岳东海

摘 要：根据有关统计数据，近五年来我国高速公路的通行里程平均每年以9%的增速增加，而高速公路的汽车通行量却以成倍的增速提高。在这种形式背景下，为了更好的面对高速公路上越来越庞大的滚滚车流，就需要应用较多的自动化设备来实现高速公路收费站出、入口的通行管理，提高收费站的通行能力，降低相关工作人员的压力。为了能够进一步提高收费站机电设备的完好率与利用率，降低故障率和修复时间，本文在详细分析高速公路机电设备监控管理概述的基础上，进一步阐述了高速公路机电设备系统所具有的功能以及高速公路收费站机电设备可视化管理的相关设计流程，并以此为基础给出了相应的高速公路收费站机电设备可视化管理、实时监控的实现。

关键词：高速公路；收费站；机电设备；可视化管理；实时监控

中图分类号：F54 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）13-0051-02

现阶段，我国的高速公路获得了飞速的发展，相应的机电系统信息化建设也取得了很大的进步，在诸多因素的推动作用之下，高速公路收费站的管理质量以及管理效率也得到了很大幅度的提升。作为收费站运作的基础——收费站机电设备的正常运行就具有十分重要的作用，其重要性表现在：其一，收费站机电设备的正常运行保证了高速公路的正常通行；其二，为收费站各项功能的稳定运转发挥了保障作用。因此对于高速公路收费站的机电设备来说，要不断地引进新技术、新理念，不断的提高优化机电设备的可视化管理以及实时的监控，从而最终实现提高机电设备的综合效率。

1 高速公路机电设备监控管理的概述

1.1 不断的加强收费站机电设备的监控管理所具有的重要性

对于现代化的高速公路来说，其通车里程在不断增加的同时，建设规模也得到了大幅度的提升，除此之外，高速公路的内部结构方面也是日益复杂。高速公路中所设置的收费站的作用尤为凸显：一是完成高速公路车辆通行费用的收缴工作；二是完成高速公路上下车辆的管理工作；三是连接高速公路与普通公路的纽带。对于高速公路收费站来说，其功能的实现主要是由收费站安装的机电设备的现代化程度决定的。在传统的高速公路收费站中，其机电设备的应用范围较小，所具有的功能结构比较单一，自动化程度不高，因此也就导致了其只能辅助收费站相关工作人员完成一些比较简单的收费和监控工作。不过在科学技术发展迅速的今天，机电设备相关系统已经越来越现代化，促进了高速公路的安全、高效、稳定的运营。相应的，为了能够保证机电设备的安全、稳定运行，高速公路收费站机电设备的可视化管理以及实时监控的应用也越来越普遍。

1.2 高速公路收费站机电设备在管理上所面临的问题

近几年来，我国高速公路收费站机电设备的管理体系已经基本上达到了比较成熟而且相对完善的程度，在机电系统的内部构造方面以及实际的功能实现方面都基本满足了高速公路对于安全管理上的需求。但是，在与发达国家的高速公路进行比较的时候，我们不难发现，在收费站机电设备的管理与监控方面我国仍然存在着一些问题急需改善。我国高速公路收费站机电设备的管理监控存在的问题及具体内容如表1所示。

2 高速公路机电设备系统所具有的功能

高速公路收费站机电设备的系统组成主要可以分为以下四种：一是通信系统；二是监控系统；三是收费系统；四是供配电及照明系统。

2.1 通信系统

高速公路通信系统是高速公路现代化管理的支撑系统，它实现了监控系统和收费系统的数据、话音和图像等信息准确而及时的传输，保持高速公路管理部门之间业务联络和通信的畅通，并为高速公路内部部门之间，或与外部单位建立必要的联系。因此通信系统是实现高速公路现代化管理必不可少的基础设施。

2.2 监控系统

对于监控系统来说，其是一种复合类型的系统，收费站监控系统主要包括两个部分：第一部分是场外设备；第二部分则是监控中心。其中，高速公路收费站所设置的一系列抓拍设备的总称就是场外设备，收费站监控系统一方面收集高速公路的现场信息；另一方面可以初步的筛选以及加工收集到的现场信息，从而有效降低需要存储的数据量，有效的降低高速公路监控中心的数据分析压力。

