高速公路机电系统检测技术探讨

高速公路机电系统检测技术探讨

陆建林

浙江高速信息工程技术有限公司浙江杭州310000

摘要：近些年来，我们国家的科学技术不断的提高，相应的对于高速公路实际的应用地位也越发的重要，机电系统是组成高速公路基础设施的一个关键部分，其在运行过程中承担着发布信息、交换数据、保障安全等多项任务，同时也是高速公路行驶过程中支撑高速公路安全运行的重要系统。

关键词：高速公路；检测技术；机电系统

1.高速公路机电检测技术应用的研究背景

1.1背景

随着社会经济的快速发展，高速公路建设规模逐渐变大，人们对服务质量要求也越来越高，高速公路的功能也日趋完善。机电系统作为高速公路基础设施的重要组成部分，承担着信息发布、数据交换、保障安全等重要任务，是人们在高速公路行驶过程中息息相关的重要支撑系统。随着智能交通系统(ITS)的不断发展以及新技术、新设备等高科技前沿产品不断用于高速公路建设中，对高速公路机电工程的质量要求也日趋严格。高速公路机电工程的试验检测是机电工程质量保证体系的一个重要因素，其对提高工程质量起到至关重要的作用。

1.2检测技术研究现状

计算机技术的不断发展和普及，使得机电检测技术逐步成为一门完整的新兴边缘工程学科。从技术发展过程来看，机电检测技术可以分为两个阶段。第一阶段是以动态测试技术和传感器技术为主，采用信号处理技术作为常规技术的发展阶段，这一阶段吸收了大量的科技研究成果，实现了在工程中的应用，传感器技术的飞速发展，使其可以利用振动、噪声、温度、光、磁和力等多种信息，由此产生了设备的振动、噪声和光谱等检测和故障分析技术。随着信号分析与数据处理技术的发展，又产生了状态空间分析、函数分析、对比分析等方法。

人工智能化技术的发展促进了设备检测和故障分析智能化的实现，使机电检测技术进入发展的第二阶段，这一阶段研究内容有了翻天覆地的变化，以知识处理为核心代替了传统的数据处理为核心，开展了神经网络和专家系统等研究。我国对高速公路机电设备的维护采用的仍是定期维修，这种方式具有较大盲目性，对设备故障、故障类型、故障部位以及故障程度没有精确的把握。故障诊断仪器的应用使维护计划由定期检修发生改变，使人们能够及时准备维修部件，按需安排维修计划，避免了定期维修造成的资源浪费和设备性能下降，强大的检测能力能够帮助人们找出故障部位，指出故障类型，避免维修的盲目性，使检修方便易行，明显缩短了维修工期，完善的设备管理软件，可以实现企业设备自动化管理，带给企业显著的经济效益。

2.高速公路机电设施分析

2.1现有标准、规范不够完善

随着新技术、新设备的发展，越来越多的新型产品被应用到高速公路机电系统中，而针对新装备的设备技术指标，现有规范已无法提供准确的检测依据，从而导致在设计、施工及运营中的随意性较大，无形之中带来更大的安全隐患。

2.2机电设施故障特点

高速公路机电系统是一个多学科、多领域交叉影响的复杂系统，涉及通信、电子、机电、计算机、网络、自动控制、供配电等诸多学科，大部分是软件与硬件相结合的系统设备，包含许多机械设施、电子设施。高速公路设备大部分安装在户外或环境比较潮湿的隧道内，设备零部件、电子元器件等要经受夏季高温、冬季低温、潮湿等不利环境的考验，因此设备损耗是机电设施故障的一个特点。另外，设备的设计缺陷、材料质量问题或者人员的操作失误、维护不当等也是机电设施产生故障的一个主要原因。

