“互聯網+”背景下高速公路機電系統的創新分析探尋

朱晶

隨著我國交通運輸業的不斷發展進步，互聯網信息技術在高速公路領域中得到了廣泛運用，使得高速公路機電工程越來越效率化和智能化。本文先對當前高速公路機電系統現狀進行論述，然后就互聯網信息技術在高速公路監控、收費、通信以及隧道機電工程系統的運用展開分析，以期能夠為提升高速公路機電系統信息化水平提供一些思考，從而推動我國交通運輸業的穩定向前發展。

高速公路機電系統，是交通工程基礎管理設施的重要組成部分，在推動高速公路運輸業穩定有序發展、保障高速公路運輸安全等方面發揮著重要作用。一般而言，高速公路機電系統主要包含了監控、收費、通信以及隧道等系統類型。在“互聯網+”背景下，將信息化元素融入高速公路機電系統已是大勢所趨，但如何對高速公路機電系統進行優化和創新，使得互聯網信息技術的優勢和價值能夠在高速公路運輸業方面得到最大限度的發揮，是企業必須要重點思考的問題，也是實現高速公路機電系統信息化的前提和基礎。

一、高速公路機電系統的發展現狀

互聯網時代的到來進一步改變了人們的生產生活方式，也推動了高速公路機電系統的發展進步。時至今日，全國大部分城市的高速公路已經安裝了信息化、智能化的機電設備，并采用一些先進的計算機設備來輔助管理，如紅外攝像頭、自動報警系統等，以此提高機電系統的智能化水平，提高高速公路運行的效率與安全水平。但值得注意的是，互聯網信息技術在高速公路機電系統中的運用時間較短，還處于探索發展關鍵期，故而高速公路機電系統信息化尚未達到預期的要求和效果，還存在諸多亟待解決的問題，比如有些機電設備發生故障后未能得到及時修理，還有些機電設備到達一定使用年限后未能及時進行更換，這些潛在的隱患都有可能影響到高速公路運行的安全。

除此之外，很多地區的高速公路管理部門并沒有結合實際情況來對高速公路機電系統進行優化設計，只是盲目照搬照抄其他地區的經驗，從而導致信息技術的優勢在高速公路機電系統中得不到全面的體現，這也是未來高速公路機電系統創新過程中必須要面對和克服的問題。

二、“互聯網+”背景下高速公路機電系統的創新分析

1.監控系統

監控系統屬于高速公路機電系統的重要組成部分，主要作用就是對高速公路各路段的情況進行實時監控和交通控制，并對采集到的信息進行實時分析、處理和預測，從而對駕駛者的駕駛行為進行適當約束，以此降低各類交通事故、交通堵塞等發生率，保證高速公路通行的順暢。此外，當高速公路上發生交通事故或道路環境變化而導致交通阻塞時，管理單位可以第一時間通過監控系統查看到現場情況，并及時采取行之有效的措施進行緩解和排除，使得交通盡快恢復正常，進而提高了路網運行的利用效率和安全性。施工單位在對監控系統進行設計時，應從監控系統的價值和功能出發，并根據高速公路的走向、周圍環境等對設計方案進行創新和優化，使得監控系統的作用能夠得到全面發揮。

隨著互聯網技術的不斷發展進步，傳統的高速公路監控設備已經難以滿足現實需求，故而需要對傳統的監控設備進行更新換代，通過優化設備設施來進一步發揮監控系統的價值。具體而言，先進的高速公路監控系統具有數據存儲功能，設計人員在安裝監控系統時設置一個大容量數據庫，專門用于存儲攝像頭拍攝到的畫面，當高速公路上發生交通事故或其它事故時，可以通過調取數據庫中的相關畫面信息來了解事故發生的前因后果，使得交通執法更具有科學性和說服力。此外，因為高速公路所經之處的環境較為復雜、天氣變幻莫測，為了最大限度降低天氣對行車安全的影響，有些先進的高速公路監控系統已經具備監測天氣的功能，具體表現在氣象檢測器可以實時對所在位置的能見度、溫度、濕度、風向、風速、降水量進行監測，并將檢測到的數據及時傳送到處理器上，并以顯示屏的方式顯示出來，從而及時為途經該路段的駕駛員提供氣象預警。最為重要的是，氣象檢測終端設備還能與當地氣象站進行數據連接，以此核驗氣象監測器所檢測到的各項數據信息是否準確，從而提高了氣象監測的準確性。

圖1 氣象檢測器安裝流程

2.通信系統

高速公路會經過一些荒無人煙的地區，比如峽谷、山區等，這些地區的信號不是特別好，這就涉及到一個通信通暢的問題。在現實當中，高速公路機電通信系統的作用主要體現在兩個方面，一方面是保證駕駛員在駕駛過程中與外界實時處于聯系暢通的狀態，避免車輛出現故障或發生事故時無法在第一時間報警求援；另一方面是保證收費站能夠實時監測和掌握車輛的行駛狀態，以此進行科學計費，并保持高速公路管理部門之間業務聯絡通信的暢通，以此確保高速公路運行始終處于暢通狀態。

