電氣工程及自動化技術(shù)在高速公路中的應用

王嘉熙

（長治市協(xié)成公路養(yǎng)護工程有限公司，山西 長治047500）

0 引言

在當前的基礎(chǔ)交通體系中，高速公路的通行能力較強、車速高、安全性較好，并且能夠大幅度降低運輸成本，推動交通運輸行業(yè)的不斷發(fā)展。但是，在了解其優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，也要明確其不足。例如，在高速公路的實際建設(shè)中，成本方面的投入相對較大，工期較長，從而在經(jīng)濟、時間等方面耗費大。為了使高速公路施工高效地完成，可構(gòu)建電氣工程系統(tǒng)，科學發(fā)揮多種自動化電氣技術(shù)的輔助功效，在保證施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上提升施工速度。

1 自動化技術(shù)與電氣工程概述

隨著電氣工業(yè)的不斷發(fā)展，電氣工程及其自動化的相關(guān)技術(shù)不斷更新，為工業(yè)相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展提供了技術(shù)支撐。目前，電氣工程及其自動化已漸漸成為一個相對獨立的、完善的體系，在高速公路的運營管理中應用電氣工程及其自動化的相關(guān)技術(shù)，可以在一定程度上提升管理工作的效率和自動化水平。經(jīng)相關(guān)調(diào)查可以了解到，在高速公路的運營管理階段中，這一技術(shù)會在監(jiān)控系統(tǒng)中進行應用。若可以對電氣自動化技術(shù)進行應用，就可以保證每一個子系統(tǒng)之間的聯(lián)系更加密切，使得每一個子系統(tǒng)之間都可以無縫地對接，進而對信息數(shù)據(jù)進行同步的分析。不僅如此，在高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)中應用電氣自動化技術(shù)，能便于對數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)一管理，使監(jiān)控工作更加便捷。

2 公路供電狀況分析

高速公路機電系統(tǒng)的組成如圖1所示，包括照明、供配電、隧道安全保障、收費、通信以及監(jiān)控系統(tǒng)。在一般情況下，高速公路的供電系統(tǒng)采用10kV配電所與35kV變/配電所，少部分高速公路的機電系統(tǒng)采用110kV的變/配電所。在高速公路的供電系統(tǒng)中，通過對各個線路進行連接，可以形成一個輻射網(wǎng)，變/配電所的輻射網(wǎng)分布比較均勻，形成一種相互連接的供電方式[1]。在主要的公路干線供電中，會含有兩種連接線，分別為一級負荷貫通線、綜合負荷貫通線。這兩種連接線可以對相鄰的變/配電所進行連接，并且還會供給自動閉塞信號電源。

3 電氣技術(shù)應用分析

3.1 集中控制技術(shù)

在高速公路照明安裝的施工階段中，相應技術(shù)人員需要在高速公路照明系統(tǒng)當中實現(xiàn)電氣自動化技術(shù)的應用，提高對高速公路施工的控制成效[2]。在公路的施工階段，技術(shù)人員可以對集中控制技術(shù)進行應用，在公路施工一開始就可以建設(shè)出更加完善的配電系統(tǒng)，通過對可自動運轉(zhuǎn)的終端設(shè)備進行使用，可以將相關(guān)的故障信息傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng)之中，主站在接收信息后會展開有效反饋與計算，同時，結(jié)合計算的相應結(jié)果明確解決方案。之后，會將方案的信息輸送到終端設(shè)備，讓其能夠在自動化的條件下達成對故障的有效處理。

在對于集中控制技術(shù)進行應用的過程中，配電終端的設(shè)備科也會將核心的信息向電力的主站進行傳遞，而后子站就會對其中存在故障問題的部位進行控制以及管理，主站的系統(tǒng)也會給出最終的解決方案。在集中控制的環(huán)節(jié)中，施工人員需要對每一種電氣應用的技術(shù)要求進行關(guān)注，不僅需要對信息進行傳遞，還要保證信息的指令會更加真實。不僅如此，施工人員也需要認識到，并不是每一種系統(tǒng)都會更加適用于集中控制的技術(shù)。在面對與處理功能較為繁雜的主站系統(tǒng)時，可以對集中控制的技術(shù)進行應用，這樣就可以對各類電力網(wǎng)絡問題進行解決，保證電氣管理工作的水平可以得到提升。

