導(dǎo)語：高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備監(jiān)控及可視化管理一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：根據(jù)國(guó)家發(fā)改委數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2015年，我國(guó)高速公路通車?yán)锍虜?shù)高達(dá)12.3萬公里。面對(duì)龐大的高速公路運(yùn)輸系統(tǒng)，必須采用現(xiàn)代化的機(jī)電設(shè)備監(jiān)控和可視化管理，降低收費(fèi)站工作人員的工作壓力。文章首先對(duì)機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控工作進(jìn)行了概述，隨后分析了高速公路機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的主要特點(diǎn)，最后對(duì)加強(qiáng)可視化管理方面提出了建議。

關(guān)鍵詞：高速公路；收費(fèi)站；機(jī)電設(shè)備；監(jiān)控系統(tǒng)；可視化管理

在高速公路迅速發(fā)展和機(jī)電系統(tǒng)信息化建設(shè)的雙重推動(dòng)下，我國(guó)高速公路的管理質(zhì)量和管理效率都有了極大的提升。收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的正常運(yùn)行，不僅能確保整個(gè)高速公路運(yùn)營(yíng)通暢，而且能夠確保收費(fèi)站各項(xiàng)工作職能的穩(wěn)定發(fā)揮。因此，高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控管理，必須要不斷引進(jìn)新技術(shù)、新設(shè)備和新理念，不斷完善機(jī)電設(shè)備自身的優(yōu)化升級(jí)，為提高機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控和可視化管理提供必要的保障。

1高速公路機(jī)電設(shè)備監(jiān)控管理概述

1.1加強(qiáng)收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備監(jiān)控管理的重要性

現(xiàn)代高速公路不僅通車?yán)锍虜?shù)和建設(shè)規(guī)模都有了一定程度的增加，并且高速公路內(nèi)部結(jié)構(gòu)也日趨復(fù)雜化。收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備的主要功能是完成高速公路的收費(fèi)、監(jiān)控、通信等工作，因此機(jī)電設(shè)備的現(xiàn)代化程度將直接決定了整個(gè)道路的運(yùn)行安全。傳統(tǒng)的高速公路收費(fèi)站管理工作中，機(jī)電設(shè)備的應(yīng)用范圍相對(duì)較小，功能結(jié)構(gòu)單一，往往只是輔助收費(fèi)站管理人員完成簡(jiǎn)單的收費(fèi)和監(jiān)控工作。但是隨著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的現(xiàn)代化功能得到了極大的豐富，為保障高速公路運(yùn)輸安全提供了信息支持?；诟咚俟吩谖覈?guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要推動(dòng)作用，未來一段時(shí)間內(nèi)國(guó)內(nèi)高速公路的建設(shè)規(guī)模仍然會(huì)不斷擴(kuò)大，高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備監(jiān)控和可視化管理的應(yīng)用范圍也會(huì)不斷增加，因此不斷研發(fā)和創(chuàng)新監(jiān)控管理技術(shù)，確保機(jī)電設(shè)備運(yùn)行安全，是現(xiàn)階段高速公路收費(fèi)站管理工作的重要內(nèi)容。

1.2高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備管理面臨的問題

現(xiàn)階段，我國(guó)高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)總體上已經(jīng)趨于成熟和完善，無論是在機(jī)電系統(tǒng)內(nèi)部構(gòu)造還是具體功能的實(shí)現(xiàn)上，都已經(jīng)滿足了高速公路安全管理的基本需要。但是也應(yīng)當(dāng)看到，與國(guó)外一些發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備管理仍然存在一些亟待改進(jìn)的地方，大致可分為以下兩類：一是單體資金投入有待提高。近年來，國(guó)家加強(qiáng)了對(duì)高速公路建設(shè)的資金投入，但是多數(shù)資金都用于高速公路修建、維護(hù)等工作上，真正花費(fèi)在收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備建設(shè)上的資金相對(duì)不足。而以信息技術(shù)為支撐的機(jī)電設(shè)備監(jiān)控和可視化管理系統(tǒng)，對(duì)于設(shè)備維護(hù)、系統(tǒng)更新等工作要求較高，需要大量的技術(shù)、資金做支持，如果資金投入不足，則會(huì)影響到收費(fèi)站現(xiàn)代化建設(shè)的正常進(jìn)程；二是設(shè)備維護(hù)困難。高速公路本身環(huán)境相對(duì)復(fù)雜，尤其是一些高精尖的機(jī)電設(shè)備，很容易在使用過程過程中出現(xiàn)各種各樣的故障問題，一方面由于高速公路總里程數(shù)龐大，給維修工作帶來很大困難，另一方面維修花費(fèi)和成本高昂，也給機(jī)電設(shè)備的養(yǎng)護(hù)帶來了諸多不便。

