浅谈高速公路机电工程联合设计

浅谈高速公路机电工程联合设计

摘要:我国的机电工程主要由监控系统、收费系统、通信系统和照明系统四大部分组成。机电工程联合设计即机电一体化，是指电气和机械统一在一个系统上的新型工业化生产模式。本文首先介绍了我国高速公路机电工程的发展状况以及存在的主要问题，然后根据实际情况提出了机电工程联合设计的优化方案，并对机电一体化在高速公路中的应用做了展望。

关键词：高速公路；机电工程；联合设计；方案；展望

引言

我国的机电工程主要由监控系统、收费系统、通信系统和照明系统四大部分组成。高速公路机电工程是通过引进国内外先进的交通管理技术、配置高科技机电设备、运用现代化信息传输手段来对路段、立交、隧道以及出入车道行车态势、收费、调度进行动态监控和管理的计算机综合系统工程；是及时对突发事件作出响应和处理的计算机综合系统工程。机电工程是充分发挥高速公路经济效益、保障人车安全必不可少的配套设施，是高速公路现代化的重要标志。而机电工程从最初的设计到最终的实施需要很长的周期，这样很容易使原设计落后于市场，因此，机电工程实施施工之前的联合设计具有重要作用。

高速公路机电工程的构成及功能

二．高速公路机电工程的现状及问题

随着我国经济的不断发展和公路建设水平的不断提高，高速公路机电工程建设项目不断增多，而且在公路建设项目中的作用越来越大。根据相关资料显示，我国高速公路机电工程的投资占整个高速公路工程总投资的1%~2%。虽然所占比例不大，但其地位却是不可替代的，机电工程是充分发挥高速公路经济效益、保障人车安全必不可少的配套设施，是高速公路现代化的重要标志。

我国高速公路机电工程具有工期紧、进场晚等特点。主要是由于机电工程的施工时间紧迫，从设计到施工的周期长等原因造成的。高速公路机电工程的实施一般是在正式通车前才开始进行工程实施，工期仅有几个月的时间，以至于很难达到质量要求。与此同时，机电工程从最初的设计到最终的实施需要很长的周期，这样很容易使原设计落后于市场。因此，总上所述，机电工程实施施工之前的联合设计具有重要作用。

三. 高速公路机电工程联合设计方案

高速公路机电工程设计的基本原则

由于我国高速公路机电工程相对发达国家来说起步较晚，目前为止还没有全国统一的高速公路机电设计方案和施工规范。因此，在高速公路机电工程联合设计过程中应该根据我国目前公路建设状况，积极借鉴和引进外国机电设计的先进水平和经验，找到适合中国国情的优化方案。除此之外，在高速公路机电工程联合设计过程中，应当应用软件功能为管理服务，要做到“内防作弊，外杜逃旨”。材料及设备选型要适合环境变化，最好选用抗干扰性好和防潮、防尘、防震能力强的材料和设备。

机电工程的监控系统设计

只有高速公路系统采用先进的、自动化程度高的监控设备来监控、发现和处理异常事件，才能保证高速公路的安全和畅通。为了达到这一目的，首先监控中心和监控站房的建筑物必须足够大，以便于监控设备的安装和布置。其次，必须配备完善的高速公路监控系统设备。例如，在收费站、车道、汽车站和监控中心必须安装有完备的闭路电视监控系统；在隧道、桥梁等特殊地段还应该配备主线交通流量动态监控设备；最好在全路段都应有监控设备，这样既可以全路段监控，还可以防止车辆作弊。

机电工程的收费系统设计

高速公路机电工程中的收费系统既可以采用成套的外国系统，也可以部分引进国外的系统，部分开发，或者是根据我国的实际情况联合开发、联合设计。国外的系统可靠性和稳定性都比较好，全盘引用国外成套的系统，虽然可以省去很多麻烦，但是未必能充分体现管理者的管理理念，在软件开发、提高设备性能、和后期的维护上所需的费用较高。相比之下，部分的引用国外的先进系统，联合开发，既吸取了别人的长处，利用了别人现有的先进技术和设备，又充分体现了管理者的管理理念，造价也比较适中。而根据我国的实情，联合设计、联合开发则具有功能性强，设计灵活独特的特点。能够充分体现管理者的管理理念和需求。高速公路机电设备的配备和原则也很灵活，且在后期的维护上造价较低。因此，在高速公路机电工程收费系统的设计中，应当充分考虑各地的实际情况，汲取别人的优点，设计出适合自己的收费系统。

机电工程的通信系统设计

高速公路通信管理体制应分为四级：省通信中心—区域通信中心—路段通信中心—通信站。各高速公路还应设立程控电话中心，容量在750门左右。

高速公路通信系统传输网络包括干线传输网和接入网。干线传输设计需结合各个省的通信系统规划情况及其通信技术发展趋势综合考虑。基于SDH的ASON 多业务智能传输技术已广泛应用于高速公路的通信系统中。接入网主要采用基于SDH的综合业务接入网技术，由通信站光网络单元ONU与局端光线路终端OLT 通过光纤连接成环网或者链式拓扑结构。

各路段的通信系统应该与全省的通信系统联网。因此，在设计时，应该充分考虑周围路段以及全省的通信系统配备情况，根据本路段的实际情况，设计出合理的通信系统，并且与其他路段的通信系统相连通，以保证全省的通信系统畅通。

机电工程的照明系统设计

高速公路供电模式主要有两种：低压供电模式和单点供电模式。在机电工程的照明系统设计中应根据不同的用电点，不同的用电负荷等情况，选用不同的供电方式。设计过程中应该遵循以下原则：设计前做好沿线地方电网的勘察，与当地供电部门进行协调沟通；电网丰富区域就近取电，电网不丰富区域公路内部建立中压网供电；若存在位置相对独立的房建区点，可采用由电网单供电模式。

绿色环保、节能减排是当今社会所倡导的生活理念，因此在高速公路机电设计过程中应当把节能考虑在内。首先在资金允许的情况下，尽量使用节能灯具（无极荧光灯等）；其次应当结合路线走向、气象情况等优化设计参数；最后应当充分利用新技术，结合隧道监控系统选择先进、合理的照明方式。

结语

高速公路机电工程在高速公路建设中起着至关重要的作用，因此如何设计适应我国当前国情的机电工程是当前的主要任务。联合设计、联合开发的系统设计方案具有功能性强、新颖、灵活、独特的特点，能充分体现管理者的要求、想法和思想。系统设备的配置和选型比较灵活，软件功能针对性强，管理者可以根据具体路段灵活应用。系统的维护维修比较方便而且造价低。我们相信，好的高速公路机电工程联合设计方案在高速公路建设中会起到事半功倍的作用，高速公路机电工程联合设计方案会加快高速公路现代化的进程。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。