu)下的高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)將極大的提高高速公路視頻監(jiān)控水平，以實(shí)現(xiàn)隨機(jī)、開放、智能化的遠(yuǎn)程視頻圖像監(jiān)視。目前高速公路全程監(jiān)控的主要構(gòu)成方式是采用標(biāo)準(zhǔn)的攝像機(jī)作為前端設(shè)備，其最大圖像分辨率可達(dá)到D1標(biāo)準(zhǔn)。信號(hào)傳輸采用視頻光端機(jī)，為了節(jié)省光纜纖芯，一般采用節(jié)點(diǎn)式光端機(jī)。由于標(biāo)準(zhǔn)攝像機(jī)的分辨率低，難以兼顧場(chǎng)景監(jiān)控和細(xì)節(jié)監(jiān)控。而當(dāng)發(fā)生交通事故時(shí)，由于顯示細(xì)節(jié)少，在監(jiān)視畫面上只能粗略判斷事故情況。而高清攝像機(jī)的圖像分辨率高，可從100萬像素到500萬像素，分辨率動(dòng)態(tài)可變。高清攝像機(jī)在高速公路上的應(yīng)用是一個(gè)完全I(xiàn)P數(shù)字高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，采用分布存儲(chǔ)集中管理方案，主要特點(diǎn)為全數(shù)字、全I(xiàn)P尋址、分布式存儲(chǔ)架構(gòu)、可變圖像監(jiān)控。采用高清IP攝像機(jī)(100萬像素以上)，保障了監(jiān)控系統(tǒng)中有效畫面具有足夠清晰的結(jié)果，有助于判斷事件情況，及時(shí)處理。在整個(gè)高速公路聯(lián)網(wǎng)體系中，身處任何地點(diǎn)的人員，也可以通過3G終端參與到視頻會(huì)議中;工作人員還可以將3G終端所拍攝到的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)時(shí)聲音和圖像，發(fā)送到分指揮中心或是總指揮中心。由于3G視頻終端是通過相對(duì)性價(jià)比更高的3G公網(wǎng)來傳送音視頻信號(hào)，因此可以低成本實(shí)現(xiàn)對(duì)公路的機(jī)動(dòng)無盲點(diǎn)巡檢。目前，我國(guó)絕大部分省份高速公路已形成路網(wǎng)，單獨(dú)路段的異常事件影響的范圍越來越廣，必然要求相臨路段之間能互通協(xié)調(diào)，這就帶來了聯(lián)網(wǎng)的需求，聯(lián)網(wǎng)主要包括數(shù)據(jù)和視頻兩部分。到現(xiàn)在為止，全國(guó)多個(gè)省已建立了聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控中心，基本實(shí)現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。2.2使用監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)機(jī)構(gòu)1.監(jiān)控中心監(jiān)控中心主要有地圖板、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、緊急電話中心、CCTV控制中心等設(shè)備。地圖板的作用在于可全面直觀地顯示道路全況，并可動(dòng)態(tài)地顯示設(shè)備運(yùn)行狀況。地圖板設(shè)在控制中心內(nèi)，由顯示板和驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成。地圖板的尺寸為14×2.5m，為全國(guó)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中地圖板之最。地圖板的控制是通過以微計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的控制器來完成的，控制器與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的通信單元進(jìn)行通信，并對(duì)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)修改。2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)緊急電話系統(tǒng)和CCTV控制中心均安放在一個(gè)大型操作臺(tái)上。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由主計(jì)算機(jī)、交通控制計(jì)算機(jī)、彩色圖型計(jì)算機(jī)等組成，此系統(tǒng)的主要功能為：1收集車輛檢測(cè)數(shù)據(jù)、交通流、占有率、氣象狀況、CCTV圖像等。2分析以上數(shù)據(jù)并可通過CCTV確認(rèn)，向CMS、CWS發(fā)出命令，以完成實(shí)時(shí)控制。3在地圖板上顯示道路與外場(chǎng)設(shè)備的狀態(tài)、檢測(cè)參數(shù)等。4在大屏幕投影儀上動(dòng)態(tài)顯示高速公路的曲線、運(yùn)行狀況等。5將公路上發(fā)生事故的時(shí)間、地點(diǎn)，損壞、處理方式等記錄下來。6數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)報(bào)表，包括交通報(bào)告、事故與事件的報(bào)告、控制命令的報(bào)告、所有設(shè)備工作狀況的報(bào)告。7對(duì)系統(tǒng)的軟、硬件、外設(shè)自檢，若有故障發(fā)生，將報(bào)警并采取措施排障。8與收費(fèi)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，可收集、統(tǒng)計(jì)各個(gè)收費(fèi)站的每種車型的車流量、收費(fèi)金額以及交通總量、收費(fèi)總額等數(shù)據(jù)，并打印成報(bào)表。緊急電話控制中心用來為公路用戶在發(fā)生故障或拋錨情況下提供路邊通信服務(wù)，中心可控制本區(qū)域內(nèi)的所有緊急電話。中心設(shè)備有計(jì)算機(jī)、通信終端、自動(dòng)錄音與放音機(jī)等。中心與路邊的緊急電話進(jìn)行雙工式免提通話，即中心和路邊的緊急電話均可進(jìn)行呼叫。當(dāng)某個(gè)緊急電話發(fā)出呼叫時(shí)，中心計(jì)算機(jī)會(huì)顯示發(fā)出呼叫的該電話的信息，操作員即可通過控制臺(tái)與之通話，并可進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)提供諸如醫(yī)院、警察、加油站等信息以援助呼叫者，通話內(nèi)容將被自動(dòng)錄音。CCTV系統(tǒng)用于監(jiān)視交通狀況、收費(fèi)廣場(chǎng)和其它相關(guān)情況，該系統(tǒng)基本上由31套裝有變焦鏡頭的彩色攝像機(jī)組成。全線28km基本上1km一套，無死角，攝像機(jī)與監(jiān)控中心的視頻/控制信號(hào)通過光纖傳輸。CCTV系統(tǒng)的控制系統(tǒng)也安放在監(jiān)控中心，其設(shè)備包括視頻、數(shù)字光端機(jī)，視頻切換矩陣，錄像機(jī)，閉路電視控制器等。當(dāng)有報(bào)警時(shí)，中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)收到外設(shè)產(chǎn)生的報(bào)警信號(hào)后，向切換矩陣發(fā)出控制信號(hào)。該區(qū)域內(nèi)攝像機(jī)的圖像將鎖定在中心的監(jiān)視器上，錄像機(jī)可自動(dòng)錄像，并進(jìn)行數(shù)字、時(shí)間和攝像機(jī)編碼的疊加。交通控制計(jì)算機(jī)能隨時(shí)或定期對(duì)遠(yuǎn)端站進(jìn)行檢查，遠(yuǎn)端站的和其控制的外場(chǎng)設(shè)備的信息顯示在屏幕上，可隨時(shí)發(fā)現(xiàn)故障報(bào)警，并能在打印機(jī)上打印出來。同時(shí)，交通計(jì)算機(jī)也能將緊急電話系統(tǒng)和CCTV系統(tǒng)的設(shè)備工作狀況和報(bào)警進(jìn)行顯示和打印。管理人員可通過中心的各種計(jì)算機(jī)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行檢查和維護(hù)。2.3監(jiān)控的目標(biāo)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)、視頻、路況的信息采集、處理和存儲(chǔ)，提供交通信息資源。為高速公路快速、安全、舒適、高效提供了保障。1、高速公路監(jiān)控系統(tǒng)概述高速公路監(jiān)控系統(tǒng)是調(diào)整公路系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)安全、高效、節(jié)能及環(huán)保運(yùn)行的重要手段。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的作用是對(duì)高速公路網(wǎng)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控和交通控制。