淺談高速公路機(jī)電設(shè)備信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

劉劍鋒

(前嫩高速公路建設(shè)指揮部)

1 背 景

1.1 高速公路運(yùn)營管理的內(nèi)容和特點(diǎn)

高速公路機(jī)電項(xiàng)目的建設(shè)情況直接影響其運(yùn)營管理體系和運(yùn)營管理模式,反過來,運(yùn)營管理體系和運(yùn)營管理模式以及運(yùn)營管理水平又直接影響了機(jī)電項(xiàng)目作用的發(fā)揮。兩者是個(gè)統(tǒng)一的整體。

(1)交通管理。

交通管理的任務(wù)就是利用先進(jìn)的技術(shù)手段檢測(cè)、控制、誘導(dǎo)交通流量,維護(hù)交通秩序,保障交通安全和道路暢通,對(duì)違章行為進(jìn)行糾正和處罰。

(2)養(yǎng)護(hù)管理。

養(yǎng)護(hù)管理的任務(wù)是對(duì)高速公路道路、橋梁及交通工程設(shè)施進(jìn)行定期和不定期的保養(yǎng)和修復(fù),以保證其正常的使用功能。

(3)收費(fèi)管理。

收費(fèi)管理的主要任務(wù)是按國家批準(zhǔn)的收費(fèi)政策和價(jià)格向通行車輛收取足夠的通行費(fèi),同時(shí)對(duì)營私舞弊、偷逃通行費(fèi)的行為進(jìn)行稽查。

(4)路政管理。

路政管理的任務(wù)是貫徹實(shí)施國家和地方的有關(guān)法律、法規(guī),保證高速公路路產(chǎn)完整,維護(hù)高速公路路權(quán)不受侵犯,保護(hù)高速公路設(shè)施不受破壞。

(5)服務(wù)區(qū)管理。

服務(wù)區(qū)管理的目的是利用高速公路已有的餐飲、住宿、休息、娛樂、購物、加油、維修、停車、通信等設(shè)施,向用戶提供舒適、方便的全天候服務(wù)。

1.2 系統(tǒng)基本組成概述

高速公路機(jī)電設(shè)備信息管理系統(tǒng)是發(fā)揮道路設(shè)施控制與管理功能的主要輔助系統(tǒng),是對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備實(shí)施現(xiàn)代化管埋(實(shí)時(shí)和數(shù)據(jù)管理)的主要工具。高速公路機(jī)電工程通常由收費(fèi)、通信、監(jiān)控三大部分組成。

隨著我國高速公路建設(shè)的飛速發(fā)展,機(jī)電工程的三大部分內(nèi)容也在發(fā)生變化,例如:緊急電話由于移動(dòng)通信的普及被悄悄取代;收費(fèi)系統(tǒng)逐步實(shí)現(xiàn)智能化管理;視頻監(jiān)控從各收費(fèi)站擴(kuò)展到全線等等。

1.3 系統(tǒng)目標(biāo)

(1)利用先進(jìn)的技術(shù)和科學(xué)的手段,對(duì)高速公路的道路及其設(shè)施進(jìn)行良好的維護(hù),使其經(jīng)常保持良好的使用狀態(tài)。

(2)在路網(wǎng)內(nèi),整個(gè)路網(wǎng)收費(fèi)系統(tǒng)是一個(gè)整體,能適應(yīng)不同運(yùn)營公司及管理機(jī)構(gòu)收費(fèi)及管理的要求。車輛進(jìn)出路網(wǎng),僅收費(fèi)一次,“一票(卡)到底”,把由于收費(fèi)造成的時(shí)滯降到最低;并逐步實(shí)現(xiàn)路網(wǎng)內(nèi)全自動(dòng)不停車收費(fèi),輔之以人工或半自動(dòng)收費(fèi)的目標(biāo)。

(3)通過信息收集和處理,將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)各路段運(yùn)營狀況進(jìn)行科學(xué)的調(diào)控,對(duì)事故等突發(fā)事件及時(shí)處理,并告知駕乘人員,同時(shí)提供多功能服務(wù)。

(4)國內(nèi)路網(wǎng)系統(tǒng)的建設(shè)達(dá)到“統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一設(shè)計(jì)、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一實(shí)施”的目的。

(5)建立一支統(tǒng)一的高水平的高速公路管理隊(duì)伍。對(duì)公路養(yǎng)護(hù)、收費(fèi)、監(jiān)控、通訊及路政安全管理系統(tǒng)具有進(jìn)一步規(guī)劃設(shè)計(jì)、開發(fā)升級(jí)和日常運(yùn)行維護(hù)管理的能力,同時(shí)逐步建立與之相配套的各種社會(huì)綜合服務(wù)體系,如:金融服務(wù)網(wǎng)絡(luò)體系、財(cái)務(wù)計(jì)算體系、付費(fèi)結(jié)算網(wǎng)絡(luò)體系、維護(hù)救援體系等。

中長(zhǎng)期目標(biāo)是:通過這種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施和高質(zhì)量服務(wù),不斷滿足社會(huì)和經(jīng)濟(jì)建設(shè)對(duì)交通的需求,進(jìn)而建立養(yǎng)護(hù)、收費(fèi)、通訊、監(jiān)控、交通安全等服務(wù)一體化網(wǎng)絡(luò)管理體系為基礎(chǔ)的服務(wù)領(lǐng)域:出行信息服務(wù)系統(tǒng)(TravelDemandManagement)、電子收費(fèi)系統(tǒng)(ElectroicPayment)、公共交通運(yùn)營系統(tǒng)(PublicTransportationOperation)、應(yīng)急管理系統(tǒng)(EmergencyManagement)、先進(jìn)的車輛控制系統(tǒng)(AdrancedVehicke ControlSystem)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)(CPS)等集于一體的、共同面向二十一世紀(jì)的現(xiàn)代智能交通網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

