高速公路多義性路徑標識點供電方案

文/段琳

1 概述

截至2018年底，我國高速公路通車總里程已突破14 萬公里，隨著高速公路網格化的形成，高速公路多義性路徑計費與拆分問題越來越突出。2018年6月，陜西省交通運輸廳印發《陜西省高速公路多義性路徑標識點建設技術要求》，在交通運輸部《收費公路聯網收費多義性路徑識別技術要求》基礎上，增加基于視頻車牌識別及車輛識別技術的設備，用于數據稽查、交通量調查和車輛排放檢測等相關信息的收集整理。

多義性路徑標識點布設與供電遵循以下基本原則：

（1）在每行車方向上設置一座龍門架，標識RSU、車輛識別（高清車牌識別）與補光設備等采用頂掛方式安置在龍門架上。

（2）標識點布設位置與收費站及其他標識點之間的直線距離原則上不小于1km，應做到5.8GHz 通信信號不受干擾。

（3）標識點一般應設置在封閉式收費公路主線空曠區域，前方500 米為平直路段，遠離服務區等易發生車輛聚集的區域，盡量避免在隧道和山谷等區域設置。

（4）標識點供電模式采用交流電與蓄電池組合供電方式，電源由附近收費站或服務區變電站低壓配電柜取電。

2 供電原理分析

由于標識點設備用電負荷較大（一處斷面4 ～6Kw），且受高速公路構造物較多等條件限制，標識點設備距離電源多在1 ～3km，對于大功率、長距離供電的情況，常見的供電方案一般分為三種：

2.1 方案1：采用低壓電力電纜直接供電

此方案供電結構簡單，施工方便，一般適用于500m 之內的供電方式。當送電距離超出500m 時，根據國家規范規定，線路壓降應當小于5%，受導線壓降（△U=I×R）制約，若要保證供電質量與效率，就需增大電纜截面積以降低線路阻抗，導致供電線路造價增加。

2.2 方案2：采用智能升降壓系統供電

系統主要包括電源發生器、隔離變換器及供電電纜，在供電側電源發生器根據線路負荷在一定范圍內（≤1kV）自動實時調節輸出電壓，在用電側隔離變換器同樣根據負荷自動調整降壓比再經過寬穩壓輸出，隔離變換器總是優先調節并穩壓輸出，只有當電流變化大，無法滿足隔離變換器輸入電壓要求時才需要調節電源發生器的輸出電壓。由于采用了“浮動電壓”供電技術，供電電壓可以根據負載電流的變化適時浮動，可以加大輸送功率，延長供電半徑。

2.3 方案3：采用直流遠程供電

其原理就是將220V 交流電整流成直流并將電壓升高通過線纜進行電能傳輸，到末端用電點處再逆變成220V 交流電，給現場設備供電。直流遠供外場端主要依靠斬波振蕩逆變實現穩壓，大量使用電子設備，受戶外環境的影響較大，可靠性較低，可擴展性不強，因此不做推薦。

表1

3 工程造價比較

對于大多數用戶來說，方案的選擇很大程度上是考慮系統造價問題。下面以最為常見的雙向四車道高速公路標識點為例，對方案一、二做出比較。如表1所示。

4 結論

根據表格中造價比較得出：在相同供電條件下，當標識點距離電源小于1.5km 時，推薦采用方案一；距離大于1.5km 時，推薦采用方案二，且供電距離越遠，經濟效益優勢越明顯。綜上所述，從節能、安全、造價多角度考慮，建議在高速公路上推廣使用智能升降壓供電系統。