高速公路改擴建工程機電設施再利用研究

蔣權

摘要：文章以某高速公路改擴建工程中某路段現有機電設施現狀調查分析為基礎，通過檢測、分析現有主要機電設施主要功能的完善性、可維護性及可擴展性，參照一定的再利用標準，研究了現有機電設施再利用的可行性，并提出了高速公路改擴建工程施工過程中和工程建設完工后主要機電設施再利用方案。

關鍵詞：機電設施;高速公路改擴建工程;再利用

中圖分類號：U412.366 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2019.08.040

文章編號：1673-4874（2019）08-0145-05

0引言

高速公路改擴建工程中，必然涉及到大量的舊路原有機電設施，如收費設施、監控設施、通訊設施等，若對所有機電設施統一作廢棄處理，將會造成資源的極大浪費，并對環境產生一定影響。反之，若能充分利用舊路現有機電設施，不僅可以節約資源，還可以減少新舊設施更替過程所產生的費用，在一定程度上降低工程造價。

國內外道路工作者一般僅對高速公路改擴建工程中機電設施的設計、施工、監理等方面進行研究分析，李太芳等對高速公路改擴建監控、通信設計進行了研究;宮磊對高速公路改擴建工程機電設施的施工管理進行了探討。但都未對高速公路改擴建工程中機電設施的再利用開展系統研究。

本文以某高速公路改擴建工程某路段現有主要機電設施現狀調查分析為基礎，對現有機電設施再利用的可行性和再利用方案開展研究。

1現有機電設施現狀調查

高速公路機電設施系統龐大，主要包括監控系統、通信系統、收費系統、供配電系統等，涉及多個領域。機電設備種類繁多，大多屬于電子設備，且更新換代較快，尤其是很多外場設備長期暴露在自然環境中，導致高速公路機電設備的使用性能存在較多的不確定性，因此在高速公路改擴建機電設施再利用研究中需對現有機電設施現狀進行調查。

1.1監控系統現狀調查

本路段監控設備主要包括外場設備和站區設備。監控方式較為單一，部分監控圖像較為模糊，監控機房內部分計算機配置相對落后。大部分設備存在少許缺陷，但不影響整體使用，使用狀況良好。詳見下頁表1。

1.2通信系統現狀調查

本路段通信系統設計較早，設備基本為2000年建成通車后即投入使用，部分設備不具備可維護性。主要干線傳輸系統采用SDH系統。詳見表2。

1.3收費系統現狀調查

計重收費系統于2009年進行計重收費改造，目前系統運行正常。但因未對全部設備進行升級改造，所以項目建成通車時投入的設備已較為陳舊，外觀質量存在少許缺陷，但不影響整體使用，目前使用狀況良好。詳見表3。

1.4供配電系統現狀調查

供配電系統設置較為合理，能夠滿足現有負荷需要。主要設備因使用年限較長，設備老化、陳舊，外觀質量存在少許缺陷，但不影響整體使用。詳見表4。

通過調查發現，本路段交通工程機電三大系統及供配電系統設計較簡易，但設施在高速公路通車之初時處于領先水平。目前大部分設備外觀質量存在少許缺陷，但不影響整體使用，使用狀況良好，可滿足現階段使用要求。但部分設備性能已達不到改擴建后的道路服務水平。

2機電設施再利用標準分析

機電設備種類繁多，投入使用年限參差不齊，更新換代速度較快。雖然目前研究機電設施的國家標準及行業標準不斷在完善，但調查發現對于現有機電設施能否再利用，可參考的標準較少，經分析主要有如下標準：

（1）再利用設備各項性能、參數等應滿足國家、地區、行業等最新的相關高速公路機電工程標準。

（2）再利用設備使用年限在正常使用壽命范圍之內。

（3）再利用設備應滿足高速公路改擴建后服務水平及新增各項功能的需求。

（4）應保證再利用設備的基本使用性能、主要性能指標。

（5）設備經檢測維護或升級改造之后再利用的，應經濟合理。

（6）原有設備性能已經不能滿足改擴建后交通的需求，或已不滿足國家、地方等各項標準的要求，或相關標準已明令禁止使用的設備，應做廢棄處理。

（7）應本著安全至上，降低造價，節約資源，經濟可行的原則進行設施再利用。

3現有機電設施再利用可行性分析及再利用方案

3.1監控系統主要設備再利用可行性分析及再利用方案

3.1.1外場設備

監控外場設備屬易損耗品，且更新換代較快。經分析，使用超過7年以上的設備，其可維護性和可擴展性都大大降低。經現場調查、檢測設備的使用情況，通過估測其每年折損情況，原則上在建設過程中可選取使用時間低于10年或高于10年但功能較完善的設備用于臨時監控系統;項目建成后，可廢棄處理使用年限高于7年的設備，或選取性能較完善的設備用于地方路段，剩余使用年限低于7年的設備可通過檢測、維護之后繼續使用。詳見表5。

