论高速公路机电工程应用与发展

论高速公路机电工程应用与发展

陶爱华

412326198402156046     台州伟华消防工程安装有限公司

【摘要】进入新世纪以来，各项科学技术发展迅猛，各类机电设备也投入至各行各业之中，高速公路的运营和管理也将这一智能化的系统和设备纳入其中，并日益发挥着主导性的作用，机电系统的管理已成为高速公路提高管理水平的重中之重。本文介绍高速公路机电工程三大系统的技术应用现状，目前存在的问题，并对存在的问题提出了解决的思路，对于高速公路的提高安全运行和通行能力，具有积极的作用。

【关键词】高速公路；机电工程；存在问题；发展

概述：高速公路机电工程包含收费系统、监控系统、通信系统。机电工程的有效应用对于高速公路的安全运行、通行能力和经济效益起到了关键性的作用。

1.收费系统的应用与发展

（1）高速公路收费系统应用情况

我国在上个世纪80年代建成部分高速公路后，以道路收费为偿还贷款的主要来源。高速公路收费还贷模式对于我国发展高速公路建设起到了积极地推动作用。

目前高速公路收费系统主要收费制式为封闭式收费制式，采用“人工或设备自动判别车型、设备自动识别车牌号、人工收费、闭路电视监视、检测器校核、计算机统计管理”的半自动收费方式。为了加快高速公路收费站通行能力，节约人工成本，还根据需要配置不停车收费系统或者自动发卡机系统。小车、客车按车型和行驶里程收费，货车采取出口计重收费的方式。通行券多采用非接触式IC卡。

（2）收费系统存在问题

根据多年的运行，发现目前的收费系统存在以下问题：人工收费一般是驾驶员停车后看到显示具体收费金额后，再交钱给收费员，收费员找零给驾驶员后确认无误后再行驶出收费车道，收费时间长，远远超过设计平均服务时间14秒，导致收费车道单位时间服务车辆小，收费站经常发生缴费车辆排队时间长，节假日或高峰期尤为明显。由于货车采用计重收费模式，以元/吨.公里为收费单位，高速公路联网收费里程越来越长，货车的缴费金额数量巨大，而收费人员又没有执法权，导致货车驾驶员铤而走险，以跳称、冲卡等多种方式少交或不交过路费，给国家造成重大损失。而跳称不成功驾驶员则要求复称等事件使得收费站通行能力严重下降。冲卡严重的地方甚至达到需要武警执勤的地步，给高速公路营运单位造成巨大的管

理成本与损失。

（3）收费系统后续发展

为了解决上述问题，笔者建议从以下几个方面解决：

为了加快收费站通行能力，节约收费人力成本，应大力推广汽车不停车收费模式（ETC），即汽车在经过收费站的时候，收费系统在内部辨识车身内的电子标签，进行确认后，通行高速公路的费用自动从卡中扣除，系统扣款成功后车辆直接通行。通过国家政策强制推行ETC与ETC收费费率优惠相结合的模式，即节约了收费人工成本，银行收储现金成本，又能够降低汽车通行成本，同时提高高速公路服务水平及通行能力。收费车道闭路电视系统实时抓拍汽车跳称、冲卡等违规通行视频，寻找或完善法律法规依据，对偷逃通行费的车辆采取追讨和处罚措施，最好采用跟汽车年审挂钩模式，即汽车有跳称、冲卡等记录，未处理则不予审车。

探讨GPS定位收费模式，撤销收费站，汽车办理储值或信用账户，以车型X里程作为收费依据。

2.高速公路通信系统应用与发展

（1）高速公路通信系统应用现状

高速公路通信系统包含传输网系统、程控交换系统等。通信系统传输网分为干线光传输系统和直接服务于路段完成各业务接入的光综合业务接入系统。高速公路综合业务接入网采用SDH业务传输体制，等级为STM-1～64不等。传输介质采用单模光纤。传输网系统为高速公路提供传输网络，包括语音、以太网、串口等数据服务业务。程控交换系统为高速公路提供电话业务，以满足业主的管理和运营要求。电话业务包括：普通业务电话、指令电话、传真、数字话机。

