高速公路机电工程施工原则分析

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摘要：简述机电工程的发展状况以及存在的问题，对高速公路机电工程的主要施工原则进行介绍，具体需遵循基础性原则、技术性原则、经济性原则，并提出有关高速公路机电工程系统集成调试技术，其主要包含供电系统、通信系统、收费系统、监控系统，不断提高调试人员的技术水平，确保高速公路车辆安全通行。

关键词：高速公路；机电工程；集成设计调试技术

1高速公路机电工程施工现状分析

机电工程系统是高速公路建设中不可或缺的一部分，将机电工程系统应用在高速公路建设中，不仅提高了交通的管理质量，而且能确保通行车辆和人员的安全，为推动我国高速公路的发展奠定基础。但在实际运行过程中，机电工程由于受到高速公路施工条件的限制，发展较为缓慢，也存在一些问题和不足之处。（1）机电工程在项目验收、检测时不严谨。高速公路项目完成施工之后，需要在短时间内通车，预留给机电工程系统检测的时间较短，验收匆匆结束，导致工程检测、验收效果差，甚至留下隐患。有些处于验收阶段的工程还存在现场施工情况，无法开展机电工程检测、验收工作。（2）机电工程建设质量未得到保障。大多数高速公路建设过程中未充分重视机电工程，只将重点工程放在第一位，对于次要工程缺乏关注而有可能留下安全隐患。

2高速公路机电工程施工原则

2.1基础性原则

为避免高速公路机电工程设备安装过程中出现位置偏差，安装人员需要严格根据设计方案进行操作，先标记好位置，再进行设备安装；合理布设管线，复核设备安装前的基础尺寸，并清理预埋件表面，保证标识标牌的制作和悬挂等质量，操作完成之后严格检查，确保高速公路机电工程设备安装整体质量[1-2]。基础性原是高速公路机电工程施工中的重要原则，在具体的工程施工中，需要保证机电系统位置的准确性，严格防止出现偏差。同时，在机电施工开始之前，需要明确施工地点，在具体的施工过程中，对于一些管线安装、线路走向等问题一定要严格按照国家规定的相关要求和标准控制。机电工程施工作为高速公路建设过程中的一个重要组成部分，对于车辆的安全运行具有重要的辅助作用。

2.2技术性原则

在高速公路建设过程中，机电工程系统具有关键的作用，为高速公路的正常运转奠定基础。例如摄像机是机电工程中最常见的一种设备，归属闭路电视监视系统，安装摄像机时，需要确保摄像机可以全方位监控道路，避免出现监控盲区，且需要保证摄像机可以灵活转动，以实现全方位、无死角监控。同时，根据施工现场情况和设计方案来确定摄像机的高度、位置，并对其进行调试，确保摄像机正常工作。由此可见，机电工程系统具有一定的技术性，在设计环节和施工环节要由专业人员参与。

2.3经济性原则

机电工程具有明确的设计标准和成本要求，即设计方提供的设计方案应满足业主方提出的质量要求和成本要求。在开展设计工作时，设计人员从高速公路的建设角度出发，根据工程实际情况来设计，结合施工成本制定设备安装方案。设计人员在确保质量的基础上才能追求经济效益。

3高速公路机电工程系统集成调试方法

3.1高速公路机电工程系统集成设计

高速公路机电工程的功能主要是对道路设备进行管理和监控，主要分为三大系统，即通信系统、监控系统和收费系统，分系统之间借助通信网络联系，利用计算机控制、利用光缆数字通信连成远程计算机网络，实现数据信息共享。（1）用户界面集成。将各个独立系统的用户界面统一起来，集成一个界面，通过统一的操作方法运用软件中的所有功能。用户可以按照原有的操作方式进行相关信息的搜索。（2）信息数据集成。挑选收费系统、监控系统和通信系统中的数据，按照格式要求存储和处理数据信息，各个分系统数据独立存在，但分系统数据库可共享。（3）业务流程集成。将类似业务实施集成，不仅是某一种数据信息的共享，而是将所有的业务集成，系统中产生的每个数据都是独立存在的，但可以共享。（4）函数集成。各个分系统实施完整的设计和规划，集成所有数据，把运营系统转变为一个整体。要求用户对各个分系统进行一致设计，从而使各个系统实现完全独立，当成独立的业务模式进行管理，由其他的系统读取所需要的数据信息。另外，合理构建软件结构，集成分系统的业务，还可以实现高速公路高效运营。高速公路机电工程系统将多个系统集合在一起，各个系统相互协作，共同发挥作用。例如，借助信息系统可以将高速公路上的车辆信息以紧急电话、闭路电视等方式传递至后台，再借助计算机系统处理数据信息，最后采用其他技术发布信息，实现数据信息的有效、及时传递。四个系统协同工作，能够推动高速公路机电工程顺利进行，避免发生意外事故，确保车辆和人员安全。

3.2供配电照明系统

供电系统为高速公路提供动力，确保其他系统的正常运行。供电系统分为三部分：供电照明系统、牵引供电系统和低压配电子系统。供电系统见图1。高速公路在施工过程中，为了满足现阶段节能减排、绿色低碳的要求，应对机电工程系统进行节能设计。在设计照明系统过程中需要考虑节能环保因素，在确保符合设计要求的基础上，选择低能耗、小功率的照明设备。

