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摘要：本文簡單介紹了高速公路機電系統的組成和現狀，論證了高速公路機電設備智能化管理的實際意義，并針對高速公路路網的管理系統智能化設計進行了研究。從目前的發展狀況來看,高速公路機電系統走向智能化已成為必然趨勢，機電設備的技術先進程度已經對智能化管理產生了深遠影響，研究成果對未來的高速公路全面實現智能化管理以及機電系統智能化升級有著重要意義。

關鍵詞：機電管理；高速公路；智能管理；系統設計

引言

隨著“一帶一路”在全世界的大力推廣，國家在高速公路基礎設施建設方面加大了建設力度，更密集的高速公路路網管理系統正在逐漸完善[1]。由于機電設備分布零散，傳統高速公路機電系統中存在管理效率低、應急反應不及時等問題。因此，若能通過現代網絡技術，搭建出現代化的智能化網絡，實現高速公路機電設備的集中管理控制，對高速公路的安全運營具有重要意義[2]。目前，國內外學者關于高速公路機電管理系統展開了大量研究，如吳昊[3]討論了高速公路智能化對機電系統的影響，對于高速公路的機電系統具體標準性要求、使用以及建設方向給出了相關建議。王嶺[4]闡述了高速公路機電設備智能化管理在提高事故應急反應的實時性、增強機電設備養護管理的主動性、獲得直接經濟效益等方面的意義。譚宇[5]探討了在高速公路管理涉及的工作相對較多，傳統管理模式無法達到管理要求情況下將網絡技術應用其中便可促進高速公路管理水平的全面提升。隨著現代科技尤其是通信網絡技術的發展以及智能化在各個領域的普及，先進的高速公路通信網絡和設備的智能化控制功能在理論上和技術上已經有了顯著突破，但對于高速公路機電智能化管理還存在局限性，基于此，本文深入研究了高速公路機電智能化管理的設計理念，并針對機電設備全面實現智能化管理給出了相關建議。

1高速公路機電系統組成及現狀

高速公路機電系統是一個比較復雜的組織運營系統，其高效管理運營是高速公路信息化和現代化的重要基礎。高速公路機電系統能夠使交通運營達到安全、舒適、高效的狀態。高速公路機電系統一般由監控、通信、供配電和隧道機電系統等部分組成，具體如圖1所示。根據調查發現，大多數高速管理養護公司對機電系統的管理養護重視程度較低，存在設備檢修不及時、管理無規則、管養經費欠缺等問題。目前，國內尚無針對高速公路機電設備養護費用預算的統一標準，導致上級部門對高速機電系統管理不夠完善。因此，深入研究高速公路機電管理系統具有重要意義。

2高速公路機電設備智能化管理的意義

2.1提高應急反應能力

若高速公路機電設備均能實現智能化管理，實際搶修中常出現的“無法定位設備故障點”發生頻率將極大程度上得到降低，運用智能化管理系統(見圖2)可以迅速定位設備發生故障部位，相關部門可以快速、有針對性地進行處理和采取應急措施。在機電設備的實踐應用中，智能化管理高效傳遞、處理和應對突發事件。比如，當高速公路中出現的收費站點或某路段停電事故時，智能化管理系統的集控平臺會及時得到精確站點或者路段的停電訊息，并快速通知距離最近的備勤部隊進行維護、搶修。在跨江、跨海大橋中的電梯操作中，曾出現過大橋工人甚至游客被困電梯的情況，因此，在電梯中運用實時監控平臺能夠及時確定電梯發生的故障部位及原因，方便管理人員采取應急措施，保障被困人員的安全。

2.2提高管理水平

隨著網絡技術的發展，各行業都已進入到信息化的共享時代，大數據時代已經來臨。同樣，機電設備智能化管理平臺的大數據管理也提上了日程。通過對各個終端收集的大量數據進行分析，可以有效得到許多相關信息，同時對相關信息進行數據處理、對策制定及分析，提高管理者的實際管理水平，減少不必要的經濟損耗。如通過對歷年來的設備故障情況的統計，可以幫助管理者更好地對設備進行維護、更新、換代等操作；通過對功率損耗的長期統計，可以對損耗較大的硬件部位采取維護措施，以提高電能傳輸質量、節約能源。

2.3數據管理系統

在大數據的前提下，如何實現高速公路路網的數據信息即時共享，建立一個面向整個路網的建筑信息模型，已成為現階段的研究發展方向。信息模型建筑，既有助于基層操作人員更好了解路段情況，也對高層管理人員制定新的對策方針提供了方向，同時也為以后的機電設備人員的招聘和發展提供了新的思路，在一定程度上實現了設備管理流程的變革和重組。雖然高速公路路網的設備智能化管理逐步邁向新的發展水平，但在實踐應用中依然存在許多困難和問題，且需要考慮的角度和影響因素也在增多，比如對具體設備的控制方式、特殊環境的限制等技術上的因素，對管理單位的人員招聘、組織模式等行政機關上提出新的要求，以及隨著智能化設備增多而帶來的設備安全問題、設備經濟問題等。

