高速公路收費站機電設備可視化管理及實時監控的研究

于 斌

安徽省交通控股集團有限公司，安徽合肥 230088

高速公路機電設備是智能交通系統工程中的重要部分，包括監控系統、收費系統和通信系統。我國高速公路的建設規模正在不斷擴大，無論是車輛的數量還是通車里程數都有了顯著提升，高速公路內部結構調整也是勢在必行的，是實現交通運輸業水平提升的重要舉措。

1 高速公路收費站可視化管理和實時監控的意義

目前高速路視頻監控范圍主要集中在收費站、出入口等重要點段。未來的研究應該集中在推進高速路視頻監控全覆蓋方向，加快實施高速路實時運營狀況圖，服務市民出行和管理決策。現階段高速公路的管理工作更加注重實效性和穩定性，例如通信、收費、監控等工作，都體現了機電設備的重要作用，機電設備的水平和高速公路的安全運行有著直接的聯系。在傳統的管理體系下，機電設備的功能具有明顯局限性，適用范圍狹窄，管理人員只能通過機電設備完成簡單的收費和監控[1]。但是隨著系統的優化和技術的完善，機電設備系統的功能得到了顯著提升，高速公路運輸的安全性也有所保障。隨著建設規模的擴大，可視化管理和實時監控的出現不僅提升了高速公路收費站的工作范圍，也提升了機電設備運行的安全性，高速公路運輸工作質量得到了顯著提升。

2 高速公路機電設備系統的功能

高速公路的主要系統包括通信系統、收費系統和監控系統。這些系統共同作用可以提供高速公路不同路段的實時狀況，提升公路運行過程中的安全性能。此外，系統之間的協調工作可以促進可視化管理的發揮。

2.1 監控系統

監控系統是整體化的復合系統，包含場外的監控和場內的監控，場外設備監控是指高速公路中途設置的一些拍攝設備，這些設備長期處于工作狀態，對來往的車輛和信息進行收集，并對信息進行篩選和加工，減少大幅度的數據存儲量，減少監控中心的分析壓力。而場內監控中心的主要作用在于分析數據，對場外傳輸的數據進行整理。

2.2 收費系統

收費系統也是機電設備系統的重要功能。對于高速公路來說，不同功能的拍攝設備和傳感器始終是收費系統的關鍵，在計算機收集到高速公路的具體信息之后，會對信息進行分類和整體，并將處理過后的信息存儲在數據庫之中，在以太網交換機作用下與網絡進行連接，便于獲取高速公路的車輛數據信息，再參考收費標準確定車輛應該繳納的費用，與收費站進行反饋后得出最終結果。

2.3 通信系統

我國目前的高速公路收費站通信系統已經實現了技術革新，SDH光纖是主要的傳輸線路類型，大幅提升了信息傳輸的效率和穩定性，在圖像質量和視頻分辨率上實現了顯著的提高。此外，高速公路的以太網絡功能和規模的擴大讓管理人員可以對設備進行監控，網絡系統變得更加完善，通過以太網來構建區域化管理體系[2]。在未來，通信系統還會朝著同步控制的方向發展，從所有環節進行機電設備系統的跟蹤和反饋，及時地將高速公路的信息資源進行共享傳遞。從通信系統的整體功能上看，不僅在分布范圍上實現了擴大，無論是橋梁、隧道還是收費站，都有通信系統的支撐，可以準確地傳遞高速公路信息；此外，技術水平的提升也體現得非常顯著，例如智能化管理、自動化技術和信息技術的使用等。

3 機電設備可視化管理與實時監控

3.1 系統規劃

高速公路收費站機電設備的可視化管理，集成了各種現代科技手段，包括局域網、地理信息和通信技術等，可以通過終端設備將機電設備的運行狀態反饋給高速公路的監控中心，然后通過服務器將信息轉化為可視模式。此時，信息可以直觀地展示在電子地圖之中，并且對相關的參數和狀況可以做到詳細了解，達到全天候監控的目的，為監控人員提供完善的監控信息[3]。此外，系統可以通過服務器完成信息的檢索和查詢，對設備的狀態進行有效監測，一旦發現問題，可以及時地進行針對處理。

3.2 系統構建

我國高速公路收費站的管理系統選擇眾多，但是從科技水平來看，實用性的差異相對顯著。在管理系統建設方面，高速公路運營單位應該對系統的組建進行合理規劃，從系統的穩定性和實用性來考慮使用效果，結合成本、價格等各方面的因素來進行分析。

