電氣工程及自動化技術在高速公路中的應用

王嘉熙

（長治市協成公路養護工程有限公司，山西 長治047500）

0 引言

在當前的基礎交通體系中，高速公路的通行能力較強、車速高、安全性較好，并且能夠大幅度降低運輸成本，推動交通運輸行業的不斷發展。但是，在了解其優勢的基礎上，也要明確其不足。例如，在高速公路的實際建設中，成本方面的投入相對較大，工期較長，從而在經濟、時間等方面耗費大。為了使高速公路施工高效地完成，可構建電氣工程系統，科學發揮多種自動化電氣技術的輔助功效，在保證施工質量的基礎上提升施工速度。

1 自動化技術與電氣工程概述

隨著電氣工業的不斷發展，電氣工程及其自動化的相關技術不斷更新，為工業相關領域的發展提供了技術支撐。目前，電氣工程及其自動化已漸漸成為一個相對獨立的、完善的體系，在高速公路的運營管理中應用電氣工程及其自動化的相關技術，可以在一定程度上提升管理工作的效率和自動化水平。經相關調查可以了解到，在高速公路的運營管理階段中，這一技術會在監控系統中進行應用。若可以對電氣自動化技術進行應用，就可以保證每一個子系統之間的聯系更加密切，使得每一個子系統之間都可以無縫地對接，進而對信息數據進行同步的分析。不僅如此，在高速公路的監控系統中應用電氣自動化技術，能便于對數據信息進行統一管理，使監控工作更加便捷。

2 公路供電狀況分析

高速公路機電系統的組成如圖1所示，包括照明、供配電、隧道安全保障、收費、通信以及監控系統。在一般情況下，高速公路的供電系統采用10kV配電所與35kV變/配電所，少部分高速公路的機電系統采用110kV的變/配電所。在高速公路的供電系統中，通過對各個線路進行連接，可以形成一個輻射網，變/配電所的輻射網分布比較均勻，形成一種相互連接的供電方式[1]。在主要的公路干線供電中，會含有兩種連接線，分別為一級負荷貫通線、綜合負荷貫通線。這兩種連接線可以對相鄰的變/配電所進行連接，并且還會供給自動閉塞信號電源。

3 電氣技術應用分析

3.1 集中控制技術

在高速公路照明安裝的施工階段中，相應技術人員需要在高速公路照明系統當中實現電氣自動化技術的應用，提高對高速公路施工的控制成效[2]。在公路的施工階段，技術人員可以對集中控制技術進行應用，在公路施工一開始就可以建設出更加完善的配電系統，通過對可自動運轉的終端設備進行使用，可以將相關的故障信息傳輸到主站系統之中，主站在接收信息后會展開有效反饋與計算，同時，結合計算的相應結果明確解決方案。之后，會將方案的信息輸送到終端設備，讓其能夠在自動化的條件下達成對故障的有效處理。

在對于集中控制技術進行應用的過程中，配電終端的設備科也會將核心的信息向電力的主站進行傳遞，而后子站就會對其中存在故障問題的部位進行控制以及管理，主站的系統也會給出最終的解決方案。在集中控制的環節中，施工人員需要對每一種電氣應用的技術要求進行關注，不僅需要對信息進行傳遞，還要保證信息的指令會更加真實。不僅如此，施工人員也需要認識到，并不是每一種系統都會更加適用于集中控制的技術。在面對與處理功能較為繁雜的主站系統時，可以對集中控制的技術進行應用，這樣就可以對各類電力網絡問題進行解決，保證電氣管理工作的水平可以得到提升。

3.2 分布控制技術

在高速公路的運營管理階段中，可以對分布控制技術進行應用。在電氣技術的系統中，配電的終端能對故障的問題進行自行的診斷以及隔離處理，并且與其他的終端保持著相互配合的關系。不僅如此，這種技術系統的網絡重構能力也十分強。在實際進行電氣控制的過程當中，主站并不需要參與配合控制的工作，工作人員只需要對電流的技術型與電壓時間型進行充分的了解，注意重合功能的影響就可以。在公路的建設中，通過對分布控制的技術進行應用，也會存在著相應的問題。與其他的控制技術相比較，這種技術在對故障進行處理的過程中，會降低工作的效率。要對故障的系統進行恢復，也會消耗較長的時間，從而為公路的供電系統帶來一定的沖擊。由于這種技術進行應用時，會利用分段監控的方法來對各種故障進行監測，每一個監控部分的配合難度也比較高。因此，這種手段并不適合運用于高速公路的施工活動當中。

3.3 電氣通信技術

在高速公路中，實現對自動化控制系統的運用，可以增強供電的安全性與可靠性。通過電力調度、安全監控等工作還可對各種信息進行統一化管理。由于高速公路供電系統無通信設施，所以，應利用公共通信系統進行數據傳輸（模擬通信系統模型見圖2，通信工作頻率與波長見表1）。

表1 通信工作頻率與波長

3.4 邊坡監測技術

自動化技術除了在高速公路電氣工程領域具有良好的應用，同時在高速公路施工環節的邊坡監測中也能夠發揮著良好的監測優勢。首先，利用自動化技術可以實現坡面的排險功能。將電氣自動化技術應用在高速公路的邊坡監測環節中，可以構建自動化邊坡監測系統，能夠結合施工區域的具體情況，開展適合的檢測技術。在高速公路的高邊坡監測技術下，還要結合裂縫儀器的監測結構，對高邊坡的沉降以及錯動方向進行綜合治理。倘若邊坡的坡頂發生巖體爆裂的情況，還要全面實施打孔微裂爆破。對于一些地質比較復雜的施工區域自動化技術也能實現良好的監測和排除隱患功能，從而對坡面進行加固和澆灌。另外，自動化技術還可以對邊坡裂縫進行有效巡查，有效規避意外的發生，保障高速公路施工的穩定性。

在高邊坡監測中可以結合GPS技術對復雜地形區域進行綜合監測，同時采用3D位移圖有效觀測水平位移和滑動情況，結合獲取的數據信息制定有效監測方案。通過滑動位移還可以采用澆灌方式進行科學填充，并對坡體產生滑落的情況必要時候可以進行護坡修筑施工，以此來防止滑坡現象的產生，避免高速公路行車危險，同時也保障高速公路順利完成施工，滿足現代高速公路的建設需求。

4 結語

總而言之，在高速公路的施工過程當中，各環節的要求會特別嚴格，有很多施工的隊伍都會主動嘗試應用合適的電氣技術，以期解決在公路建設過程中出現的不同電力方面的需求。為了提升工程管理成效，相應施工人員也一定要注重采取正確方式實現對電氣技術的有效應用。通過對電氣技術的合理應用，可提升電氣工程的管理水準，也能推動交通領域的進一步發展。