高速公路机电工程建设的优化

高速公路机电工程建设的优化

发表时间：2018-07-19T15:17:50.247Z 来源：《基层建设》2018年第18期作者：方红虎

[导读] 摘要：高速公路机电工程建设作为建筑施工的重要组成部分，其建筑质量在一定程度上影响了人们的出行安全。

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摘要：高速公路机电工程建设作为建筑施工的重要组成部分，其建筑质量在一定程度上影响了人们的出行安全。现阶段，我国高速公路机电工程建设数量迅速增加，推动我国建筑事业的发展。然而，在高速公路机电工程建设中，一旦机械设备在施工过程中出现故障，就会导致整个工程中断，严重影响施工进展，同时对施工质量造成较大影响，致使施工进度无法达到预期目标。因此，要确保高速公路的施工质量，还需要从机电工程的质量控制着手，对施工中的每一环节进行严格的控制，进而为民众提供质量可靠的交通运输服务。

关键词：高速公路；机电工程；建设；优化

导言：高速公路是专供汽车分向、分车道高速行驶并严格控制出入的干线道路。随着我国经济社会的持续发展，交通建设不断进步，新建的高速公路也不断涌现，而为了保证车辆行驶安全、信息传递迅速以及高速公路的运输功能得到有效的发挥，现代高速公路一般都配备了较多的机电设备，并形成了较为完备的机电系统工程，这些系统就相当于高速公路的“神经”，而如何建设、管理、养护机电系统工程，使其能够有效地支持高速公路运行，已经成为相关部门需要着重解决的问题之一。

1、高速公路机电系统的含义及特点

机电系统作为支持高速公路运行的基础设备，其主要包括监控系统、通信系统、收费系统、照明系统、隧道安全运行保障系统以及供配电系统等，这些系统分布于高速公路的各个环节，是实时收集、反馈、发布高速公路上车辆行驶信息的关键，也是确保道路行驶安全的主要途径。随着道路建设的不断发展，现代高速公路主要呈现出以下特点：

1.1技术集成度高

由于现代高速公路的功能性强，它将多种技术手段集合成为一体，如自动控制技术、电子通信技术、计算机技术、机械工程技术、交通工程技术等，这些技术相互协调、相互配合，共同构成了完善的高速公路机电系统；

1.2涉及范围广

高速公路的机电系统养护并不是某一个部门能够独立完成的，它需要多个部门的共同参与，如电力、电信、环保、消防、供水、防雷等，各部门各司其职，定期对机电系统相关方面的问题进行检验，以保证整个机电系统的有序运行；

1.3设备故障率高

高速公路机电系统的大部分都是暴露在户外环境下，有的甚至长期处于水气、粉尘、撞击等恶劣环境中，同时构成机电系统的部件多属于精密仪器，其对外部环境的要求较高，所以，高速公路机电系统设备发生故障的概率相较于正常环境下设备发生故障的概率要高得多；

1.4技术更新换代快

由于信息技术的发展，高速公路的机电系统中的新工艺、新技术、新材料层出不穷，这一方面为机电系统的不断完善提供了条件，另一方面也为管理和养护工作提出了挑战。

2、高速公路机电系统

2.1高速公路机电系统定义

高速公路机电工程被人们喻为是高速公路的“神经”。高速 公路机电系统主要包括监控系统、收费系统、通信系统、供配电照明系统以及隧道机电系统等几大部分。

2.2现代髙速公路机电系统模式

现代高速公路机电系统引进了先进的科学技术，包括计算机信息技术、数据联网技术、自动控制技术、传感物联网技术、运筹学、人工智能、交通工程学系统综合技术等，通过运用这些先进的科報术，高速公路运营管理更为先进智能。人、车、路、监控工作的密切配合，实现了高速公路的信息化、智能化、现代化。

2.3高速公路机电系统的重要性及发展情况

高速公路机电系统的建设需要用到的技术和专业知识比较多，并且也综合了电子信息以及机电管理等多方面多学科的内容，因而，高速公路的机电系统ｆ陆Ｉ以其高质量和水平对当前的道路交通安全产生深刻的影响。完美地调整公路机电系统可以有效监控高速公路交通通彳于清况’为运营管理部门提供更好的监控体系。我国的交通机电系统起步比较晚，相较于国外一些先进的国家而言，实行现代化管理技术的时间也比较晚。