門架式可變情報板和立柱可變信息標志設計之初按雙向四車道規模設計，所以無法使用于擴建后的高速公路，但必須在道路擴建前拆除。由于其造價較高，且可使用年限較長，直接廢棄將導致資源的浪費，因此可以拆除轉移至附近地方路段使用。

3.1.2站區設備

現有視頻服務器和管理服務器較陳舊，在改擴建過程中可選取使用時間低于10年或使用時間高于10年但功能較完善的設備用作臨時監控設備;改擴建工程完工后，為滿足改擴建后全程高清視頻監控的需求，改擴建后所有監控設施均更換新的服務器。硬盤錄像機、解碼終端、分控機等設備損耗較快，與改擴建項目實際要求的高清監控方案不匹配，故在改擴建工程建成后可作廢棄處理。詳見表6。

3.2通信系統主要設備再利用可行性分析及再利用方案

3.2.1主要SDH設備

阿爾卡特STM-1等級的SDH設備仍具有通信功能，且較為穩定，在改擴建工程施工過程中可作為零散通信業務分流設備或重要業務備用設備。但鑒于該設備投入使用年限較久，數據處理和傳輸能力較新一代設備大大降低，不具備可維護性和擴展性，故在改擴建工程完工后作廢棄處理。

烽火STM-16等級的SDH設備于2005年投入使用，具有高效穩定的通信能力，在改擴建施工過程中可承擔主要的通信業務。該設備雖然使用年限較長，但仍具有良好的可維護性和擴展性，待改擴建工程竣工后可無障礙升級至STM-64等級的設備，繼續使用。詳見表7。

3.2.2綜合業務數字程控交換機

北電產的程控交換機于2000年投入使用，至改擴建工程完工時設備運行時間將達18年，設備老化特別嚴重，且經調查原生產廠家已經倒閉，設備的備品備件已無法買到，故作廢棄處理。

上海產程控交換機，目前運行良好，但容量較小，在改擴建工程施工過程中可負責程控交換業務。改擴建工程完工后，可作為備件使用。詳見表8。

3.2.3交換機

2006年投入使用的交換機在改擴建工程施工過程中可用于部分視頻、數據交換傳輸業務，由于投入使用時間較久，改擴建工程完工后可作廢棄處理。

2011年投入使用的千兆以太網交換機，可在改擴建工程施工過程中承擔主要的視頻、數據交換傳輸業務，改擴建工程完工后，對現有設備進行檢測、維護，滿足規范及使用要求的設備可繼續使用。詳見表9。

3.2.4服務器

服務器在2007年投入使用，在改擴建工程施工過程中可做臨時設施使用。項目計劃2018年完工，隨著監控設備的不斷革新以及網絡媒體運用的多元化發展，各種機電設備對服務器的高效性、穩定性及靈敏性要求越來越高;同時計算機處理能力的更新更是以每兩年翻一倍的速度增長，導致了數據流量、視頻流量呈幾何態勢的增長速度。所以經過10余年的更新換代，服務器將無法保持良好的工作狀態，故在改擴建工程完工后作廢棄處理。

3.3收費系統主要設備再利用可行性分析及再利用方案

根據收費設施的具體使用狀況，使用年限超過10年的收費設備均作廢棄處理;10年以下的可在改擴建工程施工過程中用作臨時設備或備用件。

該高速公路于2000年建成通車，現主要收費系統設備仍為工程完工時的設備，較為陳舊。改擴建完工后，由于通行條件的極大改善，車流量將大大增加，收費系統服務水平也應有相應提升;另外為保證收費系統的兼容性、統一性、易維護性及可擴展性，故所有收費設施在改擴建工程完工后作廢棄處理。

3.4供配電系統主要設備再利用可行性分析及再利用方案

供配電設備及照明設備使用年限已久，設備及線路老化嚴重存在較大安全隱患，出于安全考慮，所有供配電設備及線路在改擴建過程中不再繼續整體使用，但可用作備用件。

改擴建之后，外場及站區供用電負荷將有很大增長，原有變壓器容量、柴油發電機組容量將無法滿足改擴建之后的需求;同時在改擴建過程中設備及線路可能會有不同程度的損壞。所以，在改擴建工程完工后所有供配電系統設備全部廢棄處理。

4結語

（1）針對外場監控設備，在建設過程中可選取使用時間低于10年或高于10年但功能較完善的設備用于臨時監控系統;項目建成后，可廢棄使用年限高于7年的設備，或選取性能較完善的設備用于地方路段，剩余使用年限低于7年的設備可通過檢測、維護之后繼續使用。

（2）大部分機電設備在改擴建工程施工過程中可用于臨時工程或作為備件使用。考慮項目實際對機電設備的要求，基于設備的可維護性和可擴展性，本著安全至上、節約資源、降低造價的原則，部分監控設備、供配電設備、收費設備在項目建成后可直接淘汰廢棄。

（3）可繼續深入研究設備再利用時拆除、遷移或翻新改造的技術方案。