高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的電氣自動化應(yīng)用

申治

摘 要：我國的社會經(jīng)濟(jì)在迅速發(fā)展，而電氣自動化已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。電氣自動化技術(shù)與公路監(jiān)控系統(tǒng)的集成，對高速公路的監(jiān)控有著重要的作用。本文對高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的組成和電氣自動化系統(tǒng)的要求以及監(jiān)控系統(tǒng)的自動化應(yīng)用進(jìn)行了分析，通過建立完善的管理體系，對我國公路進(jìn)行有效的管理與控制。

關(guān)鍵詞：高速公路;監(jiān)控系統(tǒng);電氣自動化

1 公路監(jiān)控系統(tǒng)的功能和組成

1.1 功能

公路監(jiān)控系統(tǒng)可以完成對高速公路環(huán)境、交通流量等方面的監(jiān)控，并對監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行分析，制定合理的控制方案。公路監(jiān)控系統(tǒng)可以有效改善交通狀況，降低交通事故發(fā)生的可能性，提高高速公路管理水平，發(fā)揮較好的社會效益。

1.2 組成

1.2.1 管理中心

在公路監(jiān)控的過程中，公路監(jiān)控系統(tǒng)的管理中心扮演著非常重要的角色[1]。它的作用是在高速公路上收集各種數(shù)據(jù)信息并執(zhí)行特殊處理。管理中心的設(shè)計(jì)需要緊急處理能力和實(shí)時圖像顯示。

1.2.2 通信模塊

公路監(jiān)控系統(tǒng)通訊模塊的功能是負(fù)責(zé)多個模塊之間的通訊，以確保系統(tǒng)的協(xié)調(diào)性。通信模塊采集交通信息并按分類上傳，識別收集的數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一格式，并將其保存在數(shù)據(jù)庫中。

1.2.3 信息管理模塊

信息管理模塊分析原始數(shù)據(jù)并進(jìn)行有效轉(zhuǎn)換，最后以表格形式顯示。信息管理模塊具有打印和查詢功能。

1.2.4 視頻監(jiān)控模塊

公路監(jiān)控系統(tǒng)的視頻監(jiān)控模塊可以管理視頻切換矩陣主機(jī)和監(jiān)控設(shè)備。這樣就為計(jì)算機(jī)提供了一種地圖控制模式。

1.2.5 路段監(jiān)控模塊

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中，路段監(jiān)控是一個非常重要的模塊，它可以完成對主要服務(wù)器信息的接收與處理。對于不同的信息和數(shù)據(jù)，采取信息處理措施。

1.2.6 控制中心模塊

公路監(jiān)控系統(tǒng)的核心模塊是控制中心[2]。它可以實(shí)現(xiàn)對整個高速公路的綜合管理，與控制中心進(jìn)行聯(lián)動，維護(hù)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的正常高效運(yùn)行。

2 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中電氣自動化的應(yīng)用

2.1 模塊改造

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中，區(qū)域控制器用于發(fā)布指令以完成高速公路現(xiàn)場的各種現(xiàn)場控制和監(jiān)控，并將管理控制中心模塊集成到一個中央監(jiān)控系統(tǒng)中。通常情況下，中央監(jiān)控系統(tǒng)是自動控制的。在操作過程中發(fā)生緊急情況時，應(yīng)制定相應(yīng)的控制計(jì)劃，對值班的工作人員傳遞信號。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中的自動化系統(tǒng)具有自動警報功能，例如某些火災(zāi)煙霧濃度與交通擁堵警報[3]。通過電氣自動化系統(tǒng)，對遠(yuǎn)程控制設(shè)備的聯(lián)動分類和分區(qū)控制進(jìn)行處理。該自動化系統(tǒng)還可以有效地分析數(shù)據(jù)環(huán)境，自動生成流量配置文件，對一些重要的數(shù)據(jù)進(jìn)行備份。

2.2 控制方式

在高速公路電氣自動化控制中有現(xiàn)場控制以及工業(yè)控制兩種方法?，F(xiàn)場控制系統(tǒng)由區(qū)域控制器和變電站區(qū)域控制兩部分組成。區(qū)域控制系統(tǒng)通過系統(tǒng)制定的控制計(jì)劃進(jìn)行自動控制。在工作中，一旦發(fā)生緊急情況，可以及時向警方報告并提供控制計(jì)劃。現(xiàn)場控制系統(tǒng)有兩種形式：手動控制和自動控制。通常，在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，需要在觸摸屏上進(jìn)行手動控制。相關(guān)技術(shù)人員必須接受嚴(yán)格的培訓(xùn)，以提高自己的技能，并避免由于人為錯誤導(dǎo)致的系統(tǒng)故障。工作人員應(yīng)準(zhǔn)確地將以前的數(shù)據(jù)存檔，以便調(diào)查交通故障，實(shí)現(xiàn)對交通狀況的實(shí)時監(jiān)控。現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)可以完成區(qū)域控制器、車輛檢測器等設(shè)備的數(shù)據(jù)交換。工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)通過單模光纖進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)區(qū)域控制器與監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)交換。

2.3 集成系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)多設(shè)備的組合是電氣自動化發(fā)展的一個重要方向，體現(xiàn)在分布式系統(tǒng)、開放式系統(tǒng)和信息系統(tǒng)中[4]。分布式系統(tǒng)保證了系統(tǒng)的整體安全，減少了損失;開放系統(tǒng)用于內(nèi)外連接，在接口上與外界交換和共享相關(guān)信息內(nèi)容。信息系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)處理器對數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控和采集，對采集到的數(shù)據(jù)內(nèi)容進(jìn)行分析和處理，從而實(shí)現(xiàn)對網(wǎng)絡(luò)線路的更好的管理。電氣自動化技術(shù)隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展變得非常迅速。兩者實(shí)現(xiàn)了很好的融合，實(shí)現(xiàn)了共同發(fā)展。