在現(xiàn)有的道路和環(huán)境條件下，通過對(duì)采集的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)分析、處理和預(yù)測(cè)，采取有效的交通控制手段，預(yù)防可能發(fā)生的交通事件、事故和阻塞；當(dāng)出現(xiàn)突發(fā)性交通事故或道路環(huán)境變化而導(dǎo)致交通阻塞時(shí)，通過系統(tǒng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)并采取有效措施進(jìn)行緩解和排除，以防止對(duì)路網(wǎng)交通產(chǎn)生更大的影響，進(jìn)而提高路網(wǎng)運(yùn)行的利用效率和安全性。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)按照功能劃分一般分為收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)和道路監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)收費(fèi)站的車道、收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)亭的收費(fèi)情況，對(duì)收費(fèi)車道通過的車輛類型、收費(fèi)員的操作過程以及收費(fèi)過程中的突發(fā)事件和特殊事件進(jìn)行觀察和記錄，實(shí)施有效的監(jiān)督。道路監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)高速公路干線、互通立交、隧道等高速公路重點(diǎn)路段進(jìn)行監(jiān)視，掌握高速公路交通狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)交通阻塞路段、違章車輛，及時(shí)給予引導(dǎo)，保證高速公路的安全通暢。2、高速公路收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)高速收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)是數(shù)據(jù)監(jiān)控、圖像監(jiān)控和聲音監(jiān)控三部分組成的一個(gè)有機(jī)整體。其主要功能是以收費(fèi)站為基礎(chǔ)，通過對(duì)數(shù)據(jù)、視頻、音頻等信息的采集，傳送到監(jiān)控室或監(jiān)控分中心進(jìn)行處理和分析，完成整個(gè)收費(fèi)過程。數(shù)據(jù)監(jiān)控是指利用車輛檢測(cè)器、車型自動(dòng)分類器、鍵盤、讀卡機(jī)等外部設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)信息，對(duì)收費(fèi)過程進(jìn)行控制，進(jìn)行收費(fèi)數(shù)據(jù)合理性判斷、記錄和統(tǒng)計(jì)工作，以發(fā)現(xiàn)各種異常情況(例如沖卡車輛判斷、非法卡或通行券，人工判斷車型是否有誤等)，并進(jìn)行相關(guān)的處理工作(例如沖卡車輛拍照、報(bào)警，特種車輛錄像)，它是最有效、使用最廣的一種收費(fèi)監(jiān)控方式。圖像監(jiān)控是指在收費(fèi)廣場(chǎng)、收費(fèi)車道和收費(fèi)亭等處設(shè)置攝像頭，采集視頻信息，監(jiān)控員在監(jiān)控室通過監(jiān)視器實(shí)現(xiàn)對(duì)通過收費(fèi)車道的車輛、收費(fèi)人員的操作過程，包括通行券(卡)的發(fā)放、回收以及收費(fèi)找零情況等進(jìn)行有效的監(jiān)督，并能人工或自動(dòng)啟動(dòng)錄像設(shè)備記錄沖卡車輛和其他異常情況。聲音監(jiān)控是指采用有線(或無線)對(duì)講系統(tǒng)，采集音頻信息，對(duì)收費(fèi)人員在收費(fèi)過程中使用文明用語等情況的監(jiān)督，并監(jiān)聽車道內(nèi)的突發(fā)和異常情況。3、高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)是對(duì)實(shí)時(shí)采集的路網(wǎng)交通信息進(jìn)行處理，根據(jù)各路段的交通運(yùn)行狀況分析計(jì)算，對(duì)路網(wǎng)未來時(shí)刻交通情況進(jìn)行預(yù)測(cè)，進(jìn)而通過誘導(dǎo)控制車流合理的調(diào)控車流分布。根據(jù)道路監(jiān)控系統(tǒng)的功能要求和設(shè)備特點(diǎn)，系統(tǒng)又可分為交通信息采集系統(tǒng)、交通狀態(tài)分析系統(tǒng)、交通控制系統(tǒng)等。交通信息采集系統(tǒng)的功能是獲取交通信息原始數(shù)據(jù)，通過車輛檢測(cè)器、檢測(cè)線圈、通訊設(shè)備等形成的交通信息采集網(wǎng)，獲得路網(wǎng)中各路段的交通量數(shù)據(jù)；通過在重要地段的攝像機(jī)和視頻傳輸設(shè)備獲取該路段的視頻實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；通過氣象信息采集系統(tǒng)采集各個(gè)路段的能見度、溫度、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、雨雪等氣象條件。在這些信息中，視頻數(shù)據(jù)可在計(jì)算機(jī)或大屏幕上顯示，并根據(jù)需要對(duì)視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行抓拍記錄。交通狀態(tài)分析系統(tǒng)根據(jù)采集到的交通信息原始數(shù)據(jù)，首先判斷是否為交通事件或事故。若經(jīng)過視頻人工確定為交通事故則直接將相關(guān)信息傳遞給交通控制子系統(tǒng)；若不是交通事故，則計(jì)算機(jī)利用程序求得各路段的交通狀態(tài)參數(shù)，并利用交通流理論分析該路段的交通狀態(tài)。交通控制系統(tǒng)根據(jù)交通狀態(tài)分析子系統(tǒng)輸出的交通狀態(tài)數(shù)據(jù)，若為交通事故，則根據(jù)發(fā)生事故的地點(diǎn)和特點(diǎn)自動(dòng)生成最佳緊急交通誘導(dǎo)控制方案并發(fā)送給交通誘導(dǎo)子系統(tǒng)；若不是交通事故，則根據(jù)交通狀態(tài)，氣候數(shù)據(jù)及管理需要，按預(yù)定正常交通誘導(dǎo)方案執(zhí)行。高速公路道路監(jiān)控系統(tǒng)的主要是通過對(duì)高速公路全線的交通流量檢測(cè)、交通狀況的監(jiān)測(cè)、環(huán)境氣象檢測(cè)、運(yùn)行狀況的監(jiān)視，按照一系列智能控制規(guī)則和策略產(chǎn)生控制方案，從而實(shí)現(xiàn)控制交通流量、改善交通環(huán)境、減少事故、使高速公路達(dá)到較高的服務(wù)水平。目前道路監(jiān)控系統(tǒng)在我國(guó)發(fā)展存在滯后性，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。各地建立的交通監(jiān)控中心大多都只是實(shí)現(xiàn)了監(jiān)視功能，而遠(yuǎn)沒達(dá)到控制的作用，其主要原因是在高速公路建設(shè)初期，我國(guó)高速公路的交通流量一般遠(yuǎn)沒達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，因此對(duì)高速公路的監(jiān)控特別是“控制”不夠重視，導(dǎo)致部分高速公路已經(jīng)開始出現(xiàn)自然擁擠現(xiàn)象，造成“高速不高”的現(xiàn)象。近幾年來，一些發(fā)達(dá)國(guó)家紛紛投入智能交通系統(tǒng)（ITS）的研究與開發(fā)工作。ITS智能高速公路預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用，將會(huì)有效地提高營(yíng)運(yùn)效率、保證交通安全。2.4聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的技術(shù)特點(diǎn)高速公路聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)就是把交通流量、路段封閉情況、交通事故狀況以及施工情況等即時(shí)信息進(jìn)行編輯匯總，然后通過人工報(bào)送或網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳，以此方便行路者了解最新路況。隨著用戶管理要求和手段的不斷提高，建設(shè)重點(diǎn)轉(zhuǎn)向高速公路的安全、高效運(yùn)營(yíng)。目前，我國(guó)絕大部分省份高速公路已形成路網(wǎng)，單獨(dú)路段的異常事件造成影響的范圍會(huì)越來越廣，這必然要求相臨路段之間能互通協(xié)調(diào)，這就帶來了聯(lián)網(wǎng)的需求。聯(lián)網(wǎng)信息主要包括數(shù)據(jù)和視頻兩部分。并已從單純的聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)、聯(lián)網(wǎng)監(jiān)視逐漸過渡到高速公路聯(lián)網(wǎng)信息管理，并凸顯出聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)向聯(lián)網(wǎng)綜合信息管理方向發(fā)展的趨勢(shì)不可逆轉(zhuǎn)。