高速公路收費站機電設備可視化管理及實時監控

岳東海

摘 要：根據有關統計數據，近五年來我國高速公路的通行里程平均每年以9%的增速增加，而高速公路的汽車通行量卻以成倍的增速提高。在這種形式背景下，為了更好的面對高速公路上越來越龐大的滾滾車流，就需要應用較多的自動化設備來實現高速公路收費站出、入口的通行管理，提高收費站的通行能力，降低相關工作人員的壓力。為了能夠進一步提高收費站機電設備的完好率與利用率，降低故障率和修復時間，本文在詳細分析高速公路機電設備監控管理概述的基礎上，進一步闡述了高速公路機電設備系統所具有的功能以及高速公路收費站機電設備可視化管理的相關設計流程，并以此為基礎給出了相應的高速公路收費站機電設備可視化管理、實時監控的實現。

關鍵詞：高速公路；收費站；機電設備；可視化管理；實時監控

中圖分類號：F54 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）13-0051-02

現階段，我國的高速公路獲得了飛速的發展，相應的機電系統信息化建設也取得了很大的進步，在諸多因素的推動作用之下，高速公路收費站的管理質量以及管理效率也得到了很大幅度的提升。作為收費站運作的基礎——收費站機電設備的正常運行就具有十分重要的作用，其重要性表現在：其一，收費站機電設備的正常運行保證了高速公路的正常通行；其二，為收費站各項功能的穩定運轉發揮了保障作用。因此對于高速公路收費站的機電設備來說，要不斷地引進新技術、新理念，不斷的提高優化機電設備的可視化管理以及實時的監控，從而最終實現提高機電設備的綜合效率。

1 高速公路機電設備監控管理的概述

1.1 不斷的加強收費站機電設備的監控管理所具有的重要性

對于現代化的高速公路來說，其通車里程在不斷增加的同時，建設規模也得到了大幅度的提升，除此之外，高速公路的內部結構方面也是日益復雜。高速公路中所設置的收費站的作用尤為凸顯：一是完成高速公路車輛通行費用的收繳工作；二是完成高速公路上下車輛的管理工作；三是連接高速公路與普通公路的紐帶。對于高速公路收費站來說，其功能的實現主要是由收費站安裝的機電設備的現代化程度決定的。在傳統的高速公路收費站中，其機電設備的應用范圍較小，所具有的功能結構比較單一，自動化程度不高，因此也就導致了其只能輔助收費站相關工作人員完成一些比較簡單的收費和監控工作。不過在科學技術發展迅速的今天，機電設備相關系統已經越來越現代化，促進了高速公路的安全、高效、穩定的運營。相應的，為了能夠保證機電設備的安全、穩定運行，高速公路收費站機電設備的可視化管理以及實時監控的應用也越來越普遍。

1.2 高速公路收費站機電設備在管理上所面臨的問題

近幾年來，我國高速公路收費站機電設備的管理體系已經基本上達到了比較成熟而且相對完善的程度，在機電系統的內部構造方面以及實際的功能實現方面都基本滿足了高速公路對于安全管理上的需求。但是，在與發達國家的高速公路進行比較的時候，我們不難發現，在收費站機電設備的管理與監控方面我國仍然存在著一些問題急需改善。我國高速公路收費站機電設備的管理監控存在的問題及具體內容如表1所示。

2 高速公路機電設備系統所具有的功能

高速公路收費站機電設備的系統組成主要可以分為以下四種：一是通信系統；二是監控系統；三是收費系統；四是供配電及照明系統。

2.1 通信系統

高速公路通信系統是高速公路現代化管理的支撐系統，它實現了監控系統和收費系統的數據、話音和圖像等信息準確而及時的傳輸，保持高速公路管理部門之間業務聯絡和通信的暢通，并為高速公路內部部門之間，或與外部單位建立必要的聯系。因此通信系統是實現高速公路現代化管理必不可少的基礎設施。

2.2 監控系統

對于監控系統來說，其是一種復合類型的系統，收費站監控系統主要包括兩個部分：第一部分是場外設備；第二部分則是監控中心。其中，高速公路收費站所設置的一系列抓拍設備的總稱就是場外設備，收費站監控系統一方面收集高速公路的現場信息；另一方面可以初步的篩選以及加工收集到的現場信息，從而有效降低需要存儲的數據量，有效的降低高速公路監控中心的數據分析壓力。