2 機(jī)電設(shè)備管理內(nèi)容

2.1 潤滑處理

設(shè)備的滑動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)部分要根據(jù)設(shè)備的工作需求上潤滑油,如:打印機(jī)打印頭的滑動(dòng)軸,要上輕質(zhì)潤滑油,用干凈的紗布涂擦,且油不可過多,以免造成污染。

2.2 防水處理

設(shè)備的電路部分,要經(jīng)常檢查有無進(jìn)水的可能性。收費(fèi)亭是否進(jìn)水,外場(chǎng)設(shè)備的防水橡皮墊是否完整,空調(diào)溫度是否設(shè)置適宜。

2.3 經(jīng)常檢查降溫風(fēng)扇運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常

降溫風(fēng)扇主要位置有:工控機(jī)、計(jì)算機(jī)、UPS、穩(wěn)壓器、硬盤、錄像機(jī)等,如工控機(jī)經(jīng)常死機(jī),需檢查CPU的降溫風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)是否正常,如果發(fā)現(xiàn)不正常,應(yīng)立即停機(jī)修理。

2.4 電源系統(tǒng)供電

首先檢查電源供給是否正常,對(duì)于用集成電路組成的板路,檢查電壓是否正常,要從集成塊上測(cè)量,逐步向電源模塊,檢查電源模塊輸入 /輸輸出狀態(tài)。

2.5 防銹處理

外場(chǎng)設(shè)備由于雨淋日曬易被氧化生銹,要定期進(jìn)行防銹處理。如:手動(dòng)欄桿的轉(zhuǎn)軸、設(shè)備的地腳固定螺栓、設(shè)備與固定裝置的連接螺栓等要涂抹防銹油。銹蝕不但會(huì)對(duì)設(shè)備造成損壞,而且會(huì)帶來安全隱患,特別是沿海地區(qū)的高速公路,鐵質(zhì)金屬被腐蝕嚴(yán)重,采取必要措施防銹,常見的問題是:金屬件防銹鍍鋅層薄,造成銹蝕,更換符合防銹要求的金屬件;檢查收費(fèi)雨棚車道照明燈及雨棚信號(hào)燈緊固件及安裝螺栓是否銹蝕嚴(yán)重,如已失去功能,需更換以免掉下來造成人身損傷。

3 設(shè)計(jì)原則

3.1 友好的用戶界面

用戶界面簡(jiǎn)潔明了,交互性強(qiáng),操作簡(jiǎn)單。

3.2 功能全面

應(yīng)考慮包括了高速公路機(jī)電設(shè)備維護(hù)管理各個(gè)層面的所有環(huán)節(jié)。

3.3 安全性

在設(shè)計(jì)上,強(qiáng)化權(quán)限管理,所有操作都有嚴(yán)格的口令驗(yàn)證機(jī)制,做到所有操作都有據(jù)可查。

3.4 及時(shí)性

通過本系統(tǒng)及時(shí)反映設(shè)備運(yùn)行狀態(tài),及時(shí)有效的傳遞數(shù)據(jù)信息。

4 系統(tǒng)功能

高速公路機(jī)電設(shè)備信息管理系統(tǒng)需要對(duì)各機(jī)電設(shè)備的各種信息進(jìn)行采集、處理,與控制指標(biāo)比較后,做出控制決策,下達(dá)控制指令,由執(zhí)行機(jī)構(gòu)準(zhǔn)確實(shí)施,以達(dá)到預(yù)期的控制目標(biāo)。

(1)信息采集。

需要采集的信息按性質(zhì)可分為:數(shù)據(jù)、圖像、語音三種類型。從信息反應(yīng)的功能歸屬為環(huán)境干擾、設(shè)備狀態(tài)、金額故障部位三大類。信息采集方法由信息的特點(diǎn)決定。數(shù)據(jù)信息需要通過各種傳感器將電量轉(zhuǎn)換成電量再輸出。

(2)信息處理。

要取得良好的信息系統(tǒng)管理效果,必須對(duì)機(jī)電設(shè)備狀態(tài)有一個(gè)比較全面的了解,但是機(jī)電設(shè)備的某些狀態(tài)無法直接測(cè)出,只能憑借已測(cè)出的參數(shù)去估計(jì)、判斷,狀況的出現(xiàn)與否、事件性質(zhì)和嚴(yán)重程度都無法直接測(cè)出,只能根據(jù)已測(cè)出的各種變量,采取一定的數(shù)學(xué)分析方法去識(shí)別、判斷。

(3)控制策略。

調(diào)整供求,爭(zhēng)取平衡是控制機(jī)電設(shè)備狀態(tài)的基本思路。即抑制和轉(zhuǎn)移需求量,通過調(diào)整設(shè)備參數(shù)提高設(shè)備運(yùn)行能力,實(shí)現(xiàn)供求動(dòng)態(tài)平衡,使設(shè)備狀態(tài)到預(yù)期的控制目標(biāo)。調(diào)整供求有多種控制方法可供選擇,根據(jù)實(shí)際情況選樣控制方法稱為控制策略。