由于視頻圖像監(jiān)控的直觀性和重要性，所以聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控是高速公路監(jiān)控的必然趨勢(shì)。然而，當(dāng)前高速公路視頻監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)成是一個(gè)混合式系統(tǒng)(模擬視頻+數(shù)字視頻)。且前端設(shè)備和各路段監(jiān)控中心設(shè)備品牌較為紛雜、數(shù)據(jù)格式多樣，使各路段視頻監(jiān)控系統(tǒng)彼此獨(dú)立，無法充分發(fā)揮交通監(jiān)控的路徑誘導(dǎo)、多路徑交通流量調(diào)控、聯(lián)網(wǎng)調(diào)度、應(yīng)付突發(fā)事件、及時(shí)統(tǒng)一調(diào)度的功能，更無法最大程度地發(fā)揮高速公路網(wǎng)絡(luò)的通行能力，所以省域聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控就顯得尤其必要和迫切。聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的作用1視頻聯(lián)合控制，實(shí)時(shí)圖像調(diào)用完成監(jiān)控總中心、管理處、收費(fèi)站三級(jí)視頻圖像的聯(lián)合監(jiān)控。監(jiān)控總中心可切換所有的視頻實(shí)時(shí)圖像以及進(jìn)行錄像控制等管理工作。2數(shù)據(jù)綜合利用，實(shí)時(shí)監(jiān)控交通路況一方面，加強(qiáng)路段監(jiān)控檢測(cè)數(shù)據(jù)的采集，實(shí)時(shí)獲取各路段上傳的監(jiān)控檢測(cè)數(shù)據(jù)、收費(fèi)數(shù)據(jù)，通過交通監(jiān)控計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)顯示路網(wǎng)的交通流、氣候情況等。另一方面，后臺(tái)服務(wù)器對(duì)交通監(jiān)控檢測(cè)及營(yíng)運(yùn)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，提供分析報(bào)表、供用戶查詢輸出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的綜合利用。3交通事故統(tǒng)一上報(bào)，路網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度、聯(lián)動(dòng)救援加強(qiáng)路網(wǎng)交通事故信息的實(shí)時(shí)上報(bào)，由省監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)信息的統(tǒng)一發(fā)布，及時(shí)通知路段進(jìn)行事故教援。4路網(wǎng)信息共享，實(shí)現(xiàn)綜合服務(wù)加強(qiáng)路網(wǎng)信息的共享，為各路段管理機(jī)構(gòu)及社會(huì)提供信息綜合服務(wù)，如：天氣狀況信息，高速公路路網(wǎng)地圖信息、高速公路路況信息、路段養(yǎng)護(hù)封道及繞行信息、交通事故警告及繞行信息等，幫助用戶了解高速公路的即時(shí)潞況，幫助用戶及時(shí)避開影響用戶出行、影響高速公路通行的所有情況，以免耽誤用戶的正常出行。2.5電力監(jiān)控近兩年來,隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,對(duì)一些重要的供、配電系統(tǒng)(如特大橋,隧道的供、配電系統(tǒng))采用了電力監(jiān)控設(shè)施。電力監(jiān)控的基本功能在于保證電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,使管理人員對(duì)電網(wǎng)的有功和無功功率及某些節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制,對(duì)電網(wǎng)各元件的過負(fù)荷情況加以了解,對(duì)不正常情況的發(fā)展趨勢(shì)作出判斷與控制。以計(jì)算機(jī)為中心的電力監(jiān)控系統(tǒng)將檢測(cè)到的信息通過遠(yuǎn)程通信實(shí)時(shí)傳送到控制中心,中心計(jì)算機(jī)將收集到的信息加工處理,把精確完整的參數(shù)存入數(shù)據(jù)庫(kù)。當(dāng)參數(shù)超出正常范圍時(shí),在相應(yīng)變電站及控制中心同時(shí)提供聲光報(bào)警信號(hào),控制中心自動(dòng)顯示報(bào)警原因和事故狀態(tài)?？刂迫藛T將根據(jù)具體情況發(fā)出控制指令,經(jīng)通道傳輸?shù)礁鞅豢卦O(shè)備的控制器進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。高速公路收費(fèi)系統(tǒng)自從出現(xiàn)對(duì)車輛進(jìn)行收費(fèi)以來，收費(fèi)技術(shù)經(jīng)歷了從低級(jí)到高級(jí)，從功能簡(jiǎn)單到豐富完善的過程。除無任何管理設(shè)備的人工收費(fèi)外，綜合目前的收費(fèi)方式，概括起來有兩大類（半自動(dòng)收費(fèi)和全自動(dòng)收費(fèi)）六種（計(jì)算機(jī)管理通行券（條形碼）收費(fèi)、磁卡（IC卡）收費(fèi)、投幣式收費(fèi)、動(dòng)態(tài)稱重收費(fèi)、紅外線收費(fèi)和不停車電子收費(fèi)）。3.1半自動(dòng)收費(fèi)1、計(jì)算機(jī)管理通行券（條形碼）收費(fèi)這種收費(fèi)方式由計(jì)算機(jī)控制票據(jù)打印，對(duì)過往車輛進(jìn)行人工識(shí)別，由人工操作向計(jì)算機(jī)輸入車輛判別信息打印通行券，人工收取現(xiàn)金，計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。條形碼收費(fèi)是指采用二維條形碼存儲(chǔ)車輛及收費(fèi)信息，并用專用打印機(jī)打印通行券的收費(fèi)方式。對(duì)于封閉式收費(fèi)，將在入口發(fā)票，出口驗(yàn)票、收費(fèi)；而開放式收費(fèi)在入口一次性收取所要繳納的費(fèi)用。這種收費(fèi)方式減少了一定的人為性漏收，但由于增加了票據(jù)打印程序，故收費(fèi)速度比純?nèi)斯な召M(fèi)要慢。2、磁卡（IC卡）收費(fèi)這也是一種計(jì)算機(jī)管理的人工收費(fèi)方式，其主要靠專用磁性卡片（磁券）或智能IC卡作為車輛信息的載體，較適用于封閉式公路收費(fèi)。在入口車道發(fā)卡或磁券，出口處驗(yàn)卡（磁券）結(jié)算費(fèi)用。對(duì)于一些長(zhǎng)期用戶（如長(zhǎng)途客運(yùn)）可以使用一種儲(chǔ)值卡，在卡內(nèi)賦值每次使用時(shí)扣減費(fèi)額可多次使用，但仍需在經(jīng)過收費(fèi)站時(shí)停車讀寫卡。收費(fèi)站除其它必要設(shè)備外，主要設(shè)置專用讀/寫卡機(jī)（發(fā)卡機(jī)、收卡機(jī)）。采用磁卡（磁券）收費(fèi)的缺點(diǎn)是，磁卡（磁券）消耗量大，對(duì)外部環(huán)境要求高，機(jī)器故障常發(fā)生卡死，誤讀或因磁卡磨損而信息丟失現(xiàn)象。采用接觸式IC式收費(fèi)，雖然可以回收，但也存在上述問題。若采用非接觸IC卡則減少了卡的磨損，且不存在因灰塵或油污而導(dǎo)致接觸不良的問題，這是目前較為理想的一種收費(fèi)方式。3、投幣式收費(fèi)這是一種在入口發(fā)卡，出口插卡投幣的半自動(dòng)非人工收費(fèi)方式。這種收費(fèi)方式在國(guó)外經(jīng)常見到，但由于所需硬幣及車型判別方面的技術(shù)問題，在我國(guó)并不實(shí)用。4、動(dòng)態(tài)稱重收費(fèi)這種方式多用于保護(hù)道路橋梁，防止車輛超載。用于收費(fèi)是通過測(cè)取車輛的軸重、軸距、軸數(shù)等數(shù)據(jù)，進(jìn)行車輛綜合判別，作為確定收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)的主要參數(shù)。動(dòng)態(tài)稱重技術(shù)必須和車輛識(shí)別及計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)相結(jié)合，才能構(gòu)成車輛收費(fèi)系統(tǒng)。它屬于專用收費(fèi)，并不經(jīng)常用到。5、紅外線收費(fèi)