2.3 收費系統

收費系統作為高速公路機電工程的一個子系統，是收取車輛通行費的關鍵環節。收費站收費系統中，其最前端的位置一般安裝著主控設備、接口設備、抓拍設備、傳感器以及通行指示設備。其中部分設備收集車輛信息并疊加相關信息以二進制的形式儲存起來，并進行多級傳輸。相關的運營企業在通過網絡獲得的車輛在高速公路通行信息之后，會將獲得的數據與相關的收費標準進行比較、配對操作，以實現對于應收費用的確定工作，最后將結果反饋到相應的高速公路收費站進行費用的收繳。

2.4 供配電及照明系統

高速公路供配電一般都采用兩路供電系統，一路一般為10KV高壓市電供電，一路為內設發電機供電，兩路供電系統通過配電柜（雙電源切換開關）進行自動或手動切換，以保證任意一路電路系統能及時與不間斷電源UPS設備相通。而其他三大系統都是建立在不間斷電源供電系統UPS上，保證了其他三大系統設備能源的穩定與連續。

3 高速公路收費站機電設備可視化管理的相關設計流程

3.1 策劃以傳輸系統為主的監控平臺

隨著技術的不斷進步，現在收費站絕大部分設備都有其自身的自檢及故障報警或故障處理管理系統，但是都基本上各成體系，反饋信號、操作指令的代碼千差萬別，傳輸方式也大相徑庭。要建立一個整體性的設備可視化管理及實時監控設備，首先就要將所管理的設備用特有的傳輸方式連接起來，當前收費站最簡單可靠的就是其自身的網絡通信設備，將其他傳輸方式進行協議轉換，保證傳輸的唯一性。而后構建可視化管理及監控系統的軟件整合，通過代碼轉換實現統一數據類型，給可視化管理及監控奠定后臺基礎。

3.2 繪制相關的軟件布局以及分布圖

平面分布圖可以直觀的反映出收費站所有機電設備的布設位置，這樣可以在很大程度上降低后期布控的難度。繪制分布圖的基礎是實際機電設備的真實坐標，并以繪圖的比例尺為依據進行適當的縮放。在高速公路中的機電設備的分布一般都是零散的，并且它們之間的間隔密度也并不是均勻、規則的，相應的，在進行機電設備的繪制過程中，相關的工作人員就需要在實地采集相關數據信息的基礎上來調用收費站的資料，只有這樣才能夠保證繪制出圖形具有比較高的準確度。在布局機電設備的相關系統軟件的過程中，不同的收費站都是一個相對獨立的結構單位，每一個收費站對應著一個窗口，同時對各個窗口的頁面利用編輯軟件進行定義從而便于后期對軟件的設計。

3.3 對于圖表的設計與功能實現

設計一些專用圖標、符號，可以在很大程度上降低占用的空間，而且還能夠提高機電系統的運行效率，易于工作人員操作。在平面設計的過程中可以用一些圖標來表示一些設備，經過與后臺程序數據的關聯，就可以實時監控設備的運行狀態，及時獲取故障設備的故障情況，管理人員可以通過遠程操作對管理系統內的設備進行一些簡單的維護及維修工作，最終實現設備的管理與監控。

4 高速公路收費站機電設備可視化管理、實時監控的實現

4.1 系統的實現

高速公路收費站機電系統的可視化管理是一種現代化的系統，包含了地理信息、無線通信等現代化技術。終端設備以及監控中心服務器的應用可以讓該系統具備可視化管理、實時監控的功能，并利用服務器將監控到的各方面信息轉變為可視化的形式，將其直接顯示出來，從而讓工作人員獲得可視化的實時信息。

4.2 管理系統建設分析

盡管國內不少企業對高速公路機電系統進行了一系列的研究，但是其研發能力還需進一步提高，要使得不同管理系統的通用性與兼容性不斷提高。在研發的管理監控設備的同時建議國家或行業出臺有關設備故障協議代碼及傳輸方式的標準化，并通過這套系統統計出相應機電設備質量情況，擇優選用，以此提高整個高速公路機電行業的不斷進步與創新。

參考文獻

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