電氣自動化在公路監控系統上的應用

牛志華

摘 要：隨著科學技術的不斷發展，人們的出行需求也日益高漲，公路運營面臨的形勢更為嚴峻，為了能夠實時掌握公路運營情況，必須要做好公路監控的建設工作。在監控系統中，電氣自動化主要是將公路的各個控制系統的環節進行有機的結合，并從監控系統自身來實現多方面的發展要求，保證公路監控系統的運行能夠安全、快捷的顯示，因此受到頗多研究人員重視。本文主要針對電氣自動化在公路監控系統上的應用措施進行了詳細的闡述。

關鍵詞：電氣自動化；公路監控；控制中心；作用

中圖分類號：U495 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）15-0038-02

公路監控系統是保證公路正常運行的重要交通系統，對公路交通建設的發展起著重要的影響作用。在我國公路建設快速發展的背景下，對公路質量的要求也越來越高，從公路監控系統的角度就是保證公路運營能夠安全、有效，便于管理。電氣自動化在公路監控系統中的應用具有明顯的優勢，因此電子自動化在公路監控監控系統中對公路運營管理方面取得了良好的效果。正因為如此，在今后的工作中還要進行科學的管理控制措施，建立一個完善的綜合性的自動化公路監控管理系統，提升公路運營的使用效率，實現電氣自動化對整個公路監控系統使用的管理與控制，提升公路監控系統自身的性能，促進監控系統朝著安全、直觀的管理方向發展。

1 公路監控系統的目的和構成

公路監控可以稱為對公路的監視與控制工作，從公路監控系統自身的性能來看，監視主要體現在對日常公路運營情況的了解與查看，主要體現在路面數據的檢測、數據收集以及設備運行狀況等；而控制主要是針對監測傳輸出來的數據進行統一的分析，并作出相應的決策判斷的過程。從中央系統傳輸出來的判斷來調節和控制道路交通狀況。實施公路監控系統就是參考氣候條件、交通行車流量、路面行車狀況等通過一系列的監視得出的結論，得出的控制方法來改善交通行車環境、提升公路的整理服務水平。在實際的應用中，采取相應的措施減少公路的擁擠路段，減少道路事故發生，充分發揮公路運營所產生的社會效益和經濟效益。

公路監控系統自身的構成主要分為管理中心、通信模板以及控制中心模塊三個方面。這三個方面體現在不同的范疇應用上。

（1）管理中心主要承擔著對各種信息數據的收集、分析梳理的功能，管理中心必備的兩大要素主要是在公路監控系統實施中需要有應急處理功能和實施的攝像顯示功能等一些列的功能要求。（2）通信模塊主要是負責各個模塊之間的通信業務，主要是把收集到的路況數據信息分類進行上傳，并將上傳好的數據信息統一進行轉換保存到數據庫，保證所存儲信息的格式一致性。（3）控制中心模塊作為公路監控信息的核心模塊，是對整個公路線路綜合整治的過程。相當于公路監控系統的核心大腦功能，通過其統一調配來完善公路監控的正常運行。

2 實施電氣自動化的公路監控方式

在公路監控系統實施電氣自動化是一個綜合性的智能管理控制體系，在公路實施運營中，以分散控制、集中管理、信息共享的發展方向，以區域化的監控管理通過現場達到總線連接，統一匯總至后臺，實施電氣化公路監控系統對比傳統的監控方法具有一定的優勢，在結構上具有安裝簡單，靈活，維護方便等作用，保證公路監控系統實現安全、穩定、有效的目標。

2.1 遠程監控方式

遠程監控的方式主要適用于早期研發的自動化系統功能，主要體現在模擬電路，由電話繼電器、電子管等分立原件組成，在這一種方式的使用中主要是靠硬件來對收集進行收集和判斷的，但針對發生的問題等無法進行信息傳輸和遠程的控制，相對于集中式監控模式，這種監控系統的方式不會因為其中的任何一臺設備出現故障而停滯，因此在使用上比較可靠，大大節省了電纜的使用量，連接起來也比較方便，使用上有一定的靈活性和可靠性，在成本控制上也有一定的控制措施，但在應用上的局限性只能適合小范圍的系統監控工作，與全系統的電氣自動化監控裝置相比，明顯存在一定的不足。

2.2 集中監控系統

集中式的監控系統應用起來比較方便，而且投入使用之后方便運行和維護工作，對于監控系統所要求的防護也不高，無論是成本考慮以及運行簡單靈活等都具有明顯的優勢，但由于其所有的功能都出自于一臺的處理器，負擔較重，不管是系統升級操作還是增加新的監控對象，操作起來比較復雜，尤其是原有的線路就比較多，布線就存在一定的難度，若是再進行調配，容易造成主機的負擔加重，不利于整個系統的穩定性。由于原有線路較多，在線路的維護上容易出現問題，隔離的刀閘采用的是硬接線，若是輔助的節點不到位，就容易導致設備無法進行。而且這種設備的二次連線接線比較復雜，查線不方便，由于在操作中查線或者傳動的過程中操作失誤等也可能導致設備無法正常運行，因此在二次接線上，大大增加了一些維護量。

