朱晶

随着我国交通运输业的不断发展进步，互联网信息技术在高速公路领域中得到了广泛运用，使得高速公路机电工程越来越效率化和智能化。本文先对当前高速公路机电系统现状进行论述，然后就互联网信息技术在高速公路监控、收费、通信以及隧道机电工程系统的运用展开分析，以期能够为提升高速公路机电系统信息化水平提供一些思考，从而推动我国交通运输业的稳定向前发展。

高速公路机电系统，是交通工程基础管理设施的重要组成部分，在推动高速公路运输业稳定有序发展、保障高速公路运输安全等方面发挥着重要作用。一般而言，高速公路机电系统主要包含了监控、收费、通信以及隧道等系统类型。在“互联网+”背景下，将信息化元素融入高速公路机电系统已是大势所趋，但如何对高速公路机电系统进行优化和创新，使得互联网信息技术的优势和价值能够在高速公路运输业方面得到最大限度的发挥，是企业必须要重点思考的问题，也是实现高速公路机电系统信息化的前提和基础。

一、高速公路机电系统的发展现状

互联网时代的到来进一步改变了人们的生产生活方式，也推动了高速公路机电系统的发展进步。时至今日，全国大部分城市的高速公路已经安装了信息化、智能化的机电设备，并采用一些先进的计算机设备来辅助管理，如红外摄像头、自动报警系统等，以此提高机电系统的智能化水平，提高高速公路运行的效率与安全水平。但值得注意的是，互联网信息技术在高速公路机电系统中的运用时间较短，还处于探索发展关键期，故而高速公路机电系统信息化尚未达到预期的要求和效果，还存在诸多亟待解决的问题，比如有些机电设备发生故障后未能得到及时修理，还有些机电设备到达一定使用年限后未能及时进行更换，这些潜在的隐患都有可能影响到高速公路运行的安全。

除此之外，很多地区的高速公路管理部门并没有结合实际情况来对高速公路机电系统进行优化设计，只是盲目照搬照抄其他地区的经验，从而导致信息技术的优势在高速公路机电系统中得不到全面的体现，这也是未来高速公路机电系统创新过程中必须要面对和克服的问题。

二、“互联网+”背景下高速公路机电系统的创新分析

1.监控系统

监控系统属于高速公路机电系统的重要组成部分，主要作用就是对高速公路各路段的情况进行实时监控和交通控制，并对采集到的信息进行实时分析、处理和预测，从而对驾驶者的驾驶行为进行适当约束，以此降低各类交通事故、交通堵塞等发生率，保证高速公路通行的顺畅。此外，当高速公路上发生交通事故或道路环境变化而导致交通阻塞时，管理单位可以第一时间通过监控系统查看到现场情况，并及时采取行之有效的措施进行缓解和排除，使得交通尽快恢复正常，进而提高了路网运行的利用效率和安全性。施工单位在对监控系统进行设计时，应从监控系统的价值和功能出发，并根据高速公路的走向、周围环境等对设计方案进行创新和优化，使得监控系统的作用能够得到全面发挥。

随着互联网技术的不断发展进步，传统的高速公路监控设备已经难以满足现实需求，故而需要对传统的监控设备进行更新换代，通过优化设备设施来进一步发挥监控系统的价值。具体而言，先进的高速公路监控系统具有数据存储功能，设计人员在安装监控系统时设置一个大容量数据库，专门用于存储摄像头拍摄到的画面，当高速公路上发生交通事故或其它事故时，可以通过调取数据库中的相关画面信息来了解事故发生的前因后果，使得交通执法更具有科学性和说服力。此外，因为高速公路所经之处的环境较为复杂、天气变幻莫测，为了最大限度降低天气对行车安全的影响，有些先进的高速公路监控系统已经具备监测天气的功能，具体表现在气象检测器可以实时对所在位置的能见度、温度、湿度、风向、风速、降水量进行监测，并将检测到的数据及时传送到处理器上，并以显示屏的方式显示出来，从而及时为途经该路段的驾驶员提供气象预警。最为重要的是，气象检测终端设备还能与当地气象站进行数据连接，以此核验气象监测器所检测到的各项数据信息是否准确，从而提高了气象监测的准确性。

图1 气象检测器安装流程

2.通信系统

高速公路会经过一些荒无人烟的地区，比如峡谷、山区等，这些地区的信号不是特别好，这就涉及到一个通信通畅的问题。在现实当中，高速公路机电通信系统的作用主要体现在两个方面，一方面是保证驾驶员在驾驶过程中与外界实时处于联系畅通的状态，避免车辆出现故障或发生事故时无法在第一时间报警求援；另一方面是保证收费站能够实时监测和掌握车辆的行驶状态，以此进行科学计费，并保持高速公路管理部门之间业务联络通信的畅通，以此确保高速公路运行始终处于畅通状态。