3、高速公路机电工程发展中所存在的问题

在高速公路的建设过程中，对于高速公路机电工程的认识程度不够导致大部分的资金与技术都是在向高速公路的土建主体部分倾斜，在高速公路机电工程的建设上缺失人员及资金，且高速公路机电工程的建设启动时间相对于土建工程等严重滞后，高速公路机电工程建设往往属于工程建设中的最后一道工序，因此在建设的过程中施工界面以及施工环境等都有着很大的制约，从而对高速公路机电工程的施工造成严重的阻碍。其中，高速公路机电工程建设过程中所面临的阻碍主要表现在：

3.1高速公路机电工程与土建、房建等的设计界限较为模糊，高速公路机电工程与土建、房建等工程专业之间有一定的偏差，因此，在高速公路机电工程设计的过程中很难从高速公路机电工程的专业角度与其他的相关工程进行区分，同时高速公路机电工程在设计时的要求未能良好的传递到土建、房建等工程设计与施工过程中。

3.2高速公路机电工程建设未能与各部门进行有效的协调，高速公路机电工程建设过程中需要与多个行业相关联，其涉及到的行业有：土木、检测、电气、计算机、通信等，其涉及的技术面较广，设计方案要求具有较强的系统性，如高速公路机电工程与其他专业协调不到位将会在施工的过程中为后续工程带来较大的隐患。

3.3高速公路机电工程的设计与工程的实际存在一定的偏差，高速公路从设计到施工完成这一过程一般都会持续三年以上，在这一过程中需要根据工程项目的实际情况进行相应的改变，与之相对的规范、规划等都需要进行调整，这些变化会造成高速公路工程的初期设计施工图纸无法指导实际施工的情况。高速公路机电工程相对于土建工程项目虽然在投资方面有所欠缺，但是其要求更强的专业性与技术性，

同时快速更新换代的新技术、新产品都会对高速公路机电工程的设计方案带来新的要求。高速公路在招标时其高速公路机电工程往往只进行了初步的设计，而随着时间的推移，前期的初步设计未能很好的跟上工程实际施工过程中的变化与新的需求，未能使高速公路与工程建设有机的结合，从而影响了高速公路机电工程的建设质量。为更好地促进高速公路机电工程在建成后能够形成合理的管-养-建的一体化系统，应当在高速公路工程项目的建设初期就参与到工程项目的建设中去，同派遣技术骨干人员介入到新建高速公路的建设中去，可以实现对于工程项目建设质量的监督并对发现的问题及时反馈，从而更好的指导工程项目的建设工作。

4、高速公路机电工程建设的优化

4.1供电照明

作为机电工程的关键组成部分，高速公路的供电照明线系统在具体设计中，应对监控、通信等系统提出的各项用电与照明需求做出全面考虑，积极引进更先进的科学技术，以此来促进供电系统可行性、经济性的全面提升。同时，不论是从亮度、照度，还是均匀度等各个方面，照明系统都应符合国家提出的相关技术要求，有机整合各种先进技术与高端设备，这样不仅能够为照明系统的安全可靠运行提供有力保障，也能够充分突显出时代特色。

4.2收费系统

机电工程收费系统的设计必须要对我国当前国情、区域发展现状等方面做出全面考虑，真正满足相关部门在近期、远期规划设计上提出的具体需求，以此来促进资源利用率的提升。除了要遵循上述原则外，收费稽查、监督以及收费机电设备的维护与管理等各个层面也需给予综合考虑，在具体设计中不断加强其与相关界面的协调统一。现阶段，大部分高速公路收费站采用的都是半自动收费方式，通行费的支付大多也都是以现金形式实现的。在此背景下，点数、现钞核对的时间会不同程度地延长服务时间，而且还会在具体收费中出现换卡、倒卡等不良行为，这也是高速公路通信效率、服务水平一直难以得到显著提升的重要原因之一。因此，为了进一步提升收费业务管理、服务水平，应积极引进更新颖、先进的技术手段，例如，电子不停车收费系统（ElectronicTollCollection，简称ETC）是目前世界上最先进的收费系统之一，也是智能交通系统的服务功能之一，是国际上正在努力开发并推广普及的一种用于道路、大桥和隧道的电子收费系统。ETC的应用，不仅可以进一步提升社会、经济效益，也有助于推动高速公路收费系统的创新发展。因此，在进行收费系统设计、使用过程中，相关单位及其技术人员应结合具体情况、实际需求，积极恰当地引用各种先进的技术手段，并在实践应用中给予不断优化。

