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摘要：公路机电工程是一项复杂度较高的综合性工程。为了保证高速监控系统的正常运行，有必要对机电工程监控系统进行改进。借助相关设备，对公路不同路段的交通流量、事故情况、天气等信息进行合理监测和分析，确保公路的正常运行。监控系统的关键在于信息准确性和完整性，管理部门应认真履行自身职责，及时掌握高速公路状况，为车辆的顺利通行提供保障。
关键词：高速公路；机电工程；监控系统；电力监控
导言
随着我国经济的发展以及基础建设力度的不断加大，高速公路建设规模越来越大，高速公路的安全问题也成为人们最为关注的话题之一。将机电工程监控系统应用到高速公路安全运行方面能够进一步提升高速公路的安全性，有效监控高速公路的道路情况，同时能够对高速公路车辆运行数量进行有效控制。随着科技水平的进一步提升，会有更加先进的技术以及设备应用到高速公路机电工程监控系统当中，会进一步推动高速公路的发展，对于我国推动高速公路建设、促进社会经济发展具有非常重要的意义。
1高速公路机电工程电力监控系统功能分析
1.1进行远程通信以及监控
操作范围上看，高速公路机电工程电力监控系统属于远程操作系统。实际工作过程中并不需要工作人员到现场进行操作，只需要利用工作站监控系统就能够实时得知电力监控系统的具体情况。对于高速公路现场的控制来说，利用光纤网络可以将电力设施的运行情况（主要包括运行中的电流、电压以及电量等参数）上传到数据库。另外，系统能够将过往电量的状态曲线、设备的故障情况以及相关报警信息等打印出来供工作人员参考，在整个系统运行过程中也能够利用继电保护设备对线路进行检测以及保护，主要包括过载保护、重合闸保护以及速断保护等功能。
1.2具有良好的人机界面
对于机电工程的电力监控系统，可以在实际运行过程中模拟接线图的实时显示功能。另外，机电工程电力监控系统还可以实现容错、监控和维护等多种复杂功能，在很大程度上保证了机电工程电力监控系统的稳定性。
1.3进行数据的有效处理
对于电力监控系统来说，进行数据的处理是系统运行中非常重要的功能之一。电力监控系统的数据处理功能主要包括：相关事件的记录、对于遥测数据进行处理、报表以及相关数据曲线的形成、特殊情况的警告提示、相关文档的打印等等。另外，如果相关数据量和存储量比较大，那么系统会按照存储数据所具有的时间周期将某些实时数据转变成为历史数据进行归档，这样就能够自动地完成数据传输—转换—存储的功能。
2高速公路机电工程监控系统结构
2.1隧道监控设备
隧道监控设备主要由交通信号灯、车辆检测器和火灾报警器等组成。其中，火灾报警器是必不可少的设备，在隧道因交通事故而引发火灾的情况下，警报器可发出警报，监控中心获知消息可及时采取措施来阻止火势蔓延，减少损失。隧道监控设备与隧道控制器可共同组成网络链接圈，将拍摄信息传输到隧道配电房，再传输到通信站和监控中心。
2.2监控中心设备
监控中心设备组成包括了计算机网络系统、大屏幕投影和不间断电源系统等，其中计算机控制系统由交通监控计算机、火灾报警计算机和事故管理计算机组成，可以在各个计算机间进行数据信息的传递，共同构成了监控系统以太网。
2.3主线监控外场设备
在高速公路机电工程监控系统中，其主线监控外场设备，主要组成包括了外场摄像机、车辆检测器和信息发布屏等。在高速公路设置彩色监控摄像机和视频车辆检测器，可将拍摄到的数据通过通信系统传入监控中心，再通过中央计算机和控制软件机械能信息分析处理，对交通状况进行判断，进一步产生控制方案。通信系统可再次将控制方案传输到外场设备实时显示和发布。
3机电工程监控系统运行模式
在高速公路机电工程监控系统运行中，其流程比较复杂，因此要确保其运行模式科学、高效，才可使其正常发挥作用。在监控系统中，监控中心主要进行信息分析，对气象检测器和车辆检测器等检测设备获得得到数据信息等进行详细分析，并通过有效的整合处理来了解当时高速公路运行的状况。
计算机系统和投影系统等可以掌握路面利用情况和车辆通行等信息，根据这些设备提供的数据，管理人员可进行科学分析，进而制定出合理的运行状况控制方案，使高速公路管理质量得以有效提升。
在高速公路隧道入口处，要设立交通信号灯和道路安全标志等，对通行车辆发挥警示作用。
4高速公路机电工程监控系统的具体运用
4.1搜集信息
在计算机技术的支撑下，高速公路机电工程监控系统实现了过程控制和自动化调度，监控和控制现场运行的设备，完成采集数据、控制设备、测量和调节参数、信号报警等功能，该系统由上位机系统、下位机系统和通信网络系统三部分构成。SCADA系统不仅是现场操作平台，还是远程监控系统，通过通信系统将搜集的信息传送到监控中心，从而直观地掌握各路段的车辆行驶情况，还能将收集的信息传送至交通管理部门，该系统的智能化程度较高，已经被广泛地应用到高速公路管理中。