嚴(yán)格來講這種收費(fèi)方式是利用紅外線技術(shù)進(jìn)行車型自動(dòng)判別，作為上述三種收費(fèi)方式的輔助手段，通過紅外車型分類與人工分類相結(jié)合，用以監(jiān)督人工操作。由于進(jìn)行判別車輛類型的數(shù)據(jù)為一維（車長(zhǎng)度）參數(shù)，困而誤差較大。同樣的車在通過收費(fèi)口時(shí)，由于行駛角度不同會(huì)出現(xiàn)不同的判別結(jié)果。因此，這種方式僅適用于車型簡(jiǎn)單的地區(qū)，并且由于該設(shè)備可靠性低，安裝難度高，通常很少采用。3.2全自動(dòng)收費(fèi)它又叫做不停車電子收費(fèi)。它利用電子通信和計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)收費(fèi)功能，在整個(gè)過程中操作者不直接介入收費(fèi)環(huán)節(jié)，只需對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理監(jiān)督以及處理特別事件。每輛車都有其唯一的標(biāo)識(shí)卡，安裝在汽車前擋風(fēng)玻璃上。車型判別是在車輛靜態(tài)下預(yù)先審定并與汽車牌照號(hào)一一對(duì)應(yīng)地記入其標(biāo)識(shí)卡，這種標(biāo)識(shí)卡內(nèi)的數(shù)據(jù)可以被數(shù)米遠(yuǎn)以外的微波設(shè)備讀取，也可以被修改。在收費(fèi)的全過程都是由電子通信和計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，不必人工介入，也不用停車交款，其費(fèi)用是用戶提前預(yù)繳賦值在卡上，或存在銀行的專門賬戶內(nèi)。

不停車電子收費(fèi)的關(guān)鍵在于車輛電子自動(dòng)識(shí)別和快速通訊。整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)由四個(gè)部分組成。1、電子標(biāo)識(shí)卡是一種有源電子射頻卡，功率約為1/1000瓦，其內(nèi)存可作到存儲(chǔ)包括車輛型號(hào)、車牌照號(hào)、車主的相關(guān)資料等各種信息，是一個(gè)完善的汽車身份卡和信用卡。2、收發(fā)器是一種帶有微波線路的裝置，用它與標(biāo)識(shí)卡之間建立高方向性的高頻微波通訊。它有很強(qiáng)的抗干擾性能和快速的通訊能力。法國(guó)采用歐洲標(biāo)準(zhǔn)的5.8GHz微波，美國(guó)采用2.5GHz微波。我國(guó)在引進(jìn)該系統(tǒng)時(shí)采用哪種標(biāo)準(zhǔn)，直接關(guān)系到將來的全國(guó)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)，這是一個(gè)值得重視的問題。3、進(jìn)行通訊處理的微處理器它將來自標(biāo)識(shí)卡的信息進(jìn)行解釋并傳至車道控制器，從而取得該車的有關(guān)資料并進(jìn)行相應(yīng)處理，對(duì)來自車道控制器的數(shù)據(jù)信息經(jīng)分析后可對(duì)標(biāo)識(shí)卡內(nèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的修改。4、車道控制器根據(jù)卡上的信息，判定通過車輛是否有正常通過的權(quán)力，還可判斷卡的有效性，并起動(dòng)相應(yīng)的交通標(biāo)志，也可以發(fā)出警告給車主必要的提示。如果發(fā)生違章闖關(guān)現(xiàn)象也可驅(qū)動(dòng)抓拍系統(tǒng)進(jìn)行違章取證5、使用原理（1）讀寫器不斷向周圍發(fā)一組固定頻率的電磁波。（2）射頻卡內(nèi)有一個(gè)LC串聯(lián)諧振電路，當(dāng)它進(jìn)入讀寫器的工作區(qū)域內(nèi)，而且頻率與讀寫器發(fā)送的頻率相同，這樣，在電磁激勵(lì)下，LC諧振電路長(zhǎng)生共振。（3）共振使卡內(nèi)的電容有了負(fù)荷，在電容的另一端，接有一個(gè)單向?qū)ǖ碾娮颖?，將電容?nèi)的電荷送到另一個(gè)電容內(nèi)存儲(chǔ)，當(dāng)所積累的電荷達(dá)到2V時(shí)，此電容可作為電源為集成電路提供工作電壓。（4）CMOS集成電路中的有關(guān)控制邏輯電路對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行解碼。（5）根據(jù)解碼信息判斷讀寫器發(fā)來的命令要求，若是讀取信息則控制邏輯電路從存儲(chǔ)器中讀取有關(guān)信息：若是修改信息則有關(guān)控制邏輯啟動(dòng)電壓泵將2V工作電壓提升到15V，以便對(duì)存儲(chǔ)器中內(nèi)容進(jìn)行重新寫入編程。（6）當(dāng)電容放電時(shí)，射頻卡內(nèi)的發(fā)射電路就將從存儲(chǔ)器中讀取的信息及相關(guān)的信息發(fā)送給讀寫器。（7）讀寫器對(duì)接收到的信息進(jìn)行處理。四、高速公路供配電系統(tǒng)4.1負(fù)荷分類及供電方案(1)負(fù)荷分類高速公路供、配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)內(nèi)容可分為:沿線設(shè)施供、配電及重點(diǎn)區(qū)域道路照明供、配電。沿線設(shè)施供、配電包括:管理機(jī)構(gòu)設(shè)施、養(yǎng)護(hù)設(shè)施、服務(wù)(休息)設(shè)施的辦公、生活用電。用于交通工程管理的監(jiān)控設(shè)備、通信設(shè)備、收費(fèi)設(shè)備及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)備等對(duì)電源的穩(wěn)定性和可靠性有較高的技術(shù)要求,原則上此類設(shè)備的供電電源按一級(jí)用電等級(jí)配電。其它用電負(fù)荷可按二級(jí)用電等級(jí)配電。重點(diǎn)區(qū)域的照明包括:收費(fèi)區(qū)域、服務(wù)區(qū)、停車區(qū)內(nèi)的道路照明,收費(fèi)天棚照明和互通立交的道路照明。這些用電負(fù)荷原則上按二級(jí)用電等級(jí)配電。供電方案為能充分發(fā)揮高速公路的優(yōu)勢(shì),達(dá)到有效地使用高速公路的目的,需要根據(jù)工程特點(diǎn)合理地選擇安全、可靠、安裝維護(hù)方便的設(shè)備。供電系統(tǒng)應(yīng)做到供電可靠、電壓質(zhì)量好、滿足生產(chǎn)需要。系統(tǒng)結(jié)線簡(jiǎn)單并有一定的靈活性,操作安全、檢修方便。制定供電系統(tǒng)方案時(shí),還要充分考慮節(jié)省基建投資,減少電能損耗,降低運(yùn)行費(fèi)用,減少有色金屬消耗量。一般不考慮當(dāng)一電源系統(tǒng)發(fā)生故障或檢修停電時(shí),另一電源進(jìn)線也同時(shí)發(fā)生故障的情況。此外要考慮到負(fù)荷的增長(zhǎng),預(yù)留必要的發(fā)展余量。4.2配電方案結(jié)合高速公路的特點(diǎn),一般情況下用電負(fù)荷多數(shù)集中在互通立交附近、隧道、服務(wù)區(qū)及養(yǎng)護(hù)工區(qū)等處,變電站也隨之布設(shè)在這些地方。在互通立交區(qū)段設(shè)置有匝道收費(fèi)站、通信站、監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備(如車輛檢測(cè)器、電視攝像機(jī)、可變標(biāo)志等),配電系統(tǒng)采用本地集中供電方式。即在互通立交的收費(fèi)站處設(shè)變電站,設(shè)備的用電即可從臨近的變配電站引出。交通監(jiān)控系統(tǒng)的特點(diǎn)決定了它要在某些特殊路段設(shè)置監(jiān)控外場(chǎng)設(shè)備,這些設(shè)備的容量都很小,對(duì)供電的可靠性要求較高,為適應(yīng)這些特殊的要求,在做供、配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就比較困難。實(shí)際工程中經(jīng)常遇到用電設(shè)備遠(yuǎn)離互通立交、服務(wù)區(qū)等處的變電站的情況,有以下幾種:1用電設(shè)備距離變電站10~20km左右,這時(shí),為了保證用電質(zhì)量和可靠性就要采用前面提到的方案3給設(shè)備供電,即從最近的變電站引出一條高壓輸電線路至用電設(shè)備處,然后經(jīng)過變壓器及低壓開關(guān)設(shè)備進(jìn)行配電;2用電設(shè)備距離變電站3~5km左右,雖然不是很遠(yuǎn),但已超出低壓供電范圍,考慮到成本及運(yùn)營(yíng)費(fèi)用,不采用高壓輸電方式,而改用在變電站相應(yīng)低壓回路增設(shè)調(diào)壓器方案,既能達(dá)到使用要求又降低了成本造價(jià)。對(duì)于用電設(shè)備數(shù)量多,設(shè)置相對(duì)集中的情況,如特大橋,這就要求供、配電系統(tǒng)有很長(zhǎng)的送電線路,在整條線路上散布有多個(gè)小負(fù)載,同時(shí),這些負(fù)載對(duì)電壓損失有較嚴(yán)格的要求。在這種情況下,有必要采用中壓供電系統(tǒng),即從主變電站引出一條5~6kV中壓供電線路沿線供電,根據(jù)具體情況在全線設(shè)置若干個(gè)廂式變電站將中壓變成低壓系統(tǒng),然后再為每個(gè)用電設(shè)備配電。中壓供電系統(tǒng)應(yīng)用在長(zhǎng)距離大范圍供電工程中,既解決了低壓供電系統(tǒng)不能滿足要求的難題,和高壓供電系統(tǒng)相比又節(jié)省了投資。