3.高速公路机电设施检测技术与方案

3.1检测内容

机电工程的检测工作就是对所有的工程质量问题进行全面的、科学的、合理的评价工作，提供一个比较客观的、公正的、准确的数据，并且也能够发现其中存在的一些问题，及时的进行解决，从而在很大程度上有效的提高了整体工程的质量安全。机电工程的检测工作就是从最为基本的实际要求、对外观进行相关的鉴定、对项目进行实测以及质量保证的相关资料的审核工作等这四个方面来对每一个分项工程进行严格的检测工作。最为重要的也是最为基本的要求就是机电工程的开通工作一定要能够有效的满足相关的实际需要，一定要确保能够达到相关的要求。对外观进行鉴定的工作就是对机电工程相关的设备机箱安装方面实际的质量问题、信号线等一系列的工序进行评定的工作，按照缺陷实际的严重问题进行相应的扣分。实测的项目就是利用相关的仪器来进行测量或着是进行相关的试验可以有效的证明相关机械设备的性能指标以及相应的功能能够有效的符合相关的设计标准或着是标准实际的要求的项目，能够分成一般的项目以及关键的项目这两种。

3.2检测技术

3.2.1监控系统检测

在监控系统的测试当中，需要分成隧道检测与路面检测两部分，例如对实时数据的功能性和准确性进行检测，对视频传输通道进行检测，以分析高速公路监控系统发来的实时信息的准确性，并进行突发事件的应急模拟，并以此来判断高速公路监控系统的信息发布、警报设备进行联动处理的能力。最后要对所得的数据信息进行处理，并及时反馈，以保证检测结果应用性。

3.2.2通信系统测试

光纤数字传输在系统中接入光衰减器、传输测试仪，在具体操作过程中，首先增加光衰值，在此情况下检测器中将会产生误码，然后对光衰值进行合理调整，逐渐使检测器在运行过程中处于临界状态，工作人员对检测器进行120s的观察，在检测器的状态稳定后，连接光功率和光衰器，对光接收的灵敏度进行测试。依据高速公路现场的数据传输距离选择相应的波长，通常选用的波长为310nm或1550nm。在测试过程中，需要注意的是测试通信系统需要连续进行，中途如果出现断电等情况，将会对测量数据的准确性造成不良影响。因此，在测量进行过程中，需要保持测量设备供电的独立性，避免因为外界因素的干扰，导致测量数据不准确，同时柴油机发电组、UPS之间的测试需要错开，避免相互发生影响。

3.2.3收费系统检测

对于收费系统的检测，包括ETC车道检测和二义性路径识别系统检测两种，ETC车道检测主要是对RSU通信范围进行测试，可以应用手持式的频谱仪，向着RSU方向对天线场强的强度进行测试。另外，将OBU安装在车辆的挡风玻璃上，按照顺序，间隔1～3m的距离依次通过ETC车道，对各个车辆的OBU交易情况进行记录，以观察车辆是否存在邻道干扰的情况。对于不同车辆通过车道时，还可以通过软件对车辆识别情况进行分析，并统计识别的正确率。路径标识测试，主要是指将OBU安装在车辆前方，通过路段限速方法，通过标识所在位置，读出相应的标识信息，并核对所读信息是否正确。在对收费系统进行检测的过程中，可能出现RSU通信超出范围，或者邻道干扰及跟车现象，由此导致车牌识别不准或者二义性标识率不足等问题，对此，可以采用调整RSU角度或功率的方式来解决，确保系统的正常运行。

4.结束语

随着高速公路的应用地位越来越重要，高速公路机电设备检测也越来越有必要。随着高速公路的不断建设，其建设时期的过程检测、建成试运行之后的交工检测、竣工时的竣工验收检测以及运行后期的维护保养检测均应得到不断的重视和加强，且需利用科学、合理的检测方法为其高效、经济、安全运营提供技术支持。

参考文献：

[1]李书耕.高速公路机电设备维护管理系统分析与设计[D].长安大学,2014.

[2]谭小刚.高速公路隧道机电设施检测技术应用研究[D].长安大学,2014.

[3]付国龙.高速公路机电设备多维分类研究及应用[D].长安大学,2014.

[4]冯钊.区域级的高速公路机电系统设计研究[D].重庆交通大学,2014.