高速公路機電工程通信系統(tǒng)及應(yīng)用

鄭豆豆

（河北冀翔通電子科技有限公司，河北石家莊 050000）

0 引言

機電工程通信系統(tǒng)是高速公路的重要組成部分，占據(jù)著重要地位。在建設(shè)環(huán)節(jié)必須做好質(zhì)量控制，保證機電工程通信系統(tǒng)的運行效果。需要圍繞機電工程通信系統(tǒng)設(shè)計和施工，探索有效的控制措施，消除潛在的影響與隱患，控制機電工程通信系統(tǒng)的建設(shè)效益與效果。

1 高速公路機電工程通信系統(tǒng)概述

從通信系統(tǒng)的組成分析，主要包括軟硬件設(shè)施和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，按照相應(yīng)的規(guī)則和要求，形成高速公路機電工程通信系統(tǒng)，滿足人們的使用需求。其中，硬件設(shè)施包括光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)和電視會議系統(tǒng)以及通信電源等。軟件設(shè)施支持信息的監(jiān)控以及故障檢測等，有力保障設(shè)備安全穩(wěn)定運行。采用光纖支持數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏蚀_性和有效性。一般來說，高速公路機電工程通信系統(tǒng)的核心技術(shù)為自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、ATM OVERSDH技術(shù)以及GPRS技術(shù)等，能夠滿足機電工程通信的需求。

2 高速公路機電工程通信系統(tǒng)的應(yīng)用

2.1 案例概述

以某高速公路工程為例，高速公路機電工程通信系統(tǒng)應(yīng)用場景的路線長度為1 462m，布置了通風系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)以及供配電系統(tǒng)。采用分組傳輸技術(shù)和交換技術(shù)等，保障了機電工程通信的效果，獲得很好的成效?，F(xiàn)結(jié)合管理實踐，分析通信系統(tǒng)技術(shù)的具體應(yīng)用。

2.2 機電工程分系統(tǒng)

（1）通風系統(tǒng)

此技術(shù)的應(yīng)用場景為隧道，設(shè)計的通風系統(tǒng)符合公路隧道設(shè)計規(guī)范，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查的參數(shù)，選擇機電工程通信技術(shù)，編制通風控制方案。考慮火災(zāi)和其他特殊情況，采用了智能化控制技術(shù)和人工控制技術(shù)等，構(gòu)建通風控制系統(tǒng)，實際運行時采用分組傳送網(wǎng)技術(shù)實現(xiàn)通信。當車輛處于正常行駛狀態(tài)時，保證隧道內(nèi)部CO濃度不超過0.025%；隧道內(nèi)出現(xiàn)車輛阻滯的情況，則CO的濃度要求在0.025%～0.03%范圍內(nèi)。通過構(gòu)建視頻監(jiān)控系統(tǒng)，實時掌握隧道內(nèi)部的交通情況。按照要求間隔10m設(shè)置1個傳感器，用于采集車輛信息和空氣數(shù)據(jù)信息，經(jīng)過分組傳送網(wǎng)傳遞，可以實時調(diào)節(jié)隧道內(nèi)部的空氣含量，切實保障隧道安全穩(wěn)定運行。

（2）監(jiān)控系統(tǒng)