當前，盡管互聯網信息技術已經基本實現全覆蓋，但在偏遠地區還是存在一定的局限性。高速公路通信系統的重難點在于覆蓋范圍太小，以及有些區域的信號不是特別穩定，故而在對通信系統進行優化和創新的過程中，技術人員需要重點解決信號覆蓋面小、信號不佳的問題。時至今日，有些高速公路通過在各個加油站、服務區等地方實行wifi全覆蓋，使得車主能夠實時通過無線網與外界進行聯系，也便于高速公路管理部門實時掌握車輛信息，從而擴大高速公路信號覆蓋面。除此之外，技術人員還需要針對高速公路的走向、各路段環境等來對局域網進行優化設計，比如在高速公路信號較差但靠近村鎮的地區安裝信號基站，在高速公路途經的山區、峽谷以及隧道等信號不佳的區域安裝信號增幅器，并通過光纜來進行信號傳輸，從而提高通信傳播的速度。但值得注意的是，光纜傳輸線的主要特點在于較為纖細，遇到雷雨天氣時容易出現信號傳輸不暢的問題，故而在設計和施工過程中需要特別注意，在預埋光纜管道時，施工人員需要對施工線路進行檢查，確保施工環境以及線纜保護措施完備；在進行光纜接續和接地工作時，可以采取熔接法進行光纜接續，光纖熔接完成并測試合格后應立即做增強保護措施．增強保護方法可采用熱可縮套管法；在進行光纜成端與配線架安裝、接線時，ODF架應當具有光纜引入、固定和接地保護裝置，成端光纜和光纜終端接頭引出的單芯軟光纖要求進行保護和綁扎，以確保光纜能夠發揮出應有的通信效果。

圖2 光纜安裝流程

3.收費系統

高速公路收費系統主要由收費計算機系統、車道系統（含出口計重）、收費閉路電視系統、對講系統和緊急報警系統等構成。但傳統的收費系統存在工作效率低、計費復雜等問題，主要體現在節假日期間，很多高速公路出入口容易出現嚴重的交通擁堵，從而在一定程度上降低了人們的通行體驗。時至今日，高速公路收費系統已經得到了一定的優化和創新，最令人拍手稱贊的便是建立了ETC（電子不停車收費系統），該系統的運用原理是先在車輛身上安裝身份識別裝置，將車輛的有關信息如車牌號、車型、車主姓名、電話以及對應的銀行賬戶等固定信息寫入電子標簽中，并將存儲賬號、金額等可變信息寫入CPU卡，同時將這些數據記錄并匯總至本收費中心的電子標簽及預付卡數據管理服務器，當車輛通過高速公路電子收費口時，便能夠通過收費口通信天線與車載設備之間的通信來實現電子結算收費，從而大幅度提高了高速公路通行效率，避免高速公路出入口發生堵塞。因此，高速公路管理單位在對高速公路機電系統進行創新過程中，應將ETC作為創新點之一。

除此之外，收費計重設備也屬于高速公路收費系統的重要組成部分，長期以來，我國的高速公路計重收費始終堅持公平合理、簡便易行等原則，故而在對收費系統進行優化創新的過程中，應著重提高計重的穩定性與準確性。比如在進行基坑開挖時，應檢查車道路面質量，測量縱橫坡度、平整度是否符合施工要求，確保稱重設備上平面和收費車道基本處于一個平面內，確保計重位置的穩定性；又比如在安裝傳感器時,緊固板和框架之間的連接處以及螺母孔上都需用密封，以保證稱重數據所得數據能夠及時通過傳感器傳送到對應的設備上。

圖3 收費計重設備施工流程

4.隧道機電系統

隧道機電工程系統屬于高速公路機電工程系統的重要組成部分。眾所周知，高速公路工程施工在迫不得已的情況下需要穿山而過，該工程建筑物便被稱之為隧道，隧道具有狹長、封閉等特點，通信信號、行駛環境、光線環境等都比較差，故而在進行隧道機電工程系統施工過程中，需要對隧道的監控、通信以及消防等系統進行創新升級，最大限度保證車輛在隧道行駛過程中的安全。

具體而言，在對隧道監控系統施工時，可在隧道洞口變電所內設置隧道管理站，站內設置計算機控制顯示系統，隧道內攝像機、廣播、緊急求助終端、車輛檢測器、情報板等設備的數據可通過光纖環網傳輸至隧道管理站，管理站則對相關數據進行接收和處理，從而通過網絡技術對隧道運營設施實時進行監控與管理。同時，在隧道內安裝能見度測量儀、火災報警系統等，此類系統均已聯網，當儀器檢測到隧道內出現異常情況時，可以將通過聲光等方式出來，并將相關異常信號及時傳輸至控制系統，確保異常情況能夠得到及時處理和解除。此外，為保證隧道通信系統的暢通性，隧道左、右兩側每隔200米設置一個緊急電話分機，隧道左、右洞洞口各安裝一個揚聲器，廣播方向朝隧道出（入）口，并在每部電話分機處安裝功放模塊，每個功放模塊有唯一的地址碼，可以同時控制所屬轄區內的4套揚聲器，控制臺可以呼叫任何一套揚聲器，也可進行片呼和群呼。

三、結語

總而言之，高速公路機電系統的設計直接關系到高速公路通行的安全性、有序性與高效性，故而在“互聯網+”時代背景下，我們需要不斷對系統進行創新和優化設計，使得高速公路的監控、收費、通信以及隧道機電工程系統能夠真正實現信息化、數據化和智能化，從而推動我國公路交通運輸業高效發展。