高速公路電力監(jiān)控智能化管理技術(shù)探討

李海雷

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.22.079

摘 要：高速公路是我國(guó)交通系統(tǒng)中的重要組成部分，對(duì)我國(guó)交通事業(yè)發(fā)展有著重大意義和作用，已經(jīng)成為促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)及城市化發(fā)展的重要前提及基礎(chǔ)。隨著信息技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及電力技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，高速公路得到了前所未有的高速發(fā)展，并且已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了電力化、智能化，而電力控制智能化管理技術(shù)就是推動(dòng)高速公路電力化與智能化發(fā)展的重要技術(shù)，理應(yīng)得到相關(guān)工作人員的注重。對(duì)此，該文作者根據(jù)自己多年的高速公路建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)高速公路電力監(jiān)控智能化管理技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望能夠給需要的人士提供一定的技術(shù)參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：高速公路 電力監(jiān)控 智能化技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）08（a）-0079-02

當(dāng)前，高速公路已經(jīng)蔓延到我國(guó)全國(guó)各地，不僅僅穿過(guò)平原地區(qū)，還穿過(guò)了江、河、海峽和高山等地區(qū)，形成了比較完善的高速公路網(wǎng)，促進(jìn)了各大城市的相互聯(lián)系，促進(jìn)城市的發(fā)展與進(jìn)步，最終促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)及交通事業(yè)的健康可持續(xù)發(fā)展。電力技術(shù)與信息技術(shù)的應(yīng)用，使高速公路逐漸實(shí)現(xiàn)了智能化與電力化，形成了高速公路電力控制智能化技術(shù)，增加了高速公路的運(yùn)輸性能及施工壽命，提高了高速公路在全線收費(fèi)站、服務(wù)區(qū)、互通樞紐、橋梁和隧道等區(qū)域的作用，主要體現(xiàn)在這些區(qū)域的照明、供配電等機(jī)電設(shè)備分布、監(jiān)控和集中管理等方面，有效解決了電量負(fù)擔(dān)增大、高速公路沿線機(jī)電設(shè)備防盜等問(wèn)題。該文從綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)、系統(tǒng)智能化管理功能和節(jié)能管理三方面，詳細(xì)分析了高速公路電力監(jiān)控智能化管理技術(shù)。

1 綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)

綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)是一種較為常見(jiàn)的高速公路電力監(jiān)控智能化管理技術(shù)，現(xiàn)在已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，能夠有效解決高速公路運(yùn)行中出現(xiàn)的多數(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)高速公路管理智能化。

對(duì)于綜合的電力監(jiān)控系統(tǒng)而言，就等同于高速公路問(wèn)題的解決方法，這種方法主要是通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)通信來(lái)組成，再加上電力自動(dòng)化單元模塊技術(shù)以及變送器量化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，組建一個(gè)對(duì)高速公路現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行控制的網(wǎng)絡(luò)控制子系統(tǒng)。該系統(tǒng)的控制功能主要通過(guò)光纖以太主干環(huán)網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，最后還可以利用相關(guān)監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的組建，進(jìn)而組建成一個(gè)智能化性能比較完善的集中管理模式，以實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路的集中化及智能化管理。具體綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)建如下。

1.1 中心管理站的構(gòu)建

中心管理站也稱(chēng)為監(jiān)控中心，是整個(gè)綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的核心部位，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)有著指揮、監(jiān)督和管理的作用，所以中心管理站在綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)中占據(jù)核心地位，主要通過(guò)道路視頻監(jiān)控中心配備和收費(fèi)系統(tǒng)監(jiān)控中心配備來(lái)實(shí)現(xiàn)其功能應(yīng)用。綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)組建過(guò)程所使用到的儀器設(shè)備包括系統(tǒng)服務(wù)器、視頻服務(wù)器、硬盤(pán)錄像機(jī)、UPS、監(jiān)視設(shè)備和大屏幕投影設(shè)備等，這些設(shè)備使綜合電力系統(tǒng)擁有功能強(qiáng)大的中心管理站，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)高速公路的遠(yuǎn)程監(jiān)控。

綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)（工作站）的運(yùn)行除了需要構(gòu)建功能強(qiáng)大的中心管理站以外，還需要在中心管理站中設(shè)置光纖以太網(wǎng)，因?yàn)楣饫w以太網(wǎng)是實(shí)現(xiàn)綜合電力監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾?，不但能夠傳輸搖信數(shù)據(jù)，還能夠傳輸搖控?cái)?shù)據(jù)和搖測(cè)數(shù)據(jù)等。另外，在這些數(shù)據(jù)被傳輸?shù)街行墓芾碚竞螅饫w以太網(wǎng)還可以在相關(guān)監(jiān)視設(shè)備的輔助下，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)遙控命令在遠(yuǎn)程監(jiān)控終端上的發(fā)出，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸與存入，如果將光纖以太網(wǎng)與監(jiān)控工作站的網(wǎng)卡相連，還可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分享。

另外，要注意的是監(jiān)控工作站需要采用Windows操作系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行操作，并且相應(yīng)的服務(wù)器也要使用Windows操作系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行操作，而綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)則需采用INTOUCH軟件系統(tǒng)進(jìn)行操作，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)則采用INSQL系統(tǒng)進(jìn)行操作。