（2）高速公路通信系统存在问题

高速公路通信系统为封闭式传输网络，该网络独立于目前使用的公众网络，在确保了网络安全的同时，使得高速公路的所有数据不能为公众访问，限制了高速公路服务水平的提高。

（3）高速公路通信系统发展

随着高速公路视频监控系统的发展，视频监控系统的传输带宽越来越高，通信系统的传输带宽要求也同步提高，提高通信系统带宽和通信系统网络与公众网络的互联与安全将是需要解决的问题。

3.监控系统的应用与发展

（1）高速公路监控系统应用现状

高速公路监控系统包含闭路电视系统、信息采集系统、信息发布系统和中央控制系统等。监控中心可实施全线的交通管理，并对路段交通进行协调控制。可进行交通参数采集和交通信息发布以及系统日常运行操作，对路段的交通数据及其它各种参数进行汇总、统计、打印；并向上一级监控管理机构传输图像和数据，接收上级监控管理机构的统筹管理。

（2）高速公路监控系统存在问题

由于我国高速公路建设初期投资紧张，设计和实施时布设监控设备少，导致采集数据少，发布信息途径少，不能对高速公路通行能力与服务水平起到有效的帮助，形成我国高速公路通行能力小，服务水平低，交通事故率高。目前监控系统网络未与外网联通，高速公路司乘人员无法通过高速公路监控系统实时获取路况信息，给司乘人员带来不便。无法有效的选择路径与分流，随着高速公路路网的不断完善，交通流量不断增加，这种问题越来越明显。因大雾、大雪、结冰等恶劣气候，直接关闭高速公路。导致国家干道无法通行。

（3）高速公路监控系统后续发展

鉴于上述问题，笔者认为可从以下方面进行发展：目前高速公路里程已经突破1万公路，部分高速公路已经运行多年，达到改造条件，运营单位已有成熟的管理经验，高速公路易起雾、结冰、事故多发地段等特殊路段可以调查与统计出来，针对上述特殊路段布设气象检测器、摄像机、限速标志、情报板、警示提醒等设备，实时采集路况数据，分析并发布路况数据，及时提醒司乘人员，避免安全事故的发生。大力发展车联网技术，使汽车作为一个网络终端，及时接收高速公路实时路况，查询高速公路及附近交通、餐饮、气象等信息，提供舒适的行车环境。加强驾驶员安全意识教育，规范行车，保持足够的安全视距，严格按高速公路限速进行行驶，纠正高速公路就是在任何时候都能高速行驶的错误思想，在加强驾驶员安全教育和提高高速公路运营管理水平的基础上，选择性的逐步取消恶劣气象条件下关闭高速公路等措施，确保高速公路网的畅通、安全运行。

4.结语

在科技日益进步的今天，高速公路的机电系统将会迎来数字化和网络化的时代。在各个信息都能明确掌握下的高速公路，将变得更加安全、高效。机电工程在未来的互联网背景下，能够确保信息的交流沟通更加快捷和稳定。文本给出的高速公路机电工程发展方向得以实现后，对于提高公路通行能力、安全系数和服务水平具有非常重要的意义。未来的机电工程还将涉及到GPS定位系统、车联网技术、电子设备的网络化等一系列发展项目。这些项目将对高速公路的运营管理起到更加方便、高效的积极作用。

参考文献：

[1]郑祖廷.浅析高速公路机电工程建设管理[J].科技创业月刊，2010（08）

[2]郑沿辉.交通机电工程管理要点分析[J].四川建材，2011（06）

[3]张宏昆.高速公路机电工程质量控制要点分析[J].北方交通，2009（09）

[4]谢黎.对高速公路机电工程管理问题的探讨[J].大科技·科技天地，2011（05）