2.3 現場總線的監控方式

現場總線在應用上除了具備一定的遠程式監控的優勢以外，針對現場總線的監控方式的設計工作有更強的針對性。不同的間隔的監控存在不同的功能，根據有效的間隔情況依據設計的目標進行不同間隔區的功能顯示工作，這樣在應用上還可以提供一定的質量控制措施，由于所采用的的模式的不同，不用的間隔段也可以進行任意的裁剪，同時不同的裁剪節點還可以進行任意剪裁，這樣在應用上也能節省一部分的線路費用。另外作為智能設備，各裝置之間存在著獨立性，而且可以通過網絡來進行連接，保證網絡組態的靈活性和功能性。更重要的是整個系統之間的功能都是相對獨立的，任何一個裝置出現故障問題只會影響設備的原件，不至于導致設備的癱瘓，因此在應用上較為便利。

3 電氣自動化在公路監控系統的應用

自實現了電氣自動化監控系統的應用之后，運行人員能夠及時、有效的掌握一定的設備運行情況，針對可能出現故障的位置提前做出分析與判斷工作，并采取相應的措施進行處理，這在公路監控系統應用上有了更高級別的應用與發展，并得到了有效的提升。在設備診斷的時候能夠預測出現故障的部位自動發動警告，并提示具體的操作系統上故障信息，給運行人員提供檢測參考，節省了操作時間的同時，方便操作人員能夠開展其他方面的工作。

電氣自動化的監控系統的控制方式可以分為就地控制和分布式系統控制方式兩種，而且針對操作系統上的執行標準還需要進行優先控制的方式，主要是就地的操作優先，然后再進行分布式的控制系統方法，將本地的監控系統與遠程的監控系統能夠得到有效的結合，并能夠實現實時的監督與控制工作，卻把監控系統的管控命令的穩定性、安全性和一致性。公路監控系統的核心控制模塊是對公路的全線進行綜合管理模式，在公路監控系統的整體運行上更能體現控制方式的整合性。

3.1 中央監控系統的功能實現

為了滿足公路管理與控制中心的改造要求，在設計的過程中還應通過發布不同的控制指令進行相應交通及環境異常的信息控制工作，在滿足實際需要的基礎上，對公路監控系統的各個監控設施組成中央監控系統，通過實施緊急電話系統或者是交通環境參數的檢測系統、閉路電視監控系統以及火災檢測等自動化報警系統的收集與分析，并通過計算機向外界發布應急性指令，實現對道路以及各類設備的控制與監管工作。

中央的監控系統在應用上具有多功能性，一般情況下利用中央監控系統能夠實現報警自動化，主要顯示在交通擁堵報警、隧道內火災報警或者是系統發生故障等情況，實現遠程與聯動結合的方式，并將損失降到最低。

在實際的應用中未能能夠滿足公路監控系統需要，通過分析已經生成的環境參數以及交通數據，并進行分類統計，自動生成交通歷史的對比表，對交通運行狀況模擬顯示，并及時的檢測網絡的運行狀態，一旦出現異常，自動備份相關的數據信息，自動報警并打印診斷報告。

3.2 區域監控系統

區域監控系統主要是針對外場設備進行監控所采取的模式，區域監控系統主要是變電所的觸摸屏來組成的。區域的監控系統不僅能夠收集現場控制系統中的交通與環境的相關信息化控制工作，一個典型的功能就是能夠根據系統內部來確定好的控制方案并實現自動控制。還能對與之縣關聯的交通控制設備進行有效的控制與監控，保證公路監控系統的正常運行。全部的區域監控系統將外場設備的實際運行情況及時的上傳至中央監控系統，并接受中央監控系統的各類控制指令。

3.3 現場控制系統

現場的控制系統主要是區域的控制其與變電所區域控制組成的。在應用上，區域控制器主要采用的是對外場設備進行監視與控制的工作，而后者主要是通過對配電設備的監控進行有效實施的。采取的控制方式主要是手動控制方式和自動控制方式兩種形式。出現故障等監控系統無法進行自動控制的時候，及時向操作人員進行預警，并提供必要的控制方案并提供必要的控制方案供參考，待工作人員確認或者修正之后，及時下發控制指令。手動的控制是在觸摸屏上進行的。在自動化控制中，不斷收集交通控制參數，判斷交通情況并進行自動控制的形式，節省操作人員的操作時間。

3.4 工業控制網絡系統

現場的總線網絡不僅實現了外場設備間的數據交換情況，并將各類的外場設備的運行情況能及時上傳到區域的控制器，并通過區域的控制器的指令下發到相應的外場設備。

一般情況下監控中心與區域控制器之間都會采用100M工業級以太網環網，并使用單模光纖連接，一般都會實現數據的交換與信息的交流工作，并將設備運行情況及時上送到中央監控系統中，由中央監控系統的控制指令下發到區域的控制器。

3.5 外場設備的設置

對于外場的設備需要進行科學的控制工作，對于通信系統而言，主要針對隧道通風系統設備控制中，避免出現活塞風等現象，并且能根據有效的控制措施達到節能的目的。通風與照明系統一般都會將通風和照明系統設備進行信號采集工作，達到對公路運行信息的監視與控制功能。若是在運行過程中的發生火災檢測報警系統，對信息進行采集、監視和控制工作，緊急求助與報警等過程進行傳輸和處理等。

4 結語

隨著網絡技術的不斷提高，電氣自動化的監控系統的應用越來越廣泛，并日趨成熟。在電氣自動化的應用過程中還應根據必要的情況來設定公路系統的監控，提高自動預警模式，加強電氣自動化公路監控系統的關聯與發展，并在未來的監控系統上發揮更高的作用。通過積極開發相應技術并增加設備的數量，使電氣自動化在公路監控系統邁向更大的進步。

參考文獻

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