4.3监控系统

监控系统的科学运用，能够对整个高速公路管理、运营实现全面呈现与监控，真正体现出管理上的及时性与互动性特点，并逐渐向智能化、集成化方向发展。在具体设计中应注重以下几点：（1）应用视频集中监控子系统，将监控设备安装在收费站、隧道与道路桥梁等区域，并及时向信息监控中心上传区域相应的图像、视频与各种数据，做好统一分析与归纳，进而获得更集中的监控管理效果；（2）预警管控子系统，这一系统主要是针对突发性群体事件或重大交通事故以及恶劣天气等情况设计的一种科学有效的应急处理系统，其在实际应用中，可以将发生的一系列事件、预警级别分好类，同时设计出可行性较高的控制方案，特别是针对交通拥堵、恶劣天气等方面的紧急处理，以此来促进高速公路应急处理能力的不断提升，从而尽可能将损失、伤害控制在最小；（3）智能交通信息子系统，该系统引用了先进的电子信息技术，主要服务于交通运输方面，在具体应用中，主要是利用高新技术对相关信息进行分析与处理，来更好地服务于高速公路。

4.4计重系统

目前，我国对动态车辆称重设备的应用主要局限于计重收费应用、超限超载治理应用、高速性预检称重应用以及少量化的交通数据性采集。动态车辆的检测设备类型主要包括：双秤台重仪设备、四称台重仪设备以及全称台检测型设备。在JJG907—2006以及ASTME1328—02中对于这几种称重设备并没有明确的规定，但是按照几种设备的具体特征以及规定中对于称重设备的技术条件和精确度的具体要求，针对动态行驶车辆进行称重计重收费或是为执法提供依据的设备，在通常的情况下采用的是更为准确和高精度的固定式轴重仪器，单纯的交通行驶数据采集以及中高速的预检行驶称重等设备，通常为压电类设备和弯板形式的轴重仪器。

其中，双秤台计重设备的基本构成与单秤台大体上一致，存在的较大差异就在于双秤台有两块称板。其主要由称重的平台、数据采集式处理器、轮轴式判别器、费额显示器、线圈检测器以及其他辅助性材料共同组成。其自身具有一定的优势，例如采用搭接式设计形式、强度较高的限位拉杆、称重算法相对较先进、精度更加准确等，具有一定的实用价值。就另一种全称台称重检测设备而言，其是一种新型的公路计重收费方式，将动态称重速度相对较快与静态称重精度较高的优势进行有效融合，这种称重计重检测方式往往使用寿命达到十年以上，采用轴组式动态称重系统，其称重的精度以及数据重复性有了较为明显的增强。

4.5通信系统

为了能够对高速公路各个路段实施更准确、有效的监控管理，及时传输监控系统中的语言、数据与图像等资料，在具体设计中应注意以下几个方面。

4.5.1相关企业应严格按照国家、相关部门在通信技术方面提出的各项要求来进行通信系统设计，以此来全面适应路段运营、公路管理提出的种种需求，科学利用现有通信设施；同时，还应结合地区规划等提出的各项要求，对项目及其相邻公路通信系统的互联给予着重研究，对工程所在区域的经济、科技发展水平做出综合考虑，以此充分体现高速公路通信系统的先进性、科学性，从而获得更大的经济效益，真正实现系统的多元化互联，确保相关信息在接入网络时能更高效。

4.5.2在传输等级方面，应对数据、图像和语音方面的信息质量提出较高要求，做到与其他系统的协调统一。同时，还要基于传统通信设备将新装置的拓展性、兼容性特点充分体现出来，以此来全面适应交通运输发展需求。此外，还应对国内外高速公路通信技术的发展状况、设备运行成本做出综合分析，积极引进更新颖、先进的技术手段，为系统的可维护性、可靠性提供有力保障，以此来将通信系统的语音、图像以及数据传输业务等方面的诸多功能更好地发挥出来。

5、结束语

高速公路机电工程是高速公路建设中的重要一环，随着经济的发展与科技的进步，高速公路机电系统在高速工作中的应用将越来越广泛，做好对于高速公路机电工程建设、后期养护与运营管理的一体化建设对于做好高速公路的管理有着十分重要的意义。文章在分析高速公路机电工程建设所存在问题的基础上，对如何做好高速公路机电工程的建设提出了几点建议。

参考文献：

[1]于兵杰.高速公路机电养护管理信息系统中关键技术的设计与实现[J].河北科技大学，2018，10.

[2]刘颜军.制约高速公路养护管理的因素与对策研究[J].城市建设理论研究，2013，13.