4.3隧道供配電系統(tǒng)為確保隧道安全、正常運(yùn)營(yíng),在隧道內(nèi)設(shè)置有通風(fēng)、消防、照明、監(jiān)控等設(shè)施,要求供電系統(tǒng)無故障運(yùn)行以保證高度的安全性。隧道供電一般應(yīng)有二路外電源和一套自備電源,以確保隧道供電安全可靠。在外電源發(fā)生故障的情況下,自備柴油發(fā)電機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。為使供電靈活、提高故障情況下供電的可靠性,系統(tǒng)采用分段母線供電,互為聯(lián)絡(luò)。通風(fēng)、照明、監(jiān)控和通信設(shè)備及事故用電各自設(shè)置單獨(dú)的回路。為保證隧道照明有較穩(wěn)定的電源電壓,有利于提高燈具的使用壽命和保證照度穩(wěn)定,對(duì)全隧道照明采用獨(dú)立電源供電,可以避免因大容量電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)造成的母線電壓波動(dòng)影響照明。隧道變電所宜設(shè)置在隧道口處行車道旁,對(duì)中、短隧道可在隧道口一側(cè)設(shè)置變電所,長(zhǎng)隧道要考慮在隧道口兩側(cè)分別設(shè)置變電所。在隧道連續(xù)區(qū)段可將幾條隧道統(tǒng)一考慮,便于管理控制,同時(shí)也能節(jié)省投資。另外,需要注意的是,安裝在隧道內(nèi)的供電設(shè)備必須符合特殊使用條件,如濕度、廢氣、污物、防凍鹽、高壓水等;必須滿足保護(hù)方式IP65的要求。4.4不間斷供電系統(tǒng)為保證設(shè)備用電的可靠性和電能質(zhì)量,必須采用UPS系統(tǒng)。UPS不間斷供電系統(tǒng)是一套將交流市電變?yōu)橹绷麟姷恼?充電裝置和一套把直流電再轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷腜WM逆變器。一旦市電中斷,蓄電池立即對(duì)逆變器供電以保證UPS電源交流輸出電壓供電的連續(xù)性當(dāng)電力發(fā)生故障時(shí),UPS在柴油發(fā)電機(jī)完全起動(dòng)前取代市電,繼續(xù)向用電設(shè)備供電。另外,交流電網(wǎng)嚴(yán)重干擾常常會(huì)造成計(jì)算機(jī)的計(jì)算錯(cuò)誤和數(shù)據(jù)丟失,采用UPS后輸出的正弦波能保持良好的波形而且不帶干擾。所有列為一級(jí)負(fù)荷的設(shè)施包括收費(fèi)亭、收費(fèi)車道和收費(fèi)站的收費(fèi)設(shè)備、交通監(jiān)控設(shè)備和通信設(shè)備均由UPS供電。由于UPS的高可靠性,加上在接UPS之前會(huì)先連接穩(wěn)壓器,設(shè)計(jì)時(shí)以經(jīng)濟(jì)性為原則,不再考慮采用兩臺(tái)UPS一開一備的方案。當(dāng)市電電源發(fā)生停電問題時(shí),UPS的供電電源將自動(dòng)轉(zhuǎn)接至緊急發(fā)電機(jī)供電系統(tǒng),以確保一級(jí)負(fù)荷電源不間斷。高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的應(yīng)用一．系統(tǒng)功能1.1收費(fèi)作業(yè)流程的控制系統(tǒng)的車道收費(fèi)處理單元設(shè)備控制收費(fèi)作業(yè)流程，車道收費(fèi)處理單元由車道計(jì)算機(jī)、顯示收費(fèi)作業(yè)信息的顯示器和收費(fèi)作業(yè)臺(tái)、收費(fèi)費(fèi)額顯示器、語音報(bào)價(jià)器、收費(fèi)票據(jù)打印機(jī)、收費(fèi)放行電動(dòng)欄桿和車輛檢測(cè)器所組成，系統(tǒng)工作方式如下：收費(fèi)員按鍵輸入交費(fèi)車輛類型到收費(fèi)計(jì)算機(jī)，收費(fèi)計(jì)算機(jī)計(jì)費(fèi)并送收費(fèi)費(fèi)額顯示器顯示，語音報(bào)價(jià)器報(bào)價(jià)，經(jīng)收費(fèi)員確認(rèn)后，計(jì)算機(jī)控制打印輸出發(fā)票，并輸出信號(hào)控制收費(fèi)放行電動(dòng)欄桿升起，車道通行信號(hào)燈亮綠色，放行車輛，車輛檢測(cè)器測(cè)到車輛通過后向車道控制器傳送“通過”信號(hào)，車道控制器輸出控制信號(hào)，控制收費(fèi)放行道閘欄桿落下，車道通行信號(hào)燈亮紅色。工作方式見圖一.1.2收費(fèi)信息采集和處理系統(tǒng)以車道收費(fèi)處理單元系統(tǒng)設(shè)備和CCTV系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行采集和處理車輛通行情況和收費(fèi)員收費(fèi)作業(yè)情況的圖像和數(shù)據(jù)信息，并將信息傳送到收費(fèi)監(jiān)控室，向收費(fèi)作業(yè)管理人員提供實(shí)時(shí)的收費(fèi)作業(yè)信息，工作方式見圖二.收費(fèi)作業(yè)信息的采集收費(fèi)作業(yè)信息的采集方式是：收費(fèi)員判別繳費(fèi)和免繳費(fèi)車輛類型通過收費(fèi)鍵盤向計(jì)算機(jī)輸入車型操作，收費(fèi)計(jì)算機(jī)同時(shí)進(jìn)行語音報(bào)價(jià)，此時(shí)車道報(bào)價(jià)機(jī)將發(fā)出報(bào)價(jià)提示音，同時(shí)報(bào)價(jià)機(jī)數(shù)碼管顯示應(yīng)繳金額及車型。司機(jī)繳費(fèi)完成，收費(fèi)員通過收費(fèi)鍵盤操作車輛放行，此時(shí)票據(jù)打印機(jī)打印一張票據(jù)，同時(shí)道閘欄桿將自動(dòng)抬起，車道將抓拍一張疊加有本次收費(fèi)相關(guān)信息的車輛圖像，本次收費(fèi)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)上傳至服務(wù)器。收費(fèi)作業(yè)信息的處理：1、車道計(jì)算機(jī)接收到收費(fèi)員鍵入的車型及繳費(fèi)信息后，經(jīng)自動(dòng)處理輸出如下信息：a.語音報(bào)價(jià)機(jī)報(bào)出禮貌用語和收費(fèi)金額b.控制票據(jù)打印機(jī)打印票據(jù).c.收費(fèi)顯示器顯示收費(fèi)作業(yè)信息d.傳送收費(fèi)數(shù)據(jù)信息給車道控制器，車道控制器輸出：1向收費(fèi)費(fèi)額顯示器輸出顯示金額數(shù)據(jù)信息.2視頻疊加信息.（亭內(nèi)和亭外攝像機(jī)）3.I/O口（繼電器組）2、車道計(jì)算機(jī)接收到收費(fèi)員鍵入免費(fèi)信息后，經(jīng)自動(dòng)處理輸出如下信息：a.車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)將本次免收費(fèi)相關(guān)數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器。b.道閘欄桿自動(dòng)升起放行，車道通行信號(hào)燈亮綠色。c.費(fèi)額顯示器處于空白狀態(tài)。d.收據(jù)打印機(jī)不動(dòng)作。3、CCTV亭內(nèi)和車道攝像機(jī)采集的收費(fèi)員工作情況圖像信息，送到車道控制器疊加收費(fèi)數(shù)據(jù)信息，然后送CCTV監(jiān)視器上對(duì)應(yīng)顯示收費(fèi)員的作業(yè)情況和當(dāng)前的收費(fèi)金額，CCTV通道攝像機(jī)采集的車輛情況及通道放行情況的圖像信息送監(jiān)視器顯示。4、收費(fèi)管理人員在進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視收費(fèi)作業(yè)的過程中，根據(jù)收費(fèi)作業(yè)情況和收費(fèi)作業(yè)的要求對(duì)收費(fèi)作業(yè)情況通過實(shí)時(shí)錄象機(jī)錄像。1.3收費(fèi)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)監(jiān)控室的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、收費(fèi)管理計(jì)算機(jī)、監(jiān)視計(jì)算機(jī)、財(cái)務(wù)計(jì)算機(jī)和圖像計(jì)算機(jī)，與車道收費(fèi)處理單元組成一個(gè)計(jì)算機(jī)管理收費(fèi)數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)。通過收費(fèi)管理計(jì)算機(jī)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，包括身份碼的黑白名單、個(gè)人密碼、費(fèi)額表和用戶級(jí)別設(shè)置以及進(jìn)行補(bǔ)罰款數(shù)據(jù)的輸入；通過監(jiān)視計(jì)算機(jī)對(duì)上傳數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)視；通過財(cái)務(wù)計(jì)算機(jī)進(jìn)行收費(fèi)數(shù)據(jù)的查詢打印。