4.2处理信息
高速公路信息处理系统非常复杂。系统的设计、使用和维护需要大量的人力、物力和财力资源。借助互联网信息技术，可以提高系统的信息分析和处理能力。庞大的交通网络已形成一个整体。高速公路主干道形成了大型智能综合信息系统，对高速公路上行驶的车辆进行实时监控。监控中心对这些基本信息进行解析，智能判断和发布高速公路服务区的路况，并能提前预报恶劣天气。做好应对恶劣天气对正常交通影响的准备。当车辆在恶劣天气下发生故障时，通过智能信息监控系统，公路工作人员可以采取有效措施，避免二次事故的发生，保证公路的顺利运行。
4.3信息提供系统
信息提供系统主要包含：网络服务器、屏幕显示播放器、设备组成，将服务器的信息通过网络（广域网/局域网/专用网都适用，包括无线网络）发送给屏幕显示播放器，再由屏幕显示播放器组合音视频、图片、文字等信息（包括播放位置和播放内容等）。输送给液晶电视机等显示设备可以接受的音视频输入形成音视频文件的播放，形成一套可通过网络将所有服务器信息发送到终端。在高速公路上应用主要体现在交通灯、高速公路部分路段两侧的音响广播以及高速公路两边可变颜色的信息标志灯。
4.4高速公路隧道监控系统
随着我国经济的快速发展，越来越多的公路隧道建设项目正在建设中，其规模也在不断扩大。隧道安全运行问题越来越突出，受到了广泛的关注。除隧道本身的土建施工质量外，隧道监控管理系统将成为公路隧道安全正常运行的重要保障。随着计算机技术、图像处理技术、通信技术和控制技术的发展，以太网技术和总线技术突破了原有的技术瓶颈，使隧道监控系统的高速信息共享成为可能，高速公路上出现的交通状况也成为可能。能够及时预测，对已发生交通事故的相关人员进行快速救援，充分利用计算机网络信息监控系统，并尽快采取措施与相关负责人联系，确保其他车辆的安全运行。目前，大多数高速公路隧道段都采用机电工程监控系统，已成功使用在上海延安东路隧道复线工程，有力缓解浦东陆家嘴、浦西外滩一带过江营运管理压力以及隧道内安全行车和功能最大量发挥。其系统响应约为30~60s，采用二级计算机网络、下级网选用双环光网，响应时间<10s，并设有电力、交通、CCTV、收费、广播、无线通讯、调度电话、火灾报警、模拟屏显示等9个子系统，在中央计算机系统的统一指挥下有机协调运作。另外，高速公路机电工程监控系统自身还包括电力监控和数据采集系统、交通监控及数据采集系统、双机设备、模块化软件设计、MTBF指标达到106h以上，收费效率提高30%以上，营运能力提高20%，经济效益明显提高，为高速公路科学、合理的发展提供源源不断的能量。
4.5系统设备维护
系统设备维护网络共分以下三级：第一级为站级维护；第二级为片区级维护；第三级为中心级维护。其中站级设备维护指的是由机电维护专业人员对设备进行基础维护。虽然这种设备维护没有太高技术含量，但却有着重要的现实意义，能保证设备处在最佳运行状态。片区级设备维护指的是由专业人员组建技术小组，将区内分布较为复杂和普遍的设备作为重点，进行针对性维护检修，及时发现并处理故障隐患。中心级设备维护指的是定期由技术负责人对系统所有设备进行仔细巡检并做好巡检记录，发现问题后督促其负责人员进行处理。除上述三级维护外，目前还出现一种新的社会化维护，他主要针对那些有着较高技术含量的设备，采用外包的方式将维护任务分配至专业厂家并定期进行高水平检修维护。
4.6系统应急处理
机电设备具有故障无法预见的特征，因此在紧急情况下往往需要依靠预案才能起到及时处理，防止出现大面积故障的作用。从设备配置角度讲，首先，应对备用设备实施可移动式改造，同时按照既定处理程序，作必要的重分布，以提高紧急状态下的应急工作效率；其次，引进便携式收费装置，鉴于收费系统具有故障发生率高和故障影响较大的特点，应增大投入引进便携装置，并将其安装在监控中心与关键站所，这样能有效解决部分站点应急反应时间较长的问题；再次，铺设关键站点备用供电线路，因供电线路一旦发生故障将直接导致系统瘫痪，所以铺设备用线路能在主线路发生故障时自动启动，避免供电中断；最后，在部分站点配置小型汽油机，以备不时之需，提高应急处理能力。
结束语
高速公路机电工程监控系统是公路管理方加强监管完善服务的重要手段，必须在高速公路建设的同时不断完善监控系统技术，不断加深对机电系统建设和管理认识的深度，正确处理公路管理方、使用者和收益方之间的利益关系，在确保高速公路极大促进区域经济发展的同时，为高速公路监控系统管理功能的不断成熟服务。
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