当前，尽管互联网信息技术已经基本实现全覆盖，但在偏远地区还是存在一定的局限性。高速公路通信系统的重难点在于覆盖范围太小，以及有些区域的信号不是特别稳定，故而在对通信系统进行优化和创新的过程中，技术人员需要重点解决信号覆盖面小、信号不佳的问题。时至今日，有些高速公路通过在各个加油站、服务区等地方实行wifi全覆盖，使得车主能够实时通过无线网与外界进行联系，也便于高速公路管理部门实时掌握车辆信息，从而扩大高速公路信号覆盖面。除此之外，技术人员还需要针对高速公路的走向、各路段环境等来对局域网进行优化设计，比如在高速公路信号较差但靠近村镇的地区安装信号基站，在高速公路途经的山区、峡谷以及隧道等信号不佳的区域安装信号增幅器，并通过光缆来进行信号传输，从而提高通信传播的速度。但值得注意的是，光缆传输线的主要特点在于较为纤细，遇到雷雨天气时容易出现信号传输不畅的问题，故而在设计和施工过程中需要特别注意，在预埋光缆管道时，施工人员需要对施工线路进行检查，确保施工环境以及线缆保护措施完备；在进行光缆接续和接地工作时，可以采取熔接法进行光缆接续，光纤熔接完成并测试合格后应立即做增强保护措施．增强保护方法可采用热可缩套管法；在进行光缆成端与配线架安装、接线时，ODF架应当具有光缆引入、固定和接地保护装置，成端光缆和光缆终端接头引出的单芯软光纤要求进行保护和绑扎，以确保光缆能够发挥出应有的通信效果。

图2 光缆安装流程

3.收费系统

高速公路收费系统主要由收费计算机系统、车道系统（含出口计重）、收费闭路电视系统、对讲系统和紧急报警系统等构成。但传统的收费系统存在工作效率低、计费复杂等问题，主要体现在节假日期间，很多高速公路出入口容易出现严重的交通拥堵，从而在一定程度上降低了人们的通行体验。时至今日，高速公路收费系统已经得到了一定的优化和创新，最令人拍手称赞的便是建立了ETC（电子不停车收费系统），该系统的运用原理是先在车辆身上安装身份识别装置，将车辆的有关信息如车牌号、车型、车主姓名、电话以及对应的银行账户等固定信息写入电子标签中，并将存储账号、金额等可变信息写入CPU卡，同时将这些数据记录并汇总至本收费中心的电子标签及预付卡数据管理服务器，当车辆通过高速公路电子收费口时，便能够通过收费口通信天线与车载设备之间的通信来实现电子结算收费，从而大幅度提高了高速公路通行效率，避免高速公路出入口发生堵塞。因此，高速公路管理单位在对高速公路机电系统进行创新过程中，应将ETC作为创新点之一。

除此之外，收费计重设备也属于高速公路收费系统的重要组成部分，长期以来，我国的高速公路计重收费始终坚持公平合理、简便易行等原则，故而在对收费系统进行优化创新的过程中，应着重提高计重的稳定性与准确性。比如在进行基坑开挖时，应检查车道路面质量，测量纵横坡度、平整度是否符合施工要求，确保称重设备上平面和收费车道基本处于一个平面内，确保计重位置的稳定性；又比如在安装传感器时,紧固板和框架之间的连接处以及螺母孔上都需用密封，以保证称重数据所得数据能够及时通过传感器传送到对应的设备上。

图3 收费计重设备施工流程

4.隧道机电系统

隧道机电工程系统属于高速公路机电工程系统的重要组成部分。众所周知，高速公路工程施工在迫不得已的情况下需要穿山而过，该工程建筑物便被称之为隧道，隧道具有狭长、封闭等特点，通信信号、行驶环境、光线环境等都比较差，故而在进行隧道机电工程系统施工过程中，需要对隧道的监控、通信以及消防等系统进行创新升级，最大限度保证车辆在隧道行驶过程中的安全。

具体而言，在对隧道监控系统施工时，可在隧道洞口变电所内设置隧道管理站，站内设置计算机控制显示系统，隧道内摄像机、广播、紧急求助终端、车辆检测器、情报板等设备的数据可通过光纤环网传输至隧道管理站，管理站则对相关数据进行接收和处理，从而通过网络技术对隧道运营设施实时进行监控与管理。同时，在隧道内安装能见度测量仪、火灾报警系统等，此类系统均已联网，当仪器检测到隧道内出现异常情况时，可以将通过声光等方式出来，并将相关异常信号及时传输至控制系统，确保异常情况能够得到及时处理和解除。此外，为保证隧道通信系统的畅通性，隧道左、右两侧每隔200米设置一个紧急电话分机，隧道左、右洞洞口各安装一个扬声器，广播方向朝隧道出（入）口，并在每部电话分机处安装功放模块，每个功放模块有唯一的地址码，可以同时控制所属辖区内的4套扬声器，控制台可以呼叫任何一套扬声器，也可进行片呼和群呼。

三、结语

总而言之，高速公路机电系统的设计直接关系到高速公路通行的安全性、有序性与高效性，故而在“互联网+”时代背景下，我们需要不断对系统进行创新和优化设计，使得高速公路的监控、收费、通信以及隧道机电工程系统能够真正实现信息化、数据化和智能化，从而推动我国公路交通运输业高效发展。