收費(fèi)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送收費(fèi)數(shù)據(jù)由各車道計(jì)算機(jī)通過局域網(wǎng)實(shí)時(shí)上傳到數(shù)據(jù)服務(wù)器，監(jiān)視計(jì)算機(jī)可實(shí)時(shí)監(jiān)視收費(fèi)數(shù)據(jù)，并通過財(cái)務(wù)管理計(jì)算機(jī)對(duì)各個(gè)車道計(jì)算機(jī)上傳的工班收費(fèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行集合并處理。在系統(tǒng)異常情況下，無法實(shí)時(shí)傳送，可自動(dòng)將未傳的工班收費(fèi)數(shù)據(jù)存于本地機(jī)硬盤，不會(huì)丟失，等網(wǎng)絡(luò)通暢后，再自動(dòng)上傳。收費(fèi)數(shù)據(jù)的處理過程1、初始狀態(tài)1、正反雨棚信號(hào)燈呈紅色2、道閘欄桿落下，車道紅綠信號(hào)燈呈紅色；3、手動(dòng)欄桿處于封閉車道狀態(tài)；4、費(fèi)額顯示器處于空白狀態(tài)；5、收費(fèi)軟件顯示收費(fèi)員登陸界面。2、收費(fèi)員上班1、收費(fèi)顯示器在等待操作員輸入工號(hào)、口令及票號(hào)。2、收費(fèi)員通過數(shù)字鍵輸入自己的工號(hào)、口令及票號(hào)，確認(rèn)無誤，操作確認(rèn)后，系統(tǒng)進(jìn)行身份與口令校驗(yàn)。a.收費(fèi)計(jì)算機(jī)上傳收費(fèi)員工號(hào)、車道號(hào)、起始票號(hào)、上班日期和時(shí)間b.正向雨棚信號(hào)燈自動(dòng)變綠、反向雨棚信號(hào)燈自動(dòng)變紅c.如果是晚間上班，車道霧燈自動(dòng)打開，并閃爍；d.向字符疊加器發(fā)送收費(fèi)員相關(guān)信息，并進(jìn)行疊加e.道閘欄桿自動(dòng)落下，車道紅綠信號(hào)燈呈紅色；f.車道收費(fèi)顯示報(bào)價(jià)初始化完成g.系統(tǒng)進(jìn)入正常收費(fèi)狀態(tài)。如果被確認(rèn)為無效收費(fèi)員信息，收費(fèi)登陸界面則自動(dòng)清空，并提示操作員重新輸入有效工號(hào)、口令及密碼。3、正常車輛的處理a.當(dāng)車輛駛?cè)胧召M(fèi)車道并停在收費(fèi)亭前時(shí),自動(dòng)抓拍線圈將抓拍一張車輛圖像并上傳至服務(wù)器，收費(fèi)員進(jìn)行人工車型判別，操鍵盤輸入車型，司機(jī)繳費(fèi)完成后按下“確認(rèn)”鍵之前，收費(fèi)員可直接重新操作車型。b.通行費(fèi)額將通過收費(fèi)顯示器、費(fèi)額顯示器同時(shí)顯示和提示收費(fèi)員和司機(jī)；同時(shí),通行收費(fèi)車道視頻符疊加至視頻圖像,以便監(jiān)控員監(jiān)督。c.當(dāng)收費(fèi)員確認(rèn)已收取應(yīng)支付的全部通行費(fèi)（現(xiàn)金）時(shí)即可按下“確認(rèn)”鍵：d.票據(jù)打印機(jī)打印一張票據(jù)；e.道閘欄桿升起，車道通行信號(hào)燈呈綠色；f.車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)生成本次收費(fèi)數(shù)據(jù)，進(jìn)行車道視頻字符自動(dòng)疊加，并再次抓拍一張疊加有收費(fèi)數(shù)據(jù)信息的圖像，收費(fèi)數(shù)據(jù)與圖像一同上傳至服務(wù)器；g.車輛通過自動(dòng)落桿線圈后，道閘欄桿自動(dòng)落下，車道紅綠信號(hào)燈呈紅色；4、免費(fèi)車種(含軍車、公務(wù)車、緊急車)處理a.當(dāng)免繳費(fèi)車輛通過收費(fèi)車道時(shí)，收費(fèi)員首先操作以應(yīng)車型，如：軍警、政府、及友鄰等；然后按下相應(yīng)的車輛類型，如：一類、二類、三類……等；放行完成后，收費(fèi)計(jì)算機(jī)將上傳本次收費(fèi)記錄至服務(wù)器；b.道閘欄桿自動(dòng)升起，車道通行信號(hào)燈顯示綠色；費(fèi)額顯示器處于空白狀態(tài)，收據(jù)打印機(jī)不動(dòng)作；c.車輛通過自動(dòng)落桿線圈后，道閘欄桿自動(dòng)落下，車道紅綠信號(hào)燈呈紅色；5、違章車的處理a.當(dāng)收費(fèi)員未完成收費(fèi)業(yè)務(wù)處理操作,車輛已駛?cè)氲篱l落桿線圈檢測(cè)范圍內(nèi)，則確認(rèn)該車輛違章；b.收費(fèi)計(jì)算機(jī)自動(dòng)觸發(fā)車道報(bào)警器，經(jīng)過10秒鐘或收費(fèi)員按“解除報(bào)警”鍵后報(bào)警停止；c.收費(fèi)計(jì)算機(jī)自抓拍該違章車輛圖像；d.將本次違章數(shù)據(jù)信息同抓拍圖像自動(dòng)上傳至服務(wù)器。6、車隊(duì)的處理當(dāng)特許通過的“車隊(duì)”來到收費(fèi)車道時(shí),收費(fèi)員按下“車隊(duì)開始”鍵,此時(shí)自動(dòng)欄桿處于打開狀態(tài),費(fèi)額顯示器和車型分類顯示器處于空白狀態(tài),當(dāng)車隊(duì)全部通過檢測(cè)器檢測(cè)區(qū)域后,收費(fèi)員再按下“車隊(duì)結(jié)束”鍵，自動(dòng)欄桿落下，系統(tǒng)恢復(fù)到車道正常收費(fèi)業(yè)務(wù)處理的初始狀態(tài)。同時(shí)，自動(dòng)抓拍線圈已記錄抓拍了所有通過的車輛，并上傳服務(wù)器。7、收費(fèi)員下班a.收費(fèi)員下班時(shí)，操作收費(fèi)鍵盤下班鍵，系統(tǒng)完成下班任務(wù)，并將下班時(shí)所有數(shù)據(jù)信息上傳至服務(wù)器；b.正反雨棚人號(hào)燈呈紅色、霧燈閉、道閘欄桿落下、車道紅綠信號(hào)燈呈紅色、收費(fèi)報(bào)價(jià)顯示機(jī)初始化并呈空白。1.4數(shù)據(jù)信息的管理系統(tǒng)由收費(fèi)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)收費(fèi)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理，收費(fèi)管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)能儲(chǔ)存保留五年以上的數(shù)據(jù)供查詢檢索，結(jié)果可通過服務(wù)器或管理計(jì)算機(jī)的顯示器顯示，查詢檢索內(nèi)容如下：a.所有收費(fèi)車輛收費(fèi)數(shù)據(jù)日、周、旬、月、季度、年情況b.某收費(fèi)員、某車道、某班次、某一車型、某票號(hào)段在某一時(shí)間段收費(fèi)情況c.某一時(shí)間段及某日等收費(fèi)車次情況d.收費(fèi)員工作記錄及非正常運(yùn)行、非正常操作、車隊(duì)、錯(cuò)票等情況記錄e.系統(tǒng)工作狀況信息二.系統(tǒng)組成各收費(fèi)車道計(jì)算機(jī)相互獨(dú)立無通信關(guān)系。三.主要設(shè)備3.1主要車道設(shè)備：車道計(jì)算機(jī)、專用鍵盤、車道智能控制柜、票據(jù)打印機(jī)、道閘、車道攝像機(jī)、費(fèi)額顯示器、字符疊加器、閃光報(bào)警器、霧燈、車道紅綠信號(hào)燈、雨棚紅綠信號(hào)燈車道計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是一個(gè)獨(dú)立完成收費(fèi)作業(yè)、控制收費(fèi)作業(yè)流程的系統(tǒng)。與每個(gè)設(shè)備相對(duì)獨(dú)立，當(dāng)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障和進(jìn)行故障處理時(shí)，不影響各個(gè)車道計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常收費(fèi)；當(dāng)系統(tǒng)中某個(gè)車道計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障和進(jìn)行故障處理時(shí)，不影響其它車道計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常收費(fèi)，保障收費(fèi)系統(tǒng)正常的收費(fèi)作業(yè)。