高速公路機電工程低碳改造設(shè)計

高速公路機電工程低碳改造設(shè)計摘要：監(jiān)控和照明系統(tǒng)是高速公路附屬系統(tǒng)的重要組成部分，是確保高速公路有效運行和管理的重要輔助系統(tǒng)。安全高效的供電系統(tǒng)是高速公路各項設(shè)施正常運行的重要前提。為降低高速公路中道路和橋梁的供配電系統(tǒng)造價，提升供電節(jié)能水平和質(zhì)量，研究高速公路智慧供電系統(tǒng)非常有必要。關(guān)鍵詞：高速公路；機電工程；低碳改造；引言高速公路機電系統(tǒng)主要由通信系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)和收費系統(tǒng)三部分組成。它在漫長的發(fā)展過程中逐漸成熟，充分協(xié)調(diào)了電子設(shè)備與通信信息的交互，充分實現(xiàn)了智能化管理的目標(biāo)。然而，在能源危機日益緊迫的背景下，人們不僅追求機電設(shè)備的先進功能，更強調(diào)在滿足使用需求的基礎(chǔ)上更加合理地應(yīng)用和分配能源，以符合國家“綠色發(fā)展”的環(huán)保理念。一、互聯(lián)網(wǎng)背景下高速公路機電工程系統(tǒng)創(chuàng)新理念（一）系統(tǒng)管理創(chuàng)新理念目前，在系統(tǒng)設(shè)備獨立性特點的影響下，互聯(lián)網(wǎng)匹配難度也明顯提升，功率效率也大大降低，對高速公路工程運營的安全性造成了影響。所以，工程維護管理人員一定要對老舊的機電設(shè)備及時淘汰與升級，在此過程中形成一套較為規(guī)范化的創(chuàng)新管理理念，將當(dāng)前現(xiàn)有的機電設(shè)備管理理念為作為基礎(chǔ)，管理人員要配合管理思想的主動性，科學(xué)合理地應(yīng)用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，加強設(shè)備管理的信息化水平，從而為高速公路高效運營提供更加高效的服務(wù)，提高經(jīng)濟效益。（二）系統(tǒng)可持續(xù)性創(chuàng)新采取可持續(xù)性的創(chuàng)新技術(shù)，是推動高速公路運營單位良好發(fā)展的基礎(chǔ)保障。如果企業(yè)在發(fā)展期間不具備創(chuàng)新動力，那么無法保持長久競爭優(yōu)勢。同時，科技成果轉(zhuǎn)化也是提高高速公路機電工程系統(tǒng)可持續(xù)性創(chuàng)新管理的重要環(huán)節(jié)，通過擴散技術(shù)成果，能夠有效完成生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化，確保高速公路建設(shè)工程能夠帶來理想的經(jīng)濟效益和社會效益。二、高速公路機電工程供配電施工技術(shù)分析（一）照明系統(tǒng)的智能控制隧道內(nèi)燈的主照明段集中在中段，進出口段兩端的照明需求不高。此外，兩個過渡段的照明設(shè)計使得駕駛員看不到影響駕駛的光線對比，隧道中現(xiàn)有的照明系統(tǒng)通常采用二級或三級自動控制方法。天氣、速度、交通流量等相關(guān)參數(shù)經(jīng)常被最大化考慮，真正意義上無法實現(xiàn)智能控制，很大程度上造成了能源浪費。除更換照明設(shè)備外，工程對隧道照明系統(tǒng)進行了低碳改造，安裝了多回路控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了各種燈的無級光電保護，設(shè)置了照明區(qū)域，根據(jù)孔內(nèi)外亮度、季節(jié)、時間、交通流量等因素對照明系統(tǒng)進行了自動化和動態(tài)控制，達到了節(jié)能的目的該系統(tǒng)以智能照明控制器為核心，首先根據(jù)隧道內(nèi)外暗分布對中段、進站段、出站段和雙向緩沖器進行科學(xué)劃分，然后利用CAN總線網(wǎng)絡(luò)對隧道內(nèi)的照明設(shè)備實施未經(jīng)授權(quán)的檢測，使亮度達到安全運行要求。