3.2 分布控制技術(shù)

在高速公路的運營管理階段中，可以對分布控制技術(shù)進行應用。在電氣技術(shù)的系統(tǒng)中，配電的終端能對故障的問題進行自行的診斷以及隔離處理，并且與其他的終端保持著相互配合的關(guān)系。不僅如此，這種技術(shù)系統(tǒng)的網(wǎng)絡重構(gòu)能力也十分強。在實際進行電氣控制的過程當中，主站并不需要參與配合控制的工作，工作人員只需要對電流的技術(shù)型與電壓時間型進行充分的了解，注意重合功能的影響就可以。在公路的建設(shè)中，通過對分布控制的技術(shù)進行應用，也會存在著相應的問題。與其他的控制技術(shù)相比較，這種技術(shù)在對故障進行處理的過程中，會降低工作的效率。要對故障的系統(tǒng)進行恢復，也會消耗較長的時間，從而為公路的供電系統(tǒng)帶來一定的沖擊。由于這種技術(shù)進行應用時，會利用分段監(jiān)控的方法來對各種故障進行監(jiān)測，每一個監(jiān)控部分的配合難度也比較高。因此，這種手段并不適合運用于高速公路的施工活動當中。

3.3 電氣通信技術(shù)

在高速公路中，實現(xiàn)對自動化控制系統(tǒng)的運用，可以增強供電的安全性與可靠性。通過電力調(diào)度、安全監(jiān)控等工作還可對各種信息進行統(tǒng)一化管理。由于高速公路供電系統(tǒng)無通信設(shè)施，所以，應利用公共通信系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸（模擬通信系統(tǒng)模型見圖2，通信工作頻率與波長見表1）。

表1 通信工作頻率與波長

3.4 邊坡監(jiān)測技術(shù)

自動化技術(shù)除了在高速公路電氣工程領(lǐng)域具有良好的應用，同時在高速公路施工環(huán)節(jié)的邊坡監(jiān)測中也能夠發(fā)揮著良好的監(jiān)測優(yōu)勢。首先，利用自動化技術(shù)可以實現(xiàn)坡面的排險功能。將電氣自動化技術(shù)應用在高速公路的邊坡監(jiān)測環(huán)節(jié)中，可以構(gòu)建自動化邊坡監(jiān)測系統(tǒng)，能夠結(jié)合施工區(qū)域的具體情況，開展適合的檢測技術(shù)。在高速公路的高邊坡監(jiān)測技術(shù)下，還要結(jié)合裂縫儀器的監(jiān)測結(jié)構(gòu)，對高邊坡的沉降以及錯動方向進行綜合治理。倘若邊坡的坡頂發(fā)生巖體爆裂的情況，還要全面實施打孔微裂爆破。對于一些地質(zhì)比較復雜的施工區(qū)域自動化技術(shù)也能實現(xiàn)良好的監(jiān)測和排除隱患功能，從而對坡面進行加固和澆灌。另外，自動化技術(shù)還可以對邊坡裂縫進行有效巡查，有效規(guī)避意外的發(fā)生，保障高速公路施工的穩(wěn)定性。

在高邊坡監(jiān)測中可以結(jié)合GPS技術(shù)對復雜地形區(qū)域進行綜合監(jiān)測，同時采用3D位移圖有效觀測水平位移和滑動情況，結(jié)合獲取的數(shù)據(jù)信息制定有效監(jiān)測方案。通過滑動位移還可以采用澆灌方式進行科學填充，并對坡體產(chǎn)生滑落的情況必要時候可以進行護坡修筑施工，以此來防止滑坡現(xiàn)象的產(chǎn)生，避免高速公路行車危險，同時也保障高速公路順利完成施工，滿足現(xiàn)代高速公路的建設(shè)需求。

4 結(jié)語

總而言之，在高速公路的施工過程當中，各環(huán)節(jié)的要求會特別嚴格，有很多施工的隊伍都會主動嘗試應用合適的電氣技術(shù)，以期解決在公路建設(shè)過程中出現(xiàn)的不同電力方面的需求。為了提升工程管理成效，相應施工人員也一定要注重采取正確方式實現(xiàn)對電氣技術(shù)的有效應用。通過對電氣技術(shù)的合理應用，可提升電氣工程的管理水準，也能推動交通領(lǐng)域的進一步發(fā)展。