高速公路機電工程設計中關鍵要點探究

陳署鑫

摘要：文章結合工程實例，就高速公路機電工程設計中關鍵要點進行了深入地探討，著重從監控設施設計、通信設施設計、監控外場設備、供配電系統設計、照明設施和通風設施設計等幾個方面進行了論述。

【關鍵詞】高速公路;機電設施;通風;照明設計

隨著我國交通行業的不斷發展，高速公路工程建設力度不斷加大，隧道機電設施的合理設置直接關系到隧道安全運營與節約能源。近年來，隨著新型節能技術在公路隧道機電工程中的應用，有效地解決了機電設備利用率低、能耗高等問題。因此，為了創造出節能、高效、安全的公路運營環境，需要做好高速公路機電系統設計工作。本文以某高速公路為例，針對高速公路機電工程設計中關鍵要點進行探討。

1.工程概況

某高速公路，全長160.339km，本項目主線全線采用設計速度120Km/h的雙向六車道高速公路技術標準，路基寬34.5米，為珠三角地區的一條黃金通道。它的建設，加快珠三角產業轉移的步伐，加快省內勞動力向珠三角發達地區轉移，對于廣東省全面建設小康社會、區域經濟可持續發展以及構建和諧社會均具有十分重要意義。

本次機電工程設計內容包括：監控設施、收費設施（含收費土建）、通信設施（含管道設施）、供配電設施（含隧道供配電設施）、照明設施（含隧道照明設施）、通風設施等。

2.高速公路機電工程設計

2.1監控設施設計

2.1.1 監控系統構成

監控系統包括監控中心、外場設備兩個部分。

（1）設置監控中心，負責管理全線道路和隧道區段的監控業務，由計算機系統、閉路電視系統、液晶拼接系統、視頻事件檢測系統、通風照明消防控制系統、火災報警檢測系統和綜合控制臺等組成。

（2）主線外場設備包括攝像機、微波車輛檢測器、能見度檢測器、門架式可變情報板、懸臂式可變情報板等。

2.1.2監控外場布設

本項目監控重點在隧道、長大下坡、互通、特大橋等區域，主線外場根據主體工程情況設置完備的視頻監控、信息發布、信息采集系統，隧道根據監控等級配備相應的設備。

2.1.3隧道監控設備

本項目共4座隧道。其中A+級隧道1座，A級隧道3座。根據《公路隧道交通工程設計規范》JTG/T D71-2014，各隧道的監控設施布設如下：

（1）攝像機布設。各隧道洞內入口處設置的第一臺攝像機為小焦距變焦攝像機，其距下一臺固定攝像機的間距為40米～50米左右。為了更好的觀察隧道內的交通和環境狀況，以及消除緊急停車帶前攝像機對緊急停車帶監視的盲區，在各緊急停車處車道控制標志位置再設置一臺球型遙控攝像機，既可以更全面的了解緊急停車帶所處路段的交通情況，也可以在異常情況下控制攝像機轉動及調整焦距，對前后500米范圍內的隧道情況進行監視。

（2）光纖光柵火災檢測系統。隧道外其余隧道均采用光纖光柵火災報警系統對隧道內火災事件進行檢測，光纖光柵火災報警系統具有測量精確度高、穩定性高、維護方便的特點。

（3）圖像傳輸方案。隧道內監控圖像通過多路復用點對點視頻光端機級聯傳至就進通信站編碼，或直接傳至監控中心。。

（4）數據傳輸方案。隧道內設置工業以太環網，各本地控制器與工業以太網交換機相連，工業以太網交換機通過光纖組成單環或雙環。隧道內除火災檢測數據外的其他監控數據均接入工業以太環網，再經以太網光端機傳至就近通信站。

2.2通信設施設計

2.2.1 光纖數字傳輸系統

本項目光纖數字傳輸系統采用具有ASON（自動交換光網絡）特性的干線傳輸系統與綜合業務接入網相結合的傳輸體制。

（1）干線網。干線傳輸系統推薦采用兼容傳統SDH系統的ASON（自動交換光網絡）設備，并應保證與省通信中心及相鄰路段干線設備互聯互通。

（2）基層用戶接入網。路段內推薦采用綜合業務接入網，本項目各通信站通過光纖線路以隔站相連的方式共同組成相切自愈環型網絡，構成“兩環相切”的結構，實現路段內業務傳輸以及通信中心對全路段的管理。

2.2.2 數字程控交換系統

（1）語音方案。在通信中心安裝1臺數字程控交換機，負責全線的語音業務和中繼轉接服務。業務電話分別設置在收費站、服務區、停車區和養護工區等處。

（2）指令電話系統。本項目設置指令電話系統，為管理部門工作人員提供指揮和調度功能。在監控通信中心設指令電話主機，指令電話分機設在高速公路沿線收費站、服務區、停車區和養護工區等。

2.3收費設施設計

人工收費車道計算機系統由車道控制、雨棚信號燈、自動欄桿、車輛檢測器、檢測線圈、非接觸IC卡收/發卡機（兼容粵通卡）、車牌自動識別系統、車道通行燈、費額顯示器、票據打印機組成。

入口自動發卡車道計算機系統由全自動發卡機、車型自動識別設備、雨棚信號燈、自動欄桿、車輛檢測器、檢測線圈、車牌自動識別系統、車道通行燈、手動欄桿、霧燈組成。

ETC車道計算機系統由車道控制器、雨棚信號燈、自動欄桿、車輛檢測器、檢測線圈、非接觸IC卡收/發卡機（兼容粵通卡）、車牌自動識別系統、車道通行燈、費額顯示器（僅出口車道配置）、黃色聲光報警器、手動欄桿、霧燈、路側讀寫單元等組成。

2.4供配電系統設計

2.4.1變電所設計。在各收費站、服務區、停車區和各隧道設置10/0.4KV變電站或箱變，負責各收費站、服務區、停車區和隧道機電設備用電。為保證重要負荷用電，按規范要求應采用雙電源供電。但一般公路收費站等設施大多遠離城市，即使有不同來源的兩路電源，但其可靠性也不一定很高，因此結合本項目特點，采用單路電源和柴油發電機備用相結合的方式，變電所高壓側接單回路供電，電源自附近架空線T接引入。