高速公路機電工程通信系統(tǒng)的合理應(yīng)用，能夠為監(jiān)控系統(tǒng)提供支持與保障。一般來說，利用現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)和閉路電視系統(tǒng)等，實現(xiàn)通信支持功能。首先，現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建采用工業(yè)以太網(wǎng)方式，形成相應(yīng)的功能系統(tǒng)。建設(shè)的通信網(wǎng)絡(luò)主要為隧道管理中心和隧道區(qū)域控制以及本地控制網(wǎng)絡(luò)。利用隧道管理中心，將其控制網(wǎng)絡(luò)與變電所環(huán)網(wǎng)配合，發(fā)揮聯(lián)合應(yīng)用的作用，形成通信環(huán)網(wǎng)。本地控制網(wǎng)絡(luò)選擇冗余光纖環(huán)網(wǎng)通信。如果隧道內(nèi)部光纖運行故障，可采取迂回路由的方式保證通信系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)信息的穩(wěn)定傳輸。隧道內(nèi)配置的各類設(shè)備，借助工業(yè)控制計算機實施全面監(jiān)管，能夠達到全面和持續(xù)化監(jiān)控的效果，促使機電系統(tǒng)穩(wěn)定運行。構(gòu)建的閉路電視系統(tǒng)，主要組成為圖像傳輸設(shè)備和攝像機以及計算機等，可以實時反應(yīng)隧道工程車輛運行情況，多選擇異步傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支持功能的實現(xiàn)。此工程按照閉路電視系統(tǒng)構(gòu)建標準，配置了高清云臺攝像機，實現(xiàn)對隧道入口位置的監(jiān)控；在隧道的內(nèi)部按照間隔15m的標準設(shè)置高清云臺攝像機。使用此類攝像機圍繞垂直與水平方向，實現(xiàn)全方位拍攝。若處于隧道的強光區(qū)，利用抑制功能能夠?qū)崿F(xiàn)光線的弱化功能。若處于背光區(qū)域，則可以使用背光補償，達到強化光線的目的，結(jié)合運用自動光圈，通過光線變化調(diào)節(jié)拍攝視頻，獲得高質(zhì)量監(jiān)控畫面，方便監(jiān)督管理。

設(shè)計的交通監(jiān)控系統(tǒng)，利用配置的傳感器，可采集車輛運行信息以及隧道內(nèi)部環(huán)境信息。此工程中配置的傳感器設(shè)備支持檢測路段過往的車輛。利用微波交通監(jiān)測器，采集車速和交通量以及車型等各類信息。利用壓電傳感器可以檢測車輛速度以及類型，被運用到闖紅燈拍照或者其他領(lǐng)域。采用自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)機電工程通信。將獲得的數(shù)據(jù)信息，傳輸?shù)浇煌刂浦行模瑸楣芾碚咛峁?shù)據(jù)，分析隧道內(nèi)部的車輛信息情況，動態(tài)化掌握車輛違章情況，保證隧道交通安全。此外，還包括緊急電話系統(tǒng)。其主要由控制臺和分機以及傳輸線路組成，為保障通信的穩(wěn)定性和合理性，必須選擇適宜的位置設(shè)置電話分機，將電話分機的間距控制為200m，并且設(shè)置警示標識，避免出現(xiàn)亂用的情況。

隧道供配電系統(tǒng)。高速公路機電工程中供配電系統(tǒng)為重要組成部分，通過營造良好的照明環(huán)境，保障高速公路安全通行。構(gòu)建供配電系統(tǒng)，采用通信技術(shù)支持供配電數(shù)據(jù)信息的實時傳輸，能夠為供電企業(yè)調(diào)度電力提供支持。構(gòu)建時要嚴格執(zhí)行供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范，確定供電負荷和電壓以及電流等，設(shè)計高質(zhì)量的供配電建設(shè)方案。此工程設(shè)計的應(yīng)急照明系統(tǒng)和閉路電視系統(tǒng)等，采用的是交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，構(gòu)建供配電系統(tǒng)通信技術(shù)，能夠?qū)崟r傳輸隧道機電工程的電壓和電流等。

2.3 通信系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢

根據(jù)高速公路機電工程通信系統(tǒng)運行實踐總結(jié)，采用通信系統(tǒng)技術(shù)，可實現(xiàn)以下功能：

（1）監(jiān)控車輛

從當前高速公路的運行情況分析，車輛越來越多，安全事故頻繁發(fā)生，因此，做好交通秩序的維護具有重要意義。單純依靠交通警察實施安全監(jiān)督檢查，面臨很大的挑戰(zhàn)和困難。采用通信技術(shù)構(gòu)建信息化系統(tǒng)，輔助車輛運行監(jiān)控，能夠保障高速公路安全穩(wěn)定運行。為發(fā)揮好通信系統(tǒng)的功能和作用，需配置專用的移動終端設(shè)備，實現(xiàn)對道路安全運行的實時監(jiān)控。