此時，照明設(shè)備的亮度調(diào)節(jié)由環(huán)境因素決定，照明設(shè)備的開啟取決于每個地區(qū)的汽車數(shù)量是否更多。如果隧道內(nèi)沒有車輛通過，照明開關(guān)會自動關(guān)閉。實測結(jié)果表明，該控制技術(shù)節(jié)能效果顯著，能減少約40%的能量損失。（二）ＩＴ設(shè)備系統(tǒng)(1)選擇節(jié)能產(chǎn)品。通過更節(jié)能的處理器、優(yōu)化的電源技術(shù)和更高效的硬盤提高能效和功耗。首先，提高it設(shè)備的能效是每秒it設(shè)備處理的數(shù)據(jù)流量與其能耗之間的關(guān)系。it設(shè)備的高能效意味著它同時為存儲和交換更多數(shù)據(jù)消耗1瓦的能源。其次，提高it設(shè)備對工作溫度和濕度的適應(yīng)性需要大量人力和物力來維護冷卻系統(tǒng)，以便在外部環(huán)境條件下滿足it設(shè)備正常運行的要求。(2)提高信息系統(tǒng)的操作效率。高性能計算設(shè)備系統(tǒng)不僅可以提供更好的功能和更高的操作效率，而且還可以為道路機房提供不間斷電源(ups)和冷卻系統(tǒng)，從而大大降低容量和功耗，并顯著降低能耗.（三）構(gòu)建大數(shù)據(jù)賦能高速公路智慧服務(wù)區(qū)

隨著時代的進步與發(fā)展，我國交通運輸部門也要求高速公路建設(shè)必須要以服務(wù)社會群眾便捷出行為中心思想，提高高速公路服務(wù)區(qū)的整體服務(wù)質(zhì)量與效率，進而能夠更好地滿足人們?nèi)粘３鲂行枨?。在此過程中，對于高速公路運營服務(wù)區(qū)管理期間所出現(xiàn)的各種問題，必須要將大眾服務(wù)需求和智慧管理作為主要方向，在創(chuàng)新力的推動作用下，利用大數(shù)據(jù)、云計算等核心智能技術(shù)來建立大數(shù)據(jù)智慧化服務(wù)平臺，充分探索公眾服務(wù)所需要的海量信息與業(yè)務(wù)價值，強化高速公路服務(wù)資源的應(yīng)用水平。比如智慧停車和服務(wù)區(qū)信息發(fā)送等等。另外，在滿足開放性設(shè)計原則基礎(chǔ)上，還要結(jié)合高速公路工程在大數(shù)據(jù)整合與可視化等方面的具體要求，將人工智能與互聯(lián)網(wǎng)等多項技術(shù)結(jié)合在一起，從而為高速公路服務(wù)區(qū)發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)，創(chuàng)造出更好的發(fā)展空間。（四）采用太陽能現(xiàn)代能源技術(shù)優(yōu)化機電工程隨著太陽能的開發(fā)和成熟利用，我國公路建設(shè)得到了有效優(yōu)化。隧道設(shè)計、橋梁設(shè)計和照明系統(tǒng)是公路設(shè)計中的重要構(gòu)造塊。設(shè)計師可以使用太陽能照明系統(tǒng)安裝道路隧道和橋梁照明，以滿足公路項目的其他能源要求。