2高速公路機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)功能分析

從功能劃分上看，高速公路機(jī)電系統(tǒng)主要分為四大系統(tǒng)，即收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、配電照明系統(tǒng)和通信系統(tǒng)。其中收費(fèi)系統(tǒng)是整個(gè)機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)的核心，主要負(fù)責(zé)車輛收費(fèi)，為后期高速公路的養(yǎng)護(hù)工作提供經(jīng)濟(jì)支持；監(jiān)控系統(tǒng)一方面是對(duì)高速公路各個(gè)路段進(jìn)行實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)檢測(cè)，確保道路運(yùn)行通暢和安全，另一方面也能夠采集高速公路信息，為后期進(jìn)行道路指導(dǎo)提供信息數(shù)據(jù)；配電照明系統(tǒng)和通信系統(tǒng)是機(jī)電系統(tǒng)的基礎(chǔ)組成部分。只有協(xié)調(diào)好四大職能系統(tǒng)的同步運(yùn)行，才能確保高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備各項(xiàng)監(jiān)控和管理職能的有效發(fā)揮。

2.1收費(fèi)系統(tǒng)

收費(fèi)系統(tǒng)的最前端是不同功能的傳感器和拍照攝像設(shè)備。這些設(shè)備將高速公路的信息以二進(jìn)制形式存儲(chǔ)起來，并定期進(jìn)行上傳發(fā)送。這些初始初級(jí)信息被發(fā)送到計(jì)算機(jī)控制中心后，經(jīng)過分類、加工、整理等過程，最后被存儲(chǔ)到中央計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。隨后通過以太網(wǎng)交換機(jī)連接成網(wǎng)絡(luò)，將這些信息發(fā)送給相應(yīng)的運(yùn)營(yíng)公司，運(yùn)營(yíng)公司將所接受的數(shù)據(jù)信息與數(shù)據(jù)庫內(nèi)的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配對(duì)，得出最終的應(yīng)收款額，并將最終數(shù)據(jù)反饋給收費(fèi)站。從整體運(yùn)行流程上看，收費(fèi)系統(tǒng)的費(fèi)用計(jì)算沿用傳統(tǒng)的“數(shù)據(jù)收集→收費(fèi)站處理→運(yùn)營(yíng)公司收費(fèi)處理→收費(fèi)結(jié)算”四級(jí)收費(fèi)體制。2.2監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)是由監(jiān)控中心和場(chǎng)外設(shè)備組成的復(fù)合系統(tǒng)。其中監(jiān)控中心的主要由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、閉路電視系統(tǒng)、攝影攝像設(shè)備、電子信息系統(tǒng)等組成，監(jiān)控中心不僅負(fù)責(zé)對(duì)各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行處理，而且要根據(jù)信息類型制定相應(yīng)的動(dòng)作指令，確保監(jiān)控信息能夠得到及時(shí)的反饋。場(chǎng)外設(shè)備主要是指收費(fèi)站或高速公路上的一些抓拍設(shè)備，這些設(shè)備全天候工作，在收集現(xiàn)場(chǎng)信息的基礎(chǔ)上還可以進(jìn)行初步的信息加工和篩選，從而降低了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量，減輕了后期監(jiān)控中心的數(shù)據(jù)分析壓力。

2.3通信系統(tǒng)

通信系統(tǒng)是整個(gè)高速公路收費(fèi)站機(jī)電系統(tǒng)中的基礎(chǔ)部分，主要負(fù)責(zé)為監(jiān)控、收費(fèi)系統(tǒng)提供必要的信息傳遞和圖像、視頻傳輸。目前，我國(guó)高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備所應(yīng)用的主要是第四代通信系統(tǒng)，在傳輸線路主體材料的選擇上以SDH光纖為主，不僅極大地提升單位時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率，而且能夠確保音頻、視頻、圖像的清晰度。同時(shí)，通過架設(shè)高速公路以太網(wǎng)絡(luò)，收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備的管理人員可以隨時(shí)查看監(jiān)控，極大地提高了工作效率。近年來，隨著國(guó)內(nèi)高速公路區(qū)域間的互聯(lián)性逐漸增強(qiáng)，構(gòu)建局域以太網(wǎng)成為了可能。在未來一段時(shí)間內(nèi)，高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控基本上能夠?qū)崿F(xiàn)多地同步、異地控制，對(duì)于提高國(guó)內(nèi)高速公路管理效率有很好的推動(dòng)作用。高速公路機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)主要分布于高速公路的全線各個(gè)環(huán)節(jié)，在高速公路信息跟蹤、信息反饋及信息的過程中起到主要作用。高速公路機(jī)電系統(tǒng)一般具有以下三個(gè)特點(diǎn)：（1）技術(shù)集成度高。高速公路機(jī)電系統(tǒng)不僅涉及到電子技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)，也涉及通信技術(shù)、電路技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及交通機(jī)械工程等多門學(xué)科技術(shù)，只有各個(gè)學(xué)科技術(shù)科學(xué)融合、集成，才能確保該套系統(tǒng)的正常運(yùn)行。高集成度的機(jī)電設(shè)備系統(tǒng)，不僅可以提高系統(tǒng)運(yùn)算效率，而且有利于控制指令的及時(shí)傳達(dá)；（2）分布范圍廣，涉及面較大。高速公路機(jī)電系統(tǒng)分布于高速公路沿線的各個(gè)收費(fèi)站、地段、管理中心以及各個(gè)隧道橋梁中，分布范圍十分廣泛，也是這樣的廣泛分布才能確保信息的及時(shí)、準(zhǔn)確的傳遞；（3）故障率高，更新速度快。由于高速公路機(jī)電系統(tǒng)的各個(gè)設(shè)備廣泛分布于全線的各個(gè)地段，受到開放環(huán)境影響，其發(fā)生故障的可能性極大，加上這些設(shè)備技術(shù)含量高、靈敏度高，更容易受到環(huán)境的影響而導(dǎo)致其出現(xiàn)不能正常工作的情況。

