高速公路機(jī)電設(shè)備可視化管理及監(jiān)控范文

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摘要：對高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備實時監(jiān)控力度的必要性進(jìn)行了闡述，分析了高速公路機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的功能以及高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備可視化管理的設(shè)計流程，結(jié)果表明，設(shè)計、處理圖標(biāo)、繪制分布圖及軟件布局是收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備可視化管理有效的設(shè)計流程，以期能夠提高高速公路收費(fèi)站的工作效率和質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：高速公路；收費(fèi)站；機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)；可視化管理；實時監(jiān)控

0引言

隨著高速公路的不斷發(fā)展，高速公路機(jī)電系統(tǒng)也變得越來越完善，尤其是信息化建設(shè)方面。目前，高速公路的管理效率和管理質(zhì)量都發(fā)生了較大提高。在高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)行保持正常狀態(tài)的情況下，高速公路能夠順利運(yùn)營，同時可以充分發(fā)揮高速公路收費(fèi)站的工作職能。因此，為切實保障高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備的可視化及實時監(jiān)控管理，應(yīng)堅持引用新設(shè)備、新技術(shù)，不斷更新理念，不斷優(yōu)化高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備。

1提高高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備實時監(jiān)控力度的必要性

當(dāng)前高速公路的建設(shè)規(guī)模、通車?yán)锍虜?shù)均有所增加，同時，高速公路內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得更為復(fù)雜。高效完成高速公路相關(guān)工作，如通信工作、收費(fèi)工作、監(jiān)控工作等，是高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備的重要功能，所以，高速公路運(yùn)行的安全程度主要取決于機(jī)電設(shè)備的現(xiàn)代化水平[1]。在過去，高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備的功能比較少，運(yùn)用范圍不大，高速公路收費(fèi)站管理人員只能借助機(jī)電設(shè)備來完成一些比較簡單的監(jiān)控工作和收費(fèi)工作。但隨著機(jī)電設(shè)備技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)變得越來越完善，能夠有效提高高速公路運(yùn)輸?shù)陌踩訹2]。隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，高速公路的發(fā)展速度也得到不斷提高，因而高速公路的建設(shè)規(guī)模也在不斷擴(kuò)大，同時能夠不斷增加高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備可視化、監(jiān)控管理的運(yùn)用范圍。因此，目前高速公路收費(fèi)站管理的主要重點(diǎn)就是要對監(jiān)控管理技術(shù)不斷進(jìn)行研究，不斷進(jìn)行創(chuàng)新，以提高高速公路機(jī)電設(shè)備運(yùn)行的安全性。

2高速公路機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的功能

高速公路機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)大致包括4類，即通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、配電照明系統(tǒng)[3]。其中，監(jiān)控系統(tǒng)可以對高速公路信息進(jìn)行采集，以向道路后期指導(dǎo)提供有效的信息數(shù)據(jù)，同時能夠動態(tài)檢測高速公路不同路段的實時狀況，使高速公路運(yùn)行的安全性得到有效保證；在機(jī)電系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)、配電照明系統(tǒng)是其中基礎(chǔ)構(gòu)成內(nèi)容；在機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)中，收費(fèi)系統(tǒng)是主要核心部分，它的主要功能就是對車輛進(jìn)行收費(fèi)，以向高速公路的后期養(yǎng)護(hù)得到切實的經(jīng)濟(jì)保障[4]。這四大系統(tǒng)之間只有協(xié)調(diào)運(yùn)行，高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備可視化、監(jiān)控管理的職能才能得到充分發(fā)揮。

2.1收費(fèi)系統(tǒng)

各種功能的拍照攝像設(shè)備、傳感器在收費(fèi)系統(tǒng)的最前端位置。對于高速公路的信息，這些設(shè)備主要選用二進(jìn)制形式將其儲存起來，同時定期進(jìn)行傳輸。在計算機(jī)控制中心獲取到高速公路初始信息后，便會對信息進(jìn)行分類、加工、整理，然后再將處理后的信息儲存在中央計算機(jī)數(shù)據(jù)庫中[5]。接下來，在以太網(wǎng)交換機(jī)作用下連接成網(wǎng)絡(luò)，使有關(guān)運(yùn)營企業(yè)獲取到高速公路信息，在獲取到高速公路的數(shù)據(jù)信息后，運(yùn)營企業(yè)便會和數(shù)據(jù)庫中的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，實現(xiàn)配對，以確定應(yīng)收費(fèi)用，然后向高速公路收費(fèi)站進(jìn)行反饋。

2.2監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)是一種復(fù)合系統(tǒng)，主要包括兩大部分，場外設(shè)備、監(jiān)控中心。其中，場外設(shè)備是指高速公路、收費(fèi)站中設(shè)置的抓拍設(shè)備，這些抓拍設(shè)備一直處于工作狀態(tài)，它們不僅可以對現(xiàn)場信息進(jìn)行收集，而且能夠?qū)Ω咚俟沸畔⑦M(jìn)行初步篩選、加工，進(jìn)而使數(shù)據(jù)存儲量得到有效下降，使高速公路監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)分析壓力得到有效減小[6]。

2.3通信系統(tǒng)

目前，中國高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備應(yīng)用的通信系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到第4代，SDH光纖是傳輸線路應(yīng)用的主要材料類型，進(jìn)而使數(shù)據(jù)傳輸速率得到有效提高，同時能夠使圖像、音頻、視頻變得更為清晰。與此同時，自高速公路架設(shè)以太網(wǎng)絡(luò)后，高速公路工作人員能夠?qū)崿F(xiàn)對高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備的隨時監(jiān)控，使其工作效率得到有效提高。在最近幾年中，我國高速公路區(qū)域范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)變得越來越完善，因而局域以太網(wǎng)構(gòu)建的實現(xiàn)率大大提高。將來，高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備在監(jiān)控方面一定會實現(xiàn)異地控制和同步控制，進(jìn)而有效提高我國高速公路管理的效率。在高速公路全線的所有環(huán)節(jié)中，均設(shè)置了機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)，能夠及時跟蹤、反饋、高速公路信息。