3.3通信系统

通信系统作为高速公路建设中不可或缺的部分，其在高速公路运行中发挥着至关重要的作用，其能够降低安全事故的发生，保证车辆和人员的安全。高速公路建设完成投入使用后，工作人员可以借助通信系统反馈的道路信息全面掌握道路情况，对于突发情况可以及时下发指令，降低安全隐患。现阶段，通信系统的集成和调试主要采用的是千兆以太网与SDH同步数字相结合的技术方式。在千兆以太网的支持下，通信系统具备了语音、数据以及视频的三网合一功能，具有一定的兼容性，都以光纤作为主要传送媒介，在各个收费站点设置交换机，可以大幅度提升通信系统运行的安全性与可靠性。SHD光传输的通信系统设置监控和收费中心，通过使用光纤线路配置OLT终端设备，在此基础上根据高速公路各个收费站点的实际情况设置通信系统，每一个通信系统分别设置ONU实现同步运输，利用四芯合并两芯光纤确保通信系统的正常运行。

3.4收费系统

借助收费系统统计高速公路上的各类数据信息，如车辆型号、数量、颜色、车牌号等，并做好相关数据信息的备份，便于后续数据信息的查找和调取。收费系统不仅能够获取车辆信息，还能够对道路上车辆的运行情况进行监测，确保道路安全[3]。收费系统主要借助车道设备（如ETC天线、车牌识别摄像机、车道摄像机、高速栏杆机、信号灯、车道检测器、红外线光栅分离器、费显和亭内对接及报警系统等）监控车辆，每一个系统都是借助计算机技术和以太网技术连成一个网络。我国大部分高速公路收费系统采用的是人工半自动的收费方式，利用计算机技术和闭路电视系统对车辆实现监控，再通过人工模式实现收费。目前，ETC高速公路收费系统日渐兴起，其自身具备的快速性和便捷性深受广大用户青睐和喜欢，在这样的背景下，其他行业的收费系统也纷纷效仿了ETC收费的相关设备。收费系统的集成和调试主要是针对收费计算机硬件和软件的组成方式，将以太网交换机、服务器等系统完成内部连接，收费中心和收费站两个系统共同借助互联网技术形成以计算机为中心的软、硬件系统，收费车道中的操作系统和车辆信息可以通过计算机软件体现出来，确保车辆依次、安全通过收费站。收费系统还包括收费车道设备和监控系统，收费车道设备主要由收费工作人员、非接触式IC卡读写器等多种设施设备组成。为了保证收费系统的公正性，还要通过安装闭路电视系统对所有过往的车辆实施监控，闭路电视系统主要由外场设备和收费站监控系统共同组成。待收费系统建设完成后，工作人员需要在高速公路正式投入使用前，对道路车辆运行状态进行模拟，查看系统是否存在问题，对存在问题的部分及时调整，为车辆正常通行做好基础工作。

3.5监控系统

监控系统作为高速公路建设中极为重要的一部分，管理人员不仅可以通过监控系统观察道路上车辆的运行状态，对一些道路上的意外事件可以及时发布指令，实施指导和支援，降低事故发生率，还能够监测天气情况，并且根据天气情况发出警示，高速公路上的工作人员发布预警，提醒过往车辆，避免安全事故的发生。由于监控系统覆盖范围广，施工人员在安装监控系统时，需要严格按照设计要求来安装相关设备、管线。监控系统安装完成之后，安装人员需要对设备的运行情况、监控范围进行检查，避免出现监控盲区；对检查过程中发现的问题及时处理，确保高速公路上车辆的行车安全和人员安全[4]。

3.6机电工程系统调试

（1）配供电系统调试。节能设计完成后，模拟高速公路正常通行状态，计算隧道内照明设备发生故障及恢复照明系统的时间，这考验应急电源的工作性能，确保在发生事故瞬间应急电源可以瞬时工作。此外，由于隧道本身无光线，驾驶员在隧道内驾驶车辆时容易发生剐蹭或者意外，在隧道内安装照明设备便于车辆的安全行驶，确保车辆和人员的安全性，避免事故发生。（2）通信系统调试。通信系统建设完成后，操作人员需要对系统进行调试，分析通信系统中存在的问题，制定相应的解决方案，从而提高通信系统的可靠性、高效性和准确性，为高速公路上的车辆和人员提供安全保障。（3）收费系统调试。收费系统建设完成之后，操作人员需要对收费系统进行模拟测试，对其中存在问题及时处理，保证设备正常运行。例如，施工单位可以安排多种类型的车辆通过高速公路收费站，若发现收费系统出现问题或者发生故障，制定相应的解决方案，及时处理问题，确保高速公路车辆安全。（4）监控系统的调试。监控系统安装完成后，查看是否存在监控盲区，同时模拟试验，发布指令，调度车辆。

4结语

在高速公路机电工程施工过程中，需要对供电系统、收费系统、通信系统和监控系统加强设计，并且提高各个系统的调试技术，确保高速公路机电系统的质量和车辆、人员安全。

参考文献

1高唯.高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术[J].交通世界，2020（Z1）：192-193.

2宁纪超.高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术探析[J].建筑技术开发，2020（12）：81-82.

3郭莹雪.高速公路隧道机电设备的安装以及调试工作[J].工程建设与设计，2021（22）：71-73.

4吕永萍.高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术[J].城市建筑，2019（33）：175-176.

作者：任鸿 单位：云南省交通科学研究院有限公司