光纖以太網(wǎng)在綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在光纖以太主干網(wǎng)的應(yīng)用，光纖以太主干網(wǎng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路收費(fèi)站與互通樞紐的連接，還能夠?qū)崿F(xiàn)服務(wù)區(qū)、隧道橋梁等站點(diǎn)的相互連接，使高速公路實(shí)時(shí)監(jiān)控效率及質(zhì)量得到有效提高。

1.2 現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)主要是通過(guò)光纖以太網(wǎng)技術(shù)再加上LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從而真實(shí)地做到綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)中不同功能模塊之間的無(wú)縫連接，此后再加上公路所實(shí)行的現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)的系統(tǒng)構(gòu)建成功，這些措施的改進(jìn)不僅達(dá)到了高速公路的布線要求與需求，還能夠促進(jìn)可靠性高、開(kāi)放性強(qiáng)、性?xún)r(jià)比高的綜合型電力監(jiān)控系統(tǒng)的完成，最大的優(yōu)勢(shì)就在于可以高效地達(dá)成合網(wǎng)視頻傳輸、通信傳輸、報(bào)警傳輸?shù)纫幌盗械男枰?/p>

上面所提到的LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比具有以下幾點(diǎn)特點(diǎn)，使之在現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)乃至綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用，具體特點(diǎn)如下：第一，傳輸距離遠(yuǎn)，與雙絞線相比，其傳輸距離可遠(yuǎn)至2 700 m，如果適當(dāng)增加中繼器，其傳輸距離>2 700 m，并且在該技術(shù)下的路由器可以掛帶128個(gè)監(jiān)控模塊，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)及智能化監(jiān)控；第二，在LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持下非電力線的傳輸距離>30 km，比較適用于高速公路特長(zhǎng)隧道；第三，推動(dòng)第三方智能設(shè)備的形成，像發(fā)電機(jī)、繼電保護(hù)、ATS等多項(xiàng)智能設(shè)備；第四，對(duì)多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也有一定的促進(jìn)作用，能夠最大程度地達(dá)到工程選擇需要，還對(duì)拓?fù)涞男问竭M(jìn)行了拓展，除了原有的總線與環(huán)形，還多了星型與自由拓?fù)涞刃问?。例如，高速公路服?wù)區(qū)、收費(fèi)站均會(huì)選用自由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，而在高速公路隧道中則會(huì)選用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；第五，能夠?qū)崿F(xiàn)綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)與光纖主干環(huán)網(wǎng)的無(wú)縫連接，因此具有明顯的開(kāi)放性特點(diǎn)，如果LONWORKS控制網(wǎng)絡(luò)的分布式CLIENT/SERVER 結(jié)構(gòu)得以科學(xué)應(yīng)用，則會(huì)增加綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的故障報(bào)警上報(bào)功能，上報(bào)完全是自動(dòng)化；第六，傳輸介質(zhì)有很多的選擇性，其中就有光纖、同軸電纜、雙絞線等。

2 系統(tǒng)智能化管理功能

（1）在具有GPS天文衛(wèi)星時(shí)鐘對(duì)時(shí)后，整體的監(jiān)控系統(tǒng)以及各類(lèi)數(shù)據(jù)的采集裝置都有了一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘，對(duì)于數(shù)據(jù)的管理與運(yùn)行提供了極大的便利；（2）對(duì)于智能設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與維護(hù)，實(shí)現(xiàn)了變壓器溫度控制器、ATS等設(shè)備徹底實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)通信口，從而達(dá)到對(duì)遠(yuǎn)程的維護(hù)與監(jiān)控；（3）電網(wǎng)的分析與操作等功能，可以按照電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)溥M(jìn)行分析與著色等功能，在危險(xiǎn)時(shí)刻還能進(jìn)行閉鎖，第一時(shí)間控制危險(xiǎn)的蔓延；（4）對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)供配電監(jiān)控系統(tǒng)自主運(yùn)行，體現(xiàn)在及時(shí)發(fā)現(xiàn)自身隱患，保證系統(tǒng)的正常進(jìn)行。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速公路電力監(jiān)控智能化管理技術(shù)主要體現(xiàn)在綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)在高速公路管理中的應(yīng)用，所以上文先對(duì)綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)分析，經(jīng)分析了解到綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)中使用到了各種各樣的服務(wù)器、監(jiān)控儀器及網(wǎng)絡(luò)接收設(shè)備等，結(jié)合光纖以太網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了各種數(shù)據(jù)（如搖信數(shù)據(jù)、搖控?cái)?shù)據(jù)和搖測(cè)數(shù)據(jù)）的傳輸與存儲(chǔ)，最后采用先進(jìn)的LONWORKS現(xiàn)場(chǎng)控制網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了綜合電力監(jiān)控系統(tǒng)的自動(dòng)控制和信息傳輸處理功能，最終實(shí)現(xiàn)了高速公路電力監(jiān)控智能化管理，提高了高速公路運(yùn)行的安全性，同時(shí)還節(jié)約了高速公路的維護(hù)成本，使高速公路的智能化管理水平得到了有效提高。

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