高速公路機電系統優化設計及新技術應用研究

付瑋

摘 要：機電系統是高速公路系統的重要組成部分，直接關系著行駛車輛的安全。本文結合機電高速公路系統收費站的取消部分，將機電系統的主要構成作為重點，分析了高速公路機電系統組成及現狀，并提出了高速公路機電系統的優化設計，希望可以成為行業內主流的新技術。

關鍵詞：高速公路;機電系統;設計;新技術

中圖分類號：U418.7 文獻標識碼：A

0 引言

隨著我國社會經濟的不斷發展，城市化發展的速度日益加快，高速公路建設方面的發展也突飛猛進。在高速公路的調試過程中，機電系統是收費系統、監視系統和通信系統的重要組成部分。因此，機電系統進行優化設計以及將新技術運用是促進高速公路機電系統建設的關鍵。

1 高速公路機電系統組成及現狀

高速公路的機電系統自身比較復雜化，尤其是在組織和操作系統方面。其高效的管理和運營是高速公路信息化和現代化的重要基礎。公路機電系統具有一定的優勢，例如：提高交通工作環境安全、舒適度、高效性。高速公路機電系統的組成比較復雜，一般由監控、收費、通訊、供電和配電以及隧道機電系統組成。根據調查，高速管理養護的公司普遍存在對機電系統管理養護關注較少的問題，并且還存在維護延遲、設備管理不規范、缺乏管理和養護資金等問題，其主要是因為我國在公高速公路機電設備養護費用方面缺乏統一的標準，導致高層部門對高速機電設備系統的管理不夠重視，使其存在一定的問題，因此，高速公路機電管理系統就成了養護公司的首要任務。

2 高速公路機電系統的優化設計

2.1 監控系統

監控系統由路側前端、站級、中心級三部分組成。路側前端的作用是獲取道路交通量的基本數據、天氣數據、視頻數據等，并發布交通信息;站級的主要作用是獲取路側前端交通數據。將數據從前端傳輸到中央級別;識別并獲得不同形式的數據信息，例如視頻和數字，并將數據傳輸到制定的監控中心;中心級的作用是主要集成、分析和引導從前端過程獲得的數據，并給出相關指示。因此，監視系統轉型的重點，是豐富前端數據的內容和信息類型，包括加密信息收集點的配置、各種信息收集設備的完成和改進、以及更換新的技術設備，為支撐后端大數據的分析和應用提供一定的保障;不斷優化數據收集方法，確?？煽啃愿吆透咝阅艿膫鬏敺椒ǎ岣邤祿募皶r性和有效性;從而提高系統壓縮數據的能力;通過電子和自動化技術收集前端設備的健康狀況來取代手動控制，這樣就可以實現主動收集設備的運行狀態，并在第一時間內發現其中存在的問題，從而進一步完善養護管理水平。高度成熟的信息技術應支持監控系統的優化。作為管理者來看，有必要全面收集數據和信息情況，創建完整的結構系統并覆蓋高速公路機電系統的全過程。

2.2 收費系統

傳統的收費系統在設計上存在一定的漏洞，這意味著在高峰旅行（例如節假日）期間很容易遇到交通擁堵問題，這對人們車輛的進出產生了一定的負面影響。因此，在此階段，技術人員的首要任務就是完善收費系統的設計。這項研究的前提是建立電子不停車收費系統。如今，不停車收費通道已經得到了我們國許多高速公路部分的廣泛使用。通道的主要設計原理是在汽車中放置一個識別裝置。這個裝置操作非常簡單，車主只需要輸入正確的駕駛執照信息，就可以激活設備，車輛信息將深刻并記錄相關的智能技術信息。然后車輛只需要經過一個特殊的通道，這個通道的相應的檢測設備，將會自動識別車輛的基本信息，例如：車輛載、出行路程。然后將其直接連接到收費系統，通過傳感器在車主的個人網上銀行賬戶中進行自動扣費。