3高速公路機電智能化管理系統設計研究

3.1高速公路路網監控系統

在現代的高速公路路網系統中，采用監控系統進行實時采集路況信息的作業手段，已經成為一種基礎但也必可少的技術手段。監控系統通過技術發展的成熟傳感器和攝像頭來捕捉信息，借助中端媒介，將收集到的消息發送到處理室的計算機上，以達到對信息收集、綜合和處理的目的。監控系統已經成為現代高速公路路網系統的“眼”、“腦”和“口”，通過眼收集信息，經計算機和人腦的處理，最終通過實時通訊手段下達到各單位，實現對道路實況的指揮和控制，在提高公路運營率的同時，減少了公路運營成本，形成了科學的管理控制方案和管理-指揮-反饋的良性循環。在監控系統的作用下，可以和交管部門實行聯動，針對性調整實施交通路況，按照具體的功能需求以及實際設備的功能特點，高速公路監控系統主要由以下分系統組成：(1)信息采集系統信息采集分系統是現代高速公路路網系統的“眼”，通過監控攝像頭、傳感器、測速儀等設備的有機結合，組成路面交通數據即時收集系統，獲取高速公路的各路段的實時路況、交通信息、車輛數據等，其中最主要設備是車輛超聲波檢測設備。(2)信息顯示系統信息顯示分系統主要是指交通信息顯示分系統，作為信息采集分系統的一種輔助手段，主要包括變化限速引導系統和情報顯示板系統兩個部分：前者是對車道路況的變化限速來進行處理，以實現對各個車道、車速的最優配置，確保不同車速的車輛能夠完美利用車道，后者是通過收集的信息進行分類、顯示，通知過往車輛前方路況信息并在需要時發出警戒、禁止通行等攔截信息。(3)計算機網絡系統計算機網絡分系統相當于現代高速公路路網系統的“腦”，是整個信息采集分系統的匯聚地，也是指揮、控制其他系統的樞紐。通過計算機網絡分系統連接網絡內的其他分系統，形成整個現代高速公路路網系統。計算機網絡分系統和計算機的構件一樣，分為主要軟件和硬件兩部分，主機、輔助設備等硬件在設備層面上支撐著整個系統的運營，與其匹配的監控系統終端軟件、網絡通信連接設備、數據實時監控系統等軟件負責具體路段的操作。(4)交通控制系統高速公路交通控制監測系統是現代高速公路路網系統的“口”，通過信息采集分系統發送信息，經計算機網絡分系統的處理后，指令傳遞到交通控制分系統并進行實施。交通控制分系統由于交通控制的差異性，分為選擇目標、確定方法和參數設置等三方面，可以提前根據選擇目標和確定方法的不同，進行不同的參數設置，也可以提前設置好各種路況信息，由實況的交通控制分系統根據道路信息自我調控。其中參數中最主要的是流量控制，通過流量控制的不同，將實際的控制方法也需劃分為高速匝道控制以及高速主干道控制兩大類和定時調節控制、整發牛頭灣郵輪碼頭和金井郵輪碼頭，通過對已建貨運泊位的技術改造滿足郵輪靠泊需求，以節約投資，擴大產出效能。牛頭灣郵輪碼頭重點發展郵輪始發港航線；金井、澳前郵輪碼頭以始發港航線起步，重點發展訪問港航線；瑯岐及福鼎郵輪碼頭重點發展沿海郵輪的訪問港航線。

參考文獻

[1]孫曉東，馮學鋼.中國郵輪旅游產業：研究現狀與展望[J].旅游學刊，2012(2)：101-112.

[2]李珊英，姜銳，盛方清.我國沿海郵輪港口規劃與建設問題探析[J].旅游縱覽，2018(12)：180-182.

[3]福建省交通規劃設計院有限公司.福州郵輪旅游發展實驗區港口專項規劃[R].福州：福建省交通規劃設計院有限公司，2017.

[4]交通運輸部規劃研究院.福州港郵輪碼頭選址方案研究[R].北京：交通運輸部規劃研究院，2017.

[5]福建省交通規劃設計院有限公司.福州港松下港區牛頭灣作業區0#-2#泊位改建及后方配套陸域工程工程可行性研究報告[R].福州：福建省交通規劃設計院有限公司，2018.

[6]福建省交通規劃設計院有限公司.福州港平潭港區金井作業區3#泊位技改工程工程可行性研究報告[R].福州：福建省交通規劃設計院有限公司，2018.

作者：郭書翊 單位：山西交通科學研究院集團有限公司