2.3 收费系统

收费系统作为高速公路机电工程的一个子系统，是收取车辆通行费的关键环节。收费站收费系统中，其最前端的位置一般安装着主控设备、接口设备、抓拍设备、传感器以及通行指示设备。其中部分设备收集车辆信息并叠加相关信息以二进制的形式储存起来，并进行多级传输。相关的运营企业在通过网络获得的车辆在高速公路通行信息之后，会将获得的数据与相关的收费标准进行比较、配对操作，以实现对于应收费用的确定工作，最后将结果反馈到相应的高速公路收费站进行费用的收缴。

2.4 供配电及照明系统

高速公路供配电一般都采用两路供电系统，一路一般为10KV高压市电供电，一路为内设发电机供电，两路供电系统通过配电柜（双电源切换开关）进行自动或手动切换，以保证任意一路电路系统能及时与不间断电源UPS设备相通。而其他三大系统都是建立在不间断电源供电系统UPS上，保证了其他三大系统设备能源的稳定与连续。

3 高速公路收費站机电设备可视化管理的相关设计流程

3.1 策划以传输系统为主的监控平台

随着技术的不断进步，现在收费站绝大部分设备都有其自身的自检及故障报警或故障处理管理系统，但是都基本上各成体系，反馈信号、操作指令的代码千差万别，传输方式也大相径庭。要建立一个整体性的设备可视化管理及实时监控设备，首先就要将所管理的设备用特有的传输方式连接起来，当前收费站最简单可靠的就是其自身的网络通信设备，将其他传输方式进行协议转换，保证传输的唯一性。而后构建可视化管理及监控系统的软件整合，通过代码转换实现统一数据类型，给可视化管理及监控奠定后台基础。

3.2 绘制相关的软件布局以及分布图

平面分布图可以直观的反映出收费站所有机电设备的布设位置，这样可以在很大程度上降低后期布控的难度。绘制分布图的基础是实际机电设备的真实坐标，并以绘图的比例尺为依据进行适当的缩放。在高速公路中的机电设备的分布一般都是零散的，并且它们之间的间隔密度也并不是均匀、规则的，相应的，在进行机电设备的绘制过程中，相关的工作人员就需要在实地采集相关数据信息的基础上来调用收费站的资料，只有这样才能够保证绘制出图形具有比较高的准确度。在布局机电设备的相关系统软件的过程中，不同的收费站都是一个相对独立的结构单位，每一个收费站对应着一个窗口，同时对各个窗口的页面利用编辑软件进行定义从而便于后期对软件的设计。

3.3 对于图表的设计与功能实现

设计一些专用图标、符号，可以在很大程度上降低占用的空间，而且还能够提高机电系统的运行效率，易于工作人员操作。在平面设计的过程中可以用一些图标来表示一些设备，经过与后台程序数据的关联，就可以实时监控设备的运行状态，及时获取故障设备的故障情况，管理人员可以通过远程操作对管理系统内的设备进行一些简单的维护及维修工作，最终实现设备的管理与监控。

4 高速公路收费站机电设备可视化管理、实时监控的实现

4.1 系统的实现

高速公路收费站机电系统的可视化管理是一种现代化的系统，包含了地理信息、无线通信等现代化技术。终端设备以及监控中心服务器的应用可以让该系统具备可视化管理、实时监控的功能，并利用服务器将监控到的各方面信息转变为可视化的形式，将其直接显示出来，从而让工作人员获得可视化的实时信息。

4.2 管理系统建设分析

尽管国内不少企业对高速公路机电系统进行了一系列的研究，但是其研发能力还需進一步提高，要使得不同管理系统的通用性与兼容性不断提高。在研发的管理监控设备的同时建议国家或行业出台有关设备故障协议代码及传输方式的标准化，并通过这套系统统计出相应机电设备质量情况，择优选用，以此提高整个高速公路机电行业的不断进步与创新。

参考文献

[1]万金朋.基于高速公路收费站数据的交通流量多维分析技术研究[D].重庆大学，2012.

[2]朱恩廷.浅析高速公路收费站机电设备的监控及可视化管理[J].中国科技纵横，2015，（22）：9-9.

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