3收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備可視化管理的設(shè)計(jì)流程

3.1繪制分布圖及軟件布局

平面分布圖能夠更加直觀地反映出收費(fèi)站各個(gè)機(jī)電設(shè)備的分布位置，從而在后期布控中能夠降低工作難度。繪制分布圖應(yīng)當(dāng)以設(shè)備的實(shí)際坐標(biāo)為基礎(chǔ)，按照繪圖比例尺進(jìn)行同標(biāo)準(zhǔn)縮小。鑒于機(jī)電設(shè)備在高速公路中的分布相對(duì)零散，并且相互之間的間隔密度不規(guī)則，因此在繪制分布圖時(shí)，需要相關(guān)工作人員沿線采集數(shù)據(jù)信息，同時(shí)調(diào)用各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)的基礎(chǔ)資料，為提高分布圖的精確性提供必要保障。在系統(tǒng)軟件的布局上，應(yīng)當(dāng)將每個(gè)收費(fèi)站視作一個(gè)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)單元，分別設(shè)置一個(gè)窗口，并且在每個(gè)窗口內(nèi)用sstab編輯軟件定義頁面，為后期進(jìn)行軟件設(shè)計(jì)和布局提供實(shí)施載體。

3.2圖標(biāo)設(shè)計(jì)及處理

設(shè)計(jì)專用的符號(hào)或圖標(biāo)，并對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)注和解釋，用來代替繁瑣的設(shè)備模型，一方面能夠便于系統(tǒng)管理人員進(jìn)行操作；另一方面也極大地降低了系統(tǒng)占用空間，提高了整個(gè)機(jī)電信息系統(tǒng)的運(yùn)行速率。在平面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，通常利用形象化的圖標(biāo)來代替某一個(gè)或某一類設(shè)備，同時(shí)將該圖標(biāo)支撐Ico圖標(biāo)控鍵，并在控鍵圖標(biāo)下設(shè)置對(duì)應(yīng)的單片機(jī)控制器。當(dāng)管理人員按下圖標(biāo)控鍵時(shí)，與控鍵相連的單片機(jī)開關(guān)閉合，系統(tǒng)通電運(yùn)行，自動(dòng)完成相應(yīng)的功能。這些設(shè)計(jì)圖標(biāo)被單獨(dú)保存在中央計(jì)算機(jī)的某一存儲(chǔ)器內(nèi)，并且能夠隨時(shí)調(diào)用和更新，滿足了收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備可視化管理的需要。

4機(jī)電設(shè)備監(jiān)控及可視化管理的實(shí)現(xiàn)

4.1系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備的監(jiān)控及可視化管理系統(tǒng)是一種集無線通信技術(shù)、局域網(wǎng)技術(shù)及地理信息技術(shù)等現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)可借助監(jiān)控中心服務(wù)器以及終端設(shè)備進(jìn)行機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)監(jiān)控與可視化管理。通過終端設(shè)備，把機(jī)電設(shè)備的位置、運(yùn)行狀態(tài)等信息實(shí)時(shí)傳遞給高速公路監(jiān)控中心，再通過服務(wù)器將接收到的信息轉(zhuǎn)化成可視化的形式，并直觀地顯示在電子地圖中。而且還能對(duì)其預(yù)設(shè)狀況及相關(guān)參數(shù)之間進(jìn)行比較，從而達(dá)到全天候?qū)崟r(shí)監(jiān)控的目的，可為監(jiān)控人員提供實(shí)時(shí)、可視化的監(jiān)控信息。另外，該系統(tǒng)還可以借助服務(wù)器的功能進(jìn)行機(jī)電設(shè)備相關(guān)信息的檢索、查詢，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控與可視化管理。

4.2管理系統(tǒng)建設(shè)分析

現(xiàn)階段，雖然我國(guó)開發(fā)高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)的企業(yè)非常多，但由于受開發(fā)科技水平因素的影響，導(dǎo)致管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性、實(shí)用性存在差異。在高速公路收費(fèi)站機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)的組建和應(yīng)用中，高速公路運(yùn)營(yíng)單位必須要對(duì)高速公路機(jī)電設(shè)備管理系統(tǒng)產(chǎn)品進(jìn)行分析及論證。以該管理系統(tǒng)的穩(wěn)定性、檢測(cè)效果等作為產(chǎn)品質(zhì)量的考核點(diǎn)，并結(jié)合其價(jià)格等因素進(jìn)行綜合分析。

作者:納日格勒 單位:烏魯木齊公路管理局

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