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摘要：根據國家發改委數據統計，截至2015年，我國高速公路通車里程數高達12.3萬公里。面對龐大的高速公路運輸系統，必須采用現代化的機電設備監控和可視化管理，降低收費站工作人員的工作壓力。文章首先對機電設備的監控工作進行了概述，隨后分析了高速公路機電設備系統的主要特點，最后對加強可視化管理方面提出了建議。

關鍵詞：高速公路；收費站；機電設備；監控系統；可視化管理

在高速公路迅速發展和機電系統信息化建設的雙重推動下，我國高速公路的管理質量和管理效率都有了極大的提升。收費站機電設備系統的正常運行，不僅能確保整個高速公路運營通暢，而且能夠確保收費站各項工作職能的穩定發揮。因此，高速公路收費站機電設備的監控管理，必須要不斷引進新技術、新設備和新理念，不斷完善機電設備自身的優化升級，為提高機電設備的監控和可視化管理提供必要的保障。

1高速公路機電設備監控管理概述

1.1加強收費站機電設備監控管理的重要性

現代高速公路不僅通車里程數和建設規模都有了一定程度的增加，并且高速公路內部結構也日趨復雜化。收費站機電設備的主要功能是完成高速公路的收費、監控、通信等工作，因此機電設備的現代化程度將直接決定了整個道路的運行安全。傳統的高速公路收費站管理工作中，機電設備的應用范圍相對較小，功能結構單一，往往只是輔助收費站管理人員完成簡單的收費和監控工作。但是隨著相關技術的發展，機電設備系統的現代化功能得到了極大的豐富，為保障高速公路運輸安全提供了信息支持。基于高速公路在我國經濟建設中的重要推動作用，未來一段時間內國內高速公路的建設規模仍然會不斷擴大，高速公路收費站機電設備監控和可視化管理的應用范圍也會不斷增加，因此不斷研發和創新監控管理技術，確保機電設備運行安全，是現階段高速公路收費站管理工作的重要內容。

1.2高速公路收費站機電設備管理面臨的問題

現階段，我國高速公路收費站機電設備管理系統總體上已經趨于成熟和完善，無論是在機電系統內部構造還是具體功能的實現上，都已經滿足了高速公路安全管理的基本需要。但是也應當看到，與國外一些發達國家相比，我國高速公路收費站機電設備管理仍然存在一些亟待改進的地方，大致可分為以下兩類：一是單體資金投入有待提高。近年來，國家加強了對高速公路建設的資金投入，但是多數資金都用于高速公路修建、維護等工作上，真正花費在收費站機電設備建設上的資金相對不足。而以信息技術為支撐的機電設備監控和可視化管理系統，對于設備維護、系統更新等工作要求較高，需要大量的技術、資金做支持，如果資金投入不足，則會影響到收費站現代化建設的正常進程；二是設備維護困難。高速公路本身環境相對復雜，尤其是一些高精尖的機電設備，很容易在使用過程過程中出現各種各樣的故障問題，一方面由于高速公路總里程數龐大，給維修工作帶來很大困難，另一方面維修花費和成本高昂，也給機電設備的養護帶來了諸多不便。

2高速公路機電設備系統功能分析

從功能劃分上看，高速公路機電系統主要分為四大系統，即收費系統、監控系統、配電照明系統和通信系統。其中收費系統是整個機電設備系統的核心，主要負責車輛收費，為后期高速公路的養護工作提供經濟支持；監控系統一方面是對高速公路各個路段進行實時、動態檢測，確保道路運行通暢和安全，另一方面也能夠采集高速公路信息，為后期進行道路指導提供信息數據；配電照明系統和通信系統是機電系統的基礎組成部分。只有協調好四大職能系統的同步運行，才能確保高速公路收費站機電設備各項監控和管理職能的有效發揮。

2.1收費系統

收費系統的最前端是不同功能的傳感器和拍照攝像設備。這些設備將高速公路的信息以二進制形式存儲起來，并定期進行上傳發送。這些初始初級信息被發送到計算機控制中心后，經過分類、加工、整理等過程，最后被存儲到中央計算機的數據庫內。隨后通過以太網交換機連接成網絡，將這些信息發送給相應的運營公司，運營公司將所接受的數據信息與數據庫內的收費標準進行配對，得出最終的應收款額，并將最終數據反饋給收費站。從整體運行流程上看，收費系統的費用計算沿用傳統的“數據收集→收費站處理→運營公司收費處理→收費結算”四級收費體制。2.2監控系統監控系統是由監控中心和場外設備組成的復合系統。其中監控中心的主要由計算機系統、閉路電視系統、攝影攝像設備、電子信息系統等組成，監控中心不僅負責對各種數據信息進行處理，而且要根據信息類型制定相應的動作指令，確保監控信息能夠得到及時的反饋。場外設備主要是指收費站或高速公路上的一些抓拍設備，這些設備全天候工作，在收集現場信息的基礎上還可以進行初步的信息加工和篩選，從而降低了數據存儲量，減輕了后期監控中心的數據分析壓力。