2.3 通信系統

對于所有系統而言，通信系統都是關鍵。通信系統越有效、越健全，對于整個道路系統的建設就越有用，特別是在投入使用道路時，通信系統負責匯總數據。每個模塊都可以通過選擇數據并將其傳輸到每個模塊來進行后續工作。通信系統的結構的主要組成為：硬件、軟件和數據傳輸。數據傳輸使其系統的核心部分，在完成數據傳輸中，還需要依靠電纜、數據、光纖和其他材料，該作業適用于各種模塊信息的交換。因此，需要明確優化設計的重點，明確數據傳送時的信號穩定性影響，應該從局域網配置的角度出發，特別是在山區信號較弱的地區，著眼于數據傳輸過程中信號穩定性問題，并著重擴大信號覆蓋范圍。該場所配備了足夠數量的信號增幅器，以增強信號傳輸能力并確保數據傳輸的及時、穩定。

2.4 交通控制系統

高速公路交通控制系統是現代高速公路網絡系統的重點。信息通過收集子，并進行子系統發送，在經過計算機網絡子系統的處理，指令被傳輸到交通控制子系統，交通控制子系統的交通控制差異分為三個方向：選擇目標、確定方法和參數設置。根據選擇和確定方法的目的，可以預先進行不同的參數設置，或者可以預設各種狀態信息。交通控制子系統根據來自道路的信息進行自我調節，其中參數中流量控制最重要。由于流量控制的差異，實際的控制方法應分為兩類：高速坡道控制和高速主路控制以及定時設置控制，通用定時控制、交通檢測和耦合控制模式包括四種控制模式。

3 新技術在高速公路機電系統中的應用

3.1 監控系統

首先必須重視監控系統的作用，以確保道路上的行駛安全。該監控系統可以及時獲取道路運行狀態和行駛狀態，并在第一時間對道路運行過程中的隱患進行顯示，并且可以采取有效的解決措施進行處理，以實現保證行駛安全的目的。在高速公路實際應用中，監控系統包括道路監控和收費站監控。其中收費站監控的目的是對員工進行嚴格監督，減少員工貪污的現象，而收費站監控其目的是用于違章車輛的實時監控。專業部門將分析和處理使用互聯網技術、傳感器等設施進行道路監控、主線實時監控，實時了解高速公路運行狀況，并獲取相關的數據信息，為專業部門分析處理提的高效管理提供一定的保障。

3.2 通信系統

在高速公路的通信系統方面，自動光交換技術最為常見，它可以實時檢測各種機電系統的操作信號，及時檢測故障，并提醒維修人員通過相關的警報設備進行處理。該系統的特點是可以及時準確地檢測出故障，節省大量的故障排除時間，盡快恢復高速公路的通訊功能，滿足人們的出行需求，并保證其安全性和穩定性。除此之外，還有PIN技術，涉及在IP和基礎傳輸介質之間創建一個層，以處理商業數據包并為公司提供幫助。與自動切換光學技術相比，PIN技術的使用的成本低，而且其實用性和安全性比較高，是一種經濟實用性的技術。在新技術的實際應用中，有關技術人員應全面了解道路建設情況，并結合經濟效益問題，合理選擇比較適用的技術手段，提高通信信號的傳輸質量。

3.3 收費系統

人員根據收費系統工作內容可分為四類：人工、半自動、全自動以及全自動計費人工找零;根據用戶的理解，它包括兩種收費方式：停車和非停車。在收費系統的實施中，ETC系統被廣泛用于機電道路系統的收費連接中，作為改善收費系統并提高其效率的一種方法。該系統包括兩個系統，硬件和軟件。硬件系統的作用是識別車輛，監控車輛并傳輸信息。軟件系統的作用是連接車主的智能終端，以實現支付效果。通過實踐應用表明，ETC系統是網絡信息技術發展的趨勢，但是技術人員還需要不斷的完善其穩定性、準確性。

4 結束語

機電系統是確保高速公路安全使用和高效的關鍵。只有不斷的優化系統設計以及提高新技術的創新，對高速公路機電系統至關重要。

參考文獻：

[1]高唯.高速公路機電工程系統集成設計與施工調試技術[J].交通世界，2020（Z1）：192-193.

[2]徐永超.高速公路機電供電線路的技術改進探述[J].智能城市，2020，6（01）：76-77.

[3]張棟，賈曉虎.高速公路機電系統維護維修與管理分析[J].工程建設與設計，2020（01）：277-279.