（2）維護道路

采用大數(shù)據(jù)技術(shù)，對公路維護工作進行分析，明確維護的地點以及狀況，事前做好相應(yīng)準備，促使工程維護水平得到提高。工作人員采用信息化系統(tǒng)與相關(guān)部門獲得聯(lián)系，快速獲得援助與相應(yīng)的資源。組織開展道路維護施工，采用通信技術(shù)能夠快速發(fā)布信息，為維護工作開展與落實提供支持[1]。

3 高速公路機電工程通信系統(tǒng)的應(yīng)用策略

3.1 提高技術(shù)的智能化

從高速公路機電工程通信系統(tǒng)的應(yīng)用需求來說，需不斷提高技術(shù)的智能化水平。目前，機電工程中廣泛使用智能化設(shè)備，促使高速公路機電工程系統(tǒng)水平得到有效提高，不過尚未達到實際需求，還需要加大對通信系統(tǒng)的技術(shù)研究，積極提高通信的智能化水平，滿足高速公路運行與維護的需求。對當前的高速公路機電工程通信系統(tǒng)進行全面梳理，分析技術(shù)的薄弱點和不足，提出強化和優(yōu)化的措施，保障高速公路機電工程通信系統(tǒng)的應(yīng)用效率得到提高[2]。

3.2 做好基礎(chǔ)建設(shè)的質(zhì)量控制

從高速公路機電工程通信系統(tǒng)的應(yīng)用支持角度分析，電纜工程和通信電源及接地系統(tǒng)等為重要基礎(chǔ)，必須做好嚴格控制。在電纜和電線施工時，必須按照原理圖做清晰編號與標記，支持接序與回路檢查，保證電纜的端頭位置裝有標簽[3]。電纜材料按照實際長度鋪設(shè)，在鋪設(shè)作業(yè)時不能超過廠家規(guī)定的牽引與彎曲半徑的要求。對電纜線路的防護必須達到通信干線電纜線路的要求。設(shè)計的通信電源選擇智能化高頻開關(guān)電源以及蓄電池組。同時，對于電源設(shè)備系統(tǒng)，若交流電源處于正常的運行狀態(tài)，則整流器會輸出直流電，能夠為相應(yīng)的機電設(shè)備供電，同時可以為蓄電池組充電。若主要交流電源出現(xiàn)中斷或者故障的情況，利用蓄電池組立刻放電供全部負載的用電。為確保機電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，防范雷擊事故的發(fā)生，各個通信站房需要做好接地防護[4]。

3.3 做好日常運行維護

隨著信息化技術(shù)的廣泛應(yīng)用，高速公路機電工程通信系統(tǒng)的智能化水平顯著提高，為運行控制和維護管理提供支持與保障，獲得不錯的成效。實踐中為保證技術(shù)合理應(yīng)用，需結(jié)合高速公路機電工程通信系統(tǒng)的實際情況，編制完善的維護與養(yǎng)護方案，指導(dǎo)各項工作開展與落實，使線路安全穩(wěn)定運行[5]。合理分配高速公路機電工程通信維護任務(wù)，落實到具體人員上，做好全面嚴格控制，切實保障技術(shù)的應(yīng)用效果與效益。若機電工程通信系統(tǒng)運行出現(xiàn)故障，必須及時采取應(yīng)對措施，消除不良影響，保障高速公路運行的穩(wěn)定性[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，高速公路機電工程通信系統(tǒng)的應(yīng)用，對提升高速公路安全穩(wěn)定運行的水平起到積極的促進作用。本文結(jié)合實例，分析通信技術(shù)的具體應(yīng)用，提出提高技術(shù)的智能化、做好基礎(chǔ)建設(shè)的質(zhì)量控制、做好日常運行維護等建議。通過做好全面嚴格的控制，消除通信系統(tǒng)運行的隱患與風險，保障機電工程的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用價值。