2.3通信系統

通信系統是整個高速公路收費站機電系統中的基礎部分，主要負責為監控、收費系統提供必要的信息傳遞和圖像、視頻傳輸。目前，我國高速公路收費站機電設備所應用的主要是第四代通信系統，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間內的數據傳輸速率，而且能夠確保音頻、視頻、圖像的清晰度。同時，通過架設高速公路以太網絡，收費站機電設備的管理人員可以隨時查看監控，極大地提高了工作效率。近年來，隨著國內高速公路區域間的互聯性逐漸增強，構建局域以太網成為了可能。在未來一段時間內，高速公路收費站機電設備的監控基本上能夠實現多地同步、異地控制，對于提高國內高速公路管理效率有很好的推動作用。高速公路機電設備系統主要分布于高速公路的全線各個環節，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。高速公路機電系統一般具有以下三個特點：（1）技術集成度高。高速公路機電系統不僅涉及到電子技術、自動化控制技術，也涉及通信技術、電路技術、計算機技術以及交通機械工程等多門學科技術，只有各個學科技術科學融合、集成，才能確保該套系統的正常運行。高集成度的機電設備系統，不僅可以提高系統運算效率，而且有利于控制指令的及時傳達；（2）分布范圍廣，涉及面較大。高速公路機電系統分布于高速公路沿線的各個收費站、地段、管理中心以及各個隧道橋梁中，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、準確的傳遞；（3）故障率高，更新速度快。由于高速公路機電系統的各個設備廣泛分布于全線的各個地段，受到開放環境影響，其發生故障的可能性極大，加上這些設備技術含量高、靈敏度高，更容易受到環境的影響而導致其出現不能正常工作的情況。

3收費站機電設備可視化管理的設計流程

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站各個機電設備的分布位置，從而在后期布控中能夠降低工作難度。繪制分布圖應當以設備的實際坐標為基礎，按照繪圖比例尺進行同標準縮小。鑒于機電設備在高速公路中的分布相對零散，并且相互之間的間隔密度不規則，因此在繪制分布圖時，需要相關工作人員沿線采集數據信息，同時調用各個收費站點的基礎資料，為提高分布圖的精確性提供必要保障。在系統軟件的布局上，應當將每個收費站視作一個獨立的結構單元，分別設置一個窗口，并且在每個窗口內用sstab編輯軟件定義頁面，為后期進行軟件設計和布局提供實施載體。

3.2圖標設計及處理

設計專用的符號或圖標，并對其進行詳細的標注和解釋，用來代替繁瑣的設備模型，一方面能夠便于系統管理人員進行操作；另一方面也極大地降低了系統占用空間，提高了整個機電信息系統的運行速率。在平面結構設計時，通常利用形象化的圖標來代替某一個或某一類設備，同時將該圖標支撐Ico圖標控鍵，并在控鍵圖標下設置對應的單片機控制器。當管理人員按下圖標控鍵時，與控鍵相連的單片機開關閉合，系統通電運行，自動完成相應的功能。這些設計圖標被單獨保存在中央計算機的某一存儲器內，并且能夠隨時調用和更新，滿足了收費站機電設備可視化管理的需要。

4機電設備監控及可視化管理的實現

4.1系統的實現

高速公路收費站機電設備的監控及可視化管理系統是一種集無線通信技術、局域網技術及地理信息技術等現代先進技術的信息系統。該系統可借助監控中心服務器以及終端設備進行機電設備運行狀況的實時監控與可視化管理。通過終端設備，把機電設備的位置、運行狀態等信息實時傳遞給高速公路監控中心，再通過服務器將接收到的信息轉化成可視化的形式，并直觀地顯示在電子地圖中。而且還能對其預設狀況及相關參數之間進行比較，從而達到全天候實時監控的目的，可為監控人員提供實時、可視化的監控信息。另外，該系統還可以借助服務器的功能進行機電設備相關信息的檢索、查詢，從而能夠實現對設備的實時監控與可視化管理。

4.2管理系統建設分析

現階段，雖然我國開發高速公路機電設備管理系統的企業非常多，但由于受開發科技水平因素的影響，導致管理系統的穩定性、實用性存在差異。在高速公路收費站機電設備管理系統的組建和應用中，高速公路運營單位必須要對高速公路機電設備管理系統產品進行分析及論證。以該管理系統的穩定性、檢測效果等作為產品質量的考核點，并結合其價格等因素進行綜合分析。

作者:納日格勒 單位:烏魯木齊公路管理局

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