（五）全程監(jiān)控在推動監(jiān)控、收費、通信三大系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)改造的基礎(chǔ)上，該改造項目還實現(xiàn)了監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與GIS地理信息系統(tǒng)之間的對接，以每2.6km為標(biāo)準(zhǔn)間隔，設(shè)置一臺監(jiān)控范圍360°的高清攝像儀器，對道路兩側(cè)1.3km進行監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)公路表面出現(xiàn)緊急事故之后，便立刻向人工預(yù)警，結(jié)合現(xiàn)場視頻確認(rèn)具體的事故位置，從而調(diào)度交警、維護人員及時趕赴現(xiàn)場處理。這一監(jiān)管模式下，不僅保障了公路交通順暢，同時還減少了對人工巡查的依賴程度。各部門分管人員不需要定期開車對高速沿線進行巡查，而據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明，按照每百公里路程耗油8L計算，各部門每年至少可減少5365L的燃油損耗，直接減少CO2排放12.930t。（六）分布式智慧節(jié)能供電系統(tǒng)分布式智慧節(jié)能供電系統(tǒng)中的上位機的串并聯(lián)高頻變換器可以實現(xiàn)對市電電能質(zhì)量電壓和電流的綜合補償，在不考慮市電電壓波動和輸入電流各分量等的情況下，當(dāng)市電電壓波動在±15%區(qū)間時，負載電壓穩(wěn)定精度可基本處于±1%的范圍。在遠距離輸電中通過提高輸電線路電壓可以較好地解決各項問題，并使各項線路損耗有所減小，但不可將輸電線路電壓隨意進行提高，原因在于高壓電絕緣要求較高，輸電線路電壓等級的提升會導(dǎo)致相關(guān)造價不斷增加。在分布式智慧節(jié)能供電系統(tǒng)中，可以根據(jù)帶載負荷以及傳輸距離選擇傳輸電壓。對于有著較大帶載負荷的全程照明系統(tǒng)而言，小于1kV的電壓傳輸往往難以符合供電要求，基于經(jīng)濟性的考慮可以選擇3300V可用于用戶側(cè)的電壓等級作為輸電線路電壓。通過該等級電壓進行輸電，既不需要高造價的高壓電纜，也不需要較粗線徑的低壓電纜，可有效減小造價。（七）機房智能監(jiān)控管理系統(tǒng)創(chuàng)建智能機房監(jiān)控系統(tǒng)，通過電源管理和智能分組控制、主動監(jiān)控和預(yù)警中心機房、微型環(huán)境以及盤柜和IT設(shè)施的能耗，提供盤柜設(shè)備的運行狀況和功耗，以及詳細的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和分析。實時收集數(shù)據(jù)自動調(diào)整服務(wù)器健康狀況以減少it設(shè)備的閑置時間，并確定哪些區(qū)域的溫度過高或過低，無法根據(jù)需要進行冷卻和精確通風(fēng)。自動關(guān)閉新風(fēng)系統(tǒng)；通過發(fā)布實時狀態(tài)和聯(lián)機警報、實時調(diào)整網(wǎng)絡(luò)連接或發(fā)送警報通知管理員解決問題。實時確定和量化空間的能效，自動生成多元、多維的能源圖表報告，宏觀經(jīng)濟查看空間的總體能源輸出和能效，以及機箱、機架和設(shè)備級別的最低功耗。測量能效性能，并在不同條件下獲得m優(yōu)化的節(jié)能措施和方法。實現(xiàn)人來燈亮、人走燈滅等功能。結(jié)束語隨著不斷增大的智慧高速公路的需求量，高速公路各項感知設(shè)備的數(shù)量不斷增多，對供電系統(tǒng)提出了更高的要求。其中，智慧遠程供電系統(tǒng)無疑是優(yōu)先選擇的方案，有較大的推廣應(yīng)用價值。本文通過對比供電方案，提出低造價、施工簡便的智慧遠程節(jié)能供電系統(tǒng)，為高速公路設(shè)備的遠程供電提供借鑒。參考文獻[1]陳靈均.公路隧道交通碳排放特性與影響機制研究[D].重慶交通大學(xué),2017.[2]朱傳征.高速公路運營管理節(jié)能技術(shù)研究[D].