高速公路機(jī)電系統(tǒng)的特點(diǎn)，具體表現(xiàn)為：一是涉及面大，分布范圍廣。在高速公路全線的所有管理中心、橋梁、隧道、收費(fèi)站中，均設(shè)置了高速公路機(jī)電系統(tǒng)，其分布范圍非常廣泛，進(jìn)而能夠準(zhǔn)確、及時地傳遞高速公路信息；二是技術(shù)集成度。高速公路機(jī)電系統(tǒng)涉及多種學(xué)科技術(shù)，如交通機(jī)械工程、通信技術(shù)、電子技術(shù)、自動化控制技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等，要想使高速公路機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，不同學(xué)科技術(shù)之間必須要互相集成和融合，這樣才能使機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)運(yùn)算效率變得更高，能夠?qū)刂浦噶畹膫鬟_(dá)進(jìn)行有效控制；二是更新速度比較快，故障發(fā)生率偏高。因為在高速公路全線所有地段中均設(shè)置了高速公路機(jī)電系統(tǒng)設(shè)備，外部自然環(huán)境對其的影響比較大，再加上這些機(jī)電設(shè)備具有較高的靈敏度、包含多種技術(shù)，進(jìn)而常常會出現(xiàn)故障。

3高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備可視化管理的設(shè)計流程

3.1對軟件布局、分布圖進(jìn)行繪制

高速公路中所有機(jī)電設(shè)備布設(shè)位置，通過平面分布圖，能夠?qū)ζ溥M(jìn)行直觀反映，有效減小后期布控的工作難度。機(jī)電設(shè)備的真實坐標(biāo)，應(yīng)作為分布圖的繪制基礎(chǔ)，根據(jù)繪圖比例尺，進(jìn)行相應(yīng)縮放。因為高速公路均為零散分布機(jī)電設(shè)備，同時這些機(jī)電設(shè)備之間的間隔密度也不均勻、不規(guī)則，所以，在對機(jī)電設(shè)備進(jìn)行繪制的過程中，有關(guān)工作人員應(yīng)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行實地采集，對收費(fèi)站點(diǎn)資料進(jìn)行調(diào)用，這樣才能繪制出精準(zhǔn)度比較高的機(jī)電設(shè)備繪制圖。在對機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)軟件進(jìn)行布局時，應(yīng)將不同收費(fèi)站作為一個獨(dú)立結(jié)構(gòu)單位，為每一個收費(fèi)站設(shè)置一個窗口，同時運(yùn)用sstab編輯軟件對各個窗口的頁面進(jìn)行定義，以便于軟件的后期設(shè)計。

3.2設(shè)計、處理圖標(biāo)

對專用圖標(biāo)、符號進(jìn)行設(shè)計，詳細(xì)解釋、標(biāo)注這些圖標(biāo)或符號，取代比較復(fù)雜的設(shè)備模型，這樣不但能夠使機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)占用空間有效減小，使機(jī)電信息系統(tǒng)運(yùn)行效率得到有效提升，而且能夠使機(jī)電系統(tǒng)管理人員操作起來更為方便。在設(shè)計平面結(jié)構(gòu)過程中，某種設(shè)備常會用比較形象化的圖標(biāo)進(jìn)行表示，且這種圖標(biāo)可以對ICO圖標(biāo)控制鍵進(jìn)行支撐，進(jìn)而能夠?qū)ο鄳?yīng)的單片機(jī)控制器進(jìn)行有效設(shè)置。在圖標(biāo)控制鍵被管理人員按下時，和控制鍵相連接的單片機(jī)開關(guān)便會閉合，機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)便會實現(xiàn)通電。

4高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備可視化管理、實時監(jiān)控的實現(xiàn)

4.1系統(tǒng)的實現(xiàn)

對于高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備，其可視化、監(jiān)控管理系統(tǒng)是一種現(xiàn)代化信息系統(tǒng)，包括多種現(xiàn)代技術(shù)，如地理信息技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)等。通過對終端設(shè)備、監(jiān)控中心服務(wù)器的運(yùn)用，該系統(tǒng)可以可視化管理、實時監(jiān)控機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀況，向高速公路監(jiān)控中心傳遞機(jī)電設(shè)備相關(guān)信息，如機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、機(jī)電設(shè)備的位置等，然后運(yùn)用服務(wù)器，將獲取的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢暬问剑詫⑵湓陔娮拥貓D中直觀顯示出來。同時，對有關(guān)參數(shù)、預(yù)設(shè)狀況進(jìn)行對比，以實現(xiàn)全天24h監(jiān)控，使監(jiān)控人員獲取可視化、實時的監(jiān)控信息。

4.2管理系統(tǒng)建設(shè)分析

到目前為止，盡管國內(nèi)有很多企業(yè)都可以對高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)，但這些企業(yè)的開發(fā)能力有待提高，使得不同管理系統(tǒng)的實用性、穩(wěn)定性之間均存在一定的差距。在研發(fā)高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)時，高速公路運(yùn)營企業(yè)應(yīng)深入論證高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)產(chǎn)品，產(chǎn)品質(zhì)量好壞的評價標(biāo)準(zhǔn)為產(chǎn)品檢測效果、穩(wěn)定性的高低，同時還需綜合分析其他因素等。

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作者：楊帆 單位：河北省高速公路京衡管理處