車道收費(fèi)處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)單元構(gòu)成如下圖四：3.2控制柜技術(shù)指標(biāo)：尺寸:高700mm寬560mm深590mm輸入電源：AC220V輸出電源：DC12V/4A、DC5V/1A工控機(jī)：P42.0G/256M/80G/100M網(wǎng)卡；多串口卡/16路I/O卡4U標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱視頻圖像捕獲卡：分辨率為768×576以上RS232接口：2～8個(gè)，用于外設(shè)接口(1塊多串口卡和2個(gè)工控機(jī)自帶串口)，用于費(fèi)額顯示器、收費(fèi)員鍵盤、IC卡讀寫器、視頻數(shù)據(jù)疊加器等設(shè)備內(nèi)置PCI接口卡：8路I/O標(biāo)準(zhǔn)接口電源防雷保護(hù)：放電電流等級(jí)：5KA；最大放電電流：25KA；防護(hù)級(jí)別：1.8KV，可防護(hù)的內(nèi)部短路電流：10KA控制器內(nèi)配置I/O調(diào)理板（均有LED指示燈）開關(guān)量接口：固態(tài)繼電器6個(gè)（可選擇輸出數(shù)字量的任一一個(gè)控制端口），用于控制車道通行燈報(bào)警燈和頂棚信號(hào)燈；繼電器6個(gè)（可選擇輸出數(shù)字量的任一一個(gè)控制端口），用于控制自動(dòng)欄桿；光耦輸入8個(gè)，用于2個(gè)車輛檢測(cè)器的檢測(cè)信號(hào)輸入和腳踏開關(guān)輸入6-10路RS232接口工作環(huán)境：-20℃～+40℃軟件平臺(tái)：Windows2000Professional或WindowsNTWorkstation4.0機(jī)殼可用彩色噴塑鋼板或不銹鋼板制造3.3局域網(wǎng)收費(fèi)站局域網(wǎng)主要由兩部分組成；一部分是收費(fèi)站控計(jì)算機(jī)，包括服務(wù)器及功能各異的工作站，如硬盤錄像機(jī)、報(bào)表查詢計(jì)算機(jī)、車道收費(fèi)計(jì)算機(jī)等。局域網(wǎng)采用星形以太網(wǎng)結(jié)構(gòu)10-100Mbps，傳輸線纜UTP-5。由于車道計(jì)算機(jī)和收費(fèi)控制室計(jì)算機(jī)距離較遠(yuǎn)，為保證傳輸質(zhì)量，這二部分之間采用以太網(wǎng)交換機(jī)通過多模光纜連接，采用多模光纖主要是考慮到距離一般在3KM以內(nèi)，防止信號(hào)過強(qiáng)引起反射，同時(shí)也可以降低成本。計(jì)算機(jī)收費(fèi)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為:1）用一臺(tái)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī),收費(fèi)站服務(wù)器和車道各收費(fèi)計(jì)算機(jī)，構(gòu)成10-100Mbps星型以太局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)。所有車道計(jì)算機(jī)連接到二臺(tái)10-100Mbps自適應(yīng)共享式集線器。站內(nèi)其它計(jì)算機(jī)，如報(bào)表查詢計(jì)算機(jī)、硬盤錄像機(jī)連接到站內(nèi)10-100Mbps自適應(yīng)交換式集線器。車道集線器與站內(nèi)集線器之間采用光纖連接。2）各收費(fèi)車道計(jì)算機(jī)相互獨(dú)立無通信關(guān)系。四系統(tǒng)功能4.1系統(tǒng)功能系統(tǒng)服務(wù)器采用IBM等著名品牌的專用服務(wù)器，從硬件上首先保證服務(wù)器的穩(wěn)定性與可靠性，收費(fèi)機(jī)采用在野外耐惡劣環(huán)境的品牌機(jī)。以保證系統(tǒng)在野外一年365天，每天24小時(shí)的不間斷運(yùn)行。在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，在網(wǎng)絡(luò)上選擇了采用了目前最先進(jìn)的客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)者選擇了MicrosoftWindowsAdvancedMicrosoftSQLServerMicrosftWindowsProfessional，這是基于如下考慮。MicrosoftWindowsAdvancedServer操作系統(tǒng)它是用于局域網(wǎng)的服務(wù)器平臺(tái)，它的集中式安全管理和強(qiáng)有力的容錯(cuò)管理(RAID5)等特點(diǎn)使之成為用于服務(wù)器的理想的操作系統(tǒng)。它將網(wǎng)絡(luò)管理和基本操作系統(tǒng)完美地結(jié)合起來，使網(wǎng)絡(luò)易于使用和管理。它是一個(gè)與平臺(tái)無關(guān)的、可伸縮的服務(wù)器操作系統(tǒng)，它可以運(yùn)行在Intelx86系統(tǒng)、精簡(jiǎn)指令集（RISC）的計(jì)算機(jī)和DECAlpha計(jì)算機(jī)上，從而使用戶在選擇計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件上有很大的自由；它可以擴(kuò)展到對(duì)稱的多處理器系統(tǒng)上，使得當(dāng)需要提高性能時(shí)還可以增加額外的處理器；其內(nèi)部完全是32位結(jié)構(gòu)，在運(yùn)行時(shí)有多個(gè)線程，它的搶占多任0務(wù)方式使操作系統(tǒng)能為每個(gè)應(yīng)用等程序分配足夠的處理時(shí)間。MicrosoftSQLServer其安全性、事務(wù)處理能力和誤差符合重要事務(wù)的要求：其智能服務(wù)器技術(shù)增強(qiáng)了服務(wù)器上的數(shù)據(jù)整體性，減小了開支和維護(hù)的成本。支持方便的單一處理系統(tǒng)和新型的對(duì)稱多處理器系統(tǒng)，保證應(yīng)用程序環(huán)境符合尺寸上的需求。支持多用戶的高性能快速響應(yīng)，允許同時(shí)存取多個(gè)客戶、多用戶DBMS。網(wǎng)絡(luò)獨(dú)立性允許MicrosoftSQLServer2000支持在多機(jī)種網(wǎng)絡(luò)上同步連接客戶/服務(wù)器。規(guī)則和觸發(fā)器提供了數(shù)據(jù)庫(kù)整體機(jī)制.企業(yè)連接性服務(wù)用于存取公共數(shù)據(jù)和信息系統(tǒng).它具有分布式數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能,支持縮放式\多服務(wù)器應(yīng)用程序。此處它還有多種應(yīng)用程序和工具，以供開發(fā)者和用戶靈活的選擇。MicrosftWindowsProfessional具有友好的圖形用戶界面（GUI）、多任務(wù)環(huán)境以及網(wǎng)絡(luò)連接功能，它的硬件無關(guān)性、強(qiáng)大的應(yīng)用軟件支持和廣大的用戶基礎(chǔ)也是選擇它的原因之一。先進(jìn)性體現(xiàn)在設(shè)備的先進(jìn)性、軟件的先進(jìn)性和總體的先進(jìn)性上。軟件的設(shè)計(jì)服務(wù)器采用MicrosoftWindowsAdvancedServer，收費(fèi)計(jì)算機(jī)采用MicrosftWindowsProfessional環(huán)境，數(shù)據(jù)庫(kù)采用MicrosoftSQLServer多用戶大型關(guān)系式數(shù)據(jù)庫(kù)。通用性和可擴(kuò)展性通用性和可擴(kuò)展性也體現(xiàn)在以上三個(gè)方面，我們選擇的設(shè)備兼容性好，易于升級(jí)維護(hù)。收費(fèi)系統(tǒng)要求每天不間斷運(yùn)行，任何一個(gè)站點(diǎn)故障在可能引起全線系統(tǒng)的癱瘓，可靠性是一個(gè)系統(tǒng)是否真正實(shí)用的關(guān)鍵，收費(fèi)系統(tǒng)大部分設(shè)備都安裝于環(huán)境條件較惡劣的室外場(chǎng)所，對(duì)硬件設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性要求很高，在設(shè)計(jì)中，除從硬件選擇上保證其各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到或超過招標(biāo)書上的要求外，還提供多種備援措施保證收費(fèi)操作的順利進(jìn)行，包括服務(wù)器數(shù)據(jù)熱備份、網(wǎng)絡(luò)電纜備份、收費(fèi)工作站本地備份、大容量后備及軟件系統(tǒng)都將進(jìn)行嚴(yán)格全面的測(cè)試。完備性本系統(tǒng)的收費(fèi)控制措施和監(jiān)控措施對(duì)車輛收費(fèi)的外部逃費(fèi)控制和內(nèi)部監(jiān)控控制是完備的。本收費(fèi)系統(tǒng)采用WindowsAdvancedServer網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用具有容錯(cuò)技和數(shù)據(jù)備份技術(shù)的SQLServer大型數(shù)據(jù)庫(kù)。為了防止硬盤損壞、偶然或惡意的數(shù)據(jù)破壞、自然災(zāi)害（火災(zāi)、水災(zāi)、地震等）、盜竊、病毒等造成的數(shù)據(jù)破壞，我們可以根據(jù)SQLServer提供的工具制定一套完整的數(shù)據(jù)備份方案，將重要數(shù)據(jù)備份到磁帶設(shè)備帶到安全的地方去，或通過網(wǎng)絡(luò)將備份發(fā)送到遠(yuǎn)程站點(diǎn)有專人來管理。一旦數(shù)據(jù)庫(kù)遭到破壞，我們可以立即用備份的數(shù)據(jù)來恢復(fù)，這樣既安全又可靠。一套完整的數(shù)據(jù)備份解決方案，一方面是提供一系列可操作的系統(tǒng)備份硬件配置，另一方面則還需提供一套完整的數(shù)據(jù)備份操作方案。