3.3 實際應用

高速公路收費站幾點設備監控與可視化管理的目的在于提供實時狀態信息，給高速公路的運營提供技術保障，提升設備的安全和穩定性。在實際的工作中，管理系統的評價標準是系統功能判斷的基礎條件，即科學合理的系統選型是設備能否合理管理的重要基礎。系統安裝的過程中也會更加注重質量管理問題。監控人員和監理人員雙方都應該對系統進行管理，為收費站日后的工作打好基礎。在建設單位安裝完畢之后，還應該進行系統的使用，判斷正常的運行狀態下如何進行調整和優化，以便于及時發現系統的不足之處，及時與設備廠家進行聯系和調試。這種綜合評價是提升設備質量的關鍵手段，也是系統穩定性能否保障的關鍵。

4 方案流程設置

根據高速公路機電設備分布的特征，設計出符合高速公路運行規律的機電設備管理系統，是收費站出入口工作的關鍵。管理者們通過對管理對象的訪問，可以詳細了解管理內容，并進入可視化管理程序之中。

4.1 軟件布局和結構圖繪制

設備坐標定位的基礎在于平面結構分布圖的繪制，可以直觀地展示機電設備的分布位置與運行狀態。此時，需要大量的結構圖來進行規劃。但需要注意的問題在于機電設備在收費站的分布并不緊密，高速公路沿線的機電設備數量眾多，呈現分散的趨勢，在缺少原始地圖的情況下僅僅只能對各個點進行監測，并以此為基礎繪制結構圖，為軟件布局提供數據參考。而軟件的布局是需要各個收費站提供資料，并提供控件功能定義為多個頁面，將繪制完成的設備結構圖嵌入窗體頁面之中[4]。

4.2 圖表設計

設備管理人員需要及時識別并了解機電設備，才能展開后續工作，此時在平面結構圖上，設備都應該采用清晰直觀的圖表來表示，并制成圖標空間，與設備檔案的窗體進行鏈接。圖標設計應該符合規范化原則，例如對高速公路的不同型號設備需要進行型號區分，讓每個設備都具有自己的獨立圖標，將其保存在數據庫之中，圖標位置也能在記錄調取的同時進行同步更新。

4.3 建立數據庫

機電設備的型號、參數等具體數據應該采用數據庫軟件進行處理，例如Access數據庫軟件，可以在Windows平臺上直接使用，開放性顯著。此時管理部門可以先通過構建圖標庫的手段，來保存圖標和名稱，然后建立機電設備數據庫，設置好型號、名稱、圖片、備注四個不同字段，確定好收費站圖層和設備型號的參數。而設備型號是獨立存在的，數據庫的主索引也可以通過設備型號來實現。并利用可視化管理程序和數據庫進行鏈接，實現自動化訪問。

但需要注意的是高速公路收費站機電設備管理系統相比于傳統的機電設備，在技術和人員的需求上具有顯著的差異，要求管理人員掌握熟練的系統操作能力，才能更好地對機電設備進行監控和管理。此外，在管理系統真正投入使用前，還需要對人員進行專業培訓，通過模擬的手段提升工作人員對系統功能的掌握能力和操作水平，才能更好地發揮系統的巨大優勢，自覺履行崗位職責，做好監控日常工作，對違章車輛、突發事件實施全過程跟蹤監督和抓拍。

5 結語

我國高速公路事業的發展也要求設計建設環節需要通過先進的技術手段來保障高速公路的穩定運行。而收費站機電設備作為運營管理的核心，其優勢應該被重新認識，采用先進的實時監控和可視化管理手段來提高機電設備管理水平，為交通運輸事業提供有效的技術支持。

[1] 朱恩廷. 淺析高速公路收費站機電設備的監控及可視化管理[J]. 中國科技縱橫, 2015（22）：9.

[2] 趙珍珍, 柯文前, 楊青. 區域高速公路交通流時空特征解析—以江蘇省為例[J]. 經濟地理, 2016, 36（2）：53-58.

[3] 王三軍, 余騫, 周文衛,等. 湖北高速公路收費清分方法與校核系統研究[J]. 交通信息與安全, 2017, 35（3）：80-89.

[4] 尹仕健. 基于ZigBee技術的高速公路機電設備無線通信系統研究[J].廣東科技, 2011, 20（12）：39-40.