3 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用策略

3.1 根據(jù)實(shí)際調(diào)整技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

從公路建設(shè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)容來看，公路的實(shí)際服務(wù)水平也有一定的差異。通過對不同地區(qū)不同道路和交通要素檢測設(shè)備的定量分析，科學(xué)合理地進(jìn)行了公路工程監(jiān)測系統(tǒng)的等級劃分。在收費(fèi)站設(shè)置過程中，根據(jù)道路交通的實(shí)際數(shù)量和情況，對公路工程監(jiān)測系統(tǒng)的規(guī)模分類進(jìn)行改進(jìn)，可以更好地反映實(shí)際的收費(fèi)能力，結(jié)合服務(wù)水平和科學(xué)的設(shè)計(jì)規(guī)模，得到更準(zhǔn)確的調(diào)查結(jié)果。

3.2 監(jiān)控服務(wù)

將5G移動通信技術(shù)應(yīng)用于電力監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控服務(wù)活動中，電力系統(tǒng)是高質(zhì)量改革中提高監(jiān)控服務(wù)質(zhì)量的重要組成部分，完全可以滿足高速公路監(jiān)控的實(shí)際需要。在高速公路監(jiān)控服務(wù)中，還應(yīng)結(jié)合監(jiān)控程序應(yīng)用的實(shí)際水平，得出歷史數(shù)據(jù)處理中存在的問題[5]。5G移動通信技術(shù)出現(xiàn)后，可以將實(shí)時監(jiān)控模塊納入會話監(jiān)控中，及時發(fā)現(xiàn)歷史數(shù)據(jù)處理中存在的問題，建立必要的垃圾收集機(jī)制，對獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時處理，增強(qiáng)高速公路監(jiān)控的時效性，有效查處違反交通規(guī)則的行為。不僅可以提高高速公路秩序管理和問題處理的效率，還可以在線識別車主，在一定程度上減少資源浪費(fèi)，更全面地提高監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行效果。

3.3 使用集成系統(tǒng)來提高網(wǎng)絡(luò)速度

目前，系統(tǒng)應(yīng)用程序已不僅僅是單一的設(shè)備，而且促進(jìn)了設(shè)備的集成應(yīng)用，這已成為電氣自動化應(yīng)用的一個重要發(fā)展方向。這種潛在特征主要體現(xiàn)在分布式系統(tǒng)、開放系統(tǒng)和信息系統(tǒng)上。分布式系統(tǒng)的作用是有效保證系統(tǒng)整體獨(dú)立運(yùn)行中存在的風(fēng)險因素。這些風(fēng)險因素大多出現(xiàn)在系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，對損失控制有著顯著的作用。

3.4 監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

在高速公路監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用5G通信技術(shù)時，主要起到后臺監(jiān)控模塊的作用，在優(yōu)化下載地址管理的過程中提高了實(shí)際的電力監(jiān)控水平。在Web頁面和底層系統(tǒng)服務(wù)性能管理的基礎(chǔ)上，建立了優(yōu)化的連接網(wǎng)絡(luò)，并在服務(wù)器硬件信息分析的基礎(chǔ)上獲得了更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的高效傳輸和可視化，并根據(jù)數(shù)據(jù)庫的配置實(shí)現(xiàn)了高速公路的監(jiān)控。

3.5 電力智能化服務(wù)

高速公路監(jiān)控過程中的5G移動通信的峰值速度可以達(dá)到10 GB以上，可以滿足高吞吐量的技術(shù)要求。通過廣電和移動通信的配合，可以達(dá)到數(shù)據(jù)信息高頻傳輸?shù)膶?shí)際效果[6]。采用更靈活的無線接口改善災(zāi)備數(shù)據(jù)，大大提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，實(shí)現(xiàn)了對海量電表數(shù)據(jù)的智能切割，使電力通信芯片能夠滿足高速公路監(jiān)控的實(shí)際需要。另外，在后期的開發(fā)過程中，結(jié)合5G移動通信的選擇模式對協(xié)同處理進(jìn)行了優(yōu)化，在目前的場景模式下獲得了更好的組網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合供應(yīng)商提供的相關(guān)服務(wù)，建設(shè)更加安全、可靠、環(huán)保的現(xiàn)代電網(wǎng)。

4 結(jié)語

在公路發(fā)展過程中，公路監(jiān)控系統(tǒng)對公路發(fā)展起到有力的推動作用。通過對高速公路監(jiān)控系統(tǒng)提高了監(jiān)控系統(tǒng)使用的安全與可靠，使系統(tǒng)更加智能化和網(wǎng)絡(luò)化。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)跟隨電氣自動化技術(shù)的發(fā)展而不斷的完善，對系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]王慧敏，羅忠行，肖映城，等.基于GNSS技術(shù)的高速公路邊坡自動化監(jiān)測系統(tǒng)[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，

2020，31（6）：60-68.

[2]滕紅.公路邊坡狀態(tài)自動化監(jiān)測與經(jīng)濟(jì)性分析[J].西部交通科技，2020（8）：38-42.

[3]張玉，王洋洋.探析高速公路機(jī)電系統(tǒng)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展[J].商業(yè)故事，2016（28）：141.

[4]段永坤.無線自動化監(jiān)測系統(tǒng)對高速公路邊坡監(jiān)測的作用探討[J].自動化應(yīng)用，2020（2）：19-20+25.

[5]琚家正.高速公路邊坡安全自動化監(jiān)測集成系統(tǒng)的開發(fā)[D].浙江大學(xué)，2020.

[6]朱晶，彭敏.PLC在高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].公路，2019，64（8）：347-349.