建議每日對(duì)系統(tǒng)作實(shí)時(shí)備份，每月對(duì)系統(tǒng)作月結(jié)備份，設(shè)立專職的數(shù)據(jù)檔案保管員，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)資料的保存。第四章高速公路機(jī)電系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)高速公路信息化與智能化應(yīng)用系統(tǒng)高速公路智能系統(tǒng)是智能交通框架體系的重要組成部分，高速公路的建設(shè)與管理要適應(yīng)交通智能化、信息化的要求。我們必須發(fā)揮智能交通技術(shù)在解決擁堵、提高服務(wù)水平等方面的實(shí)際效用，不斷創(chuàng)造安全舒適的通行環(huán)境。1.1高速公路綜合管理系統(tǒng)將高速公路系統(tǒng)作為一個(gè)整體，對(duì)現(xiàn)有高速公路收費(fèi)、稽查、監(jiān)控、信息服務(wù)、辦公自動(dòng)化等多個(gè)管理業(yè)務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行集成與整合，彼此之間建立有機(jī)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)信息的互聯(lián)互貫，從而提高決策的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，進(jìn)一步提高高速公路的管理效率。1.2高速公路智能收費(fèi)系統(tǒng)逐步推廣電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)的建設(shè)與實(shí)施，使電子收費(fèi)系統(tǒng)局部聯(lián)網(wǎng)并逐步形成規(guī)模效益。1.3高速公路公眾信息服務(wù)系統(tǒng)①建設(shè)一套完整的高速公路信息采集子系統(tǒng)，全面采集交通信息；②建立出行前公眾信息服務(wù)子系統(tǒng)，主要建設(shè)高速公路信息計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)布和查詢系統(tǒng)；③建立行駛途中公眾信息服務(wù)子系統(tǒng)，主要向出行者發(fā)布相關(guān)出行信息。1.4高速公路聯(lián)動(dòng)緊急救援系統(tǒng)即該系統(tǒng)能夠綜合獲取各種信息，預(yù)測(cè)識(shí)別緊急事件，在確認(rèn)其發(fā)生后，自動(dòng)生成或選擇并執(zhí)行合適的處理方案，并依據(jù)實(shí)施方案實(shí)施效果，對(duì)緊急事件響應(yīng)方案不斷進(jìn)行優(yōu)化。1.5高速公路智能化養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)①路面管理信息系統(tǒng)；②橋梁管理信息系統(tǒng)；③綠化管理信息系統(tǒng)；④養(yǎng)護(hù)業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)的建設(shè)。1.6高速公路智能化路產(chǎn)管理系統(tǒng)①建立高速公路路產(chǎn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速公路路產(chǎn)變更、道路設(shè)施匯總、道路施工審批等業(yè)務(wù)管理功能，提高行業(yè)管理水平；②建立巡邏車輛GPS系統(tǒng)；③建立超限運(yùn)輸管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)超限運(yùn)輸管理的智能化與網(wǎng)絡(luò)化。結(jié)論通過本文對(duì)高速公路機(jī)電系統(tǒng)系統(tǒng)的介紹，我們清楚的認(rèn)識(shí)了高速公路機(jī)電系統(tǒng)的重要性。為順應(yīng)經(jīng)濟(jì)全球化、信息化的趨勢(shì)，我國(guó)應(yīng)緊跟世界智能交通發(fā)展的潮流，緊密結(jié)合我國(guó)國(guó)情，走出一條具有我國(guó)特色的智能交通系統(tǒng)發(fā)展之路。致謝經(jīng)過近幾個(gè)月的忙碌和工作，本次畢業(yè)論文已經(jīng)接近尾聲，由于本人知識(shí)有限，經(jīng)驗(yàn)匱乏，難免有許多考慮不周全的地方。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師老師，在每次遇到問題時(shí)老師不辭辛苦的講解才使得我的設(shè)計(jì)順利的進(jìn)行。從設(shè)計(jì)的選題到資料的搜集直至最后設(shè)計(jì)的修改的整個(gè)過程中，花費(fèi)了老師很多的寶貴時(shí)間和精力，在此向?qū)煴硎局孕牡馗兄x！導(dǎo)師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，開拓進(jìn)取的精神和高度的責(zé)任心都將使學(xué)生受益終生！本文引用了數(shù)位學(xué)者的研究文獻(xiàn)，如果沒有各位學(xué)者的研究成果的幫助和啟發(fā)，我將很難完成本篇論文的寫作。最后感謝學(xué)院和專業(yè)對(duì)我們的嚴(yán)格要求，使我在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中收獲頗豐。參考文獻(xiàn)1高速公路機(jī)電系統(tǒng)北京：人民交通出版社。2高速公路收費(fèi)技術(shù)發(fā)展探討及標(biāo)準(zhǔn)化工作進(jìn)展蔡華。3高速公路通信網(wǎng)發(fā)展趨勢(shì)林雪華。4陸化普編智能運(yùn)輸系統(tǒng)北京：人民交通出版社。5高速公路叢書編委會(huì)編高速公路運(yùn)營(yíng)管理北京：人民交通出版社。6陳景謙編電工學(xué)廣州：華南理工大學(xué)出版社?；贑8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對(duì)良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級(jí)倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營(yíng)養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測(cè)試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺(tái)控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測(cè)儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測(cè)儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測(cè)量?jī)x的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號(hào)檢測(cè)儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測(cè)性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測(cè)微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測(cè)基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測(cè)量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測(cè)量?jī)x的研制基于單片機(jī)的紅外測(cè)油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的氣體測(cè)漏儀的研究基于三菱M16C/6N系列單片機(jī)的CAN/USB協(xié)議轉(zhuǎn)換器基于單片機(jī)和DSP的變壓器油色譜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究基于單片機(jī)的膛壁溫度報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于AVR單片機(jī)的低壓無功補(bǔ)償控制器的設(shè)計(jì)基于單片機(jī)船舶電力推進(jìn)電機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)基于單片機(jī)網(wǎng)絡(luò)的振動(dòng)信號(hào)的采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究基于單片機(jī)的疊圖機(jī)研究與教學(xué)方法實(shí)踐基于單片機(jī)嵌入式Web服務(wù)器技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)基于AT89S52單片機(jī)的通用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于單片機(jī)的多道脈沖幅度分析儀研究機(jī)器人旋轉(zhuǎn)電弧傳感角焊縫跟蹤單片機(jī)控制系統(tǒng)HYPERLINK"/det