高速公路机电系统解决方案.doc

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高速公路机电系统全面解决方案
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高速公路机电系统全面解决方案
浙江浙大网新快威科技有限公司旨在为高速公路机电系统提供整体系统解决方案，主要涵盖监控系统、通信系统、收费系统、供电照明系统等。
一、监控系统
监控系统采用先进的远程监控技术，采用模块化系统结构，采用星型组网方式，为业主提供一套高可靠性、高稳定性、高实时性、高联动性的先进的监控系统。
监控系统以监控（分）中心计算机系统为核心，附以功能强大的外场设备，实现对高速公路沿线的监控，对高速公路的安全高效运营提供科学的依据。
1、监控（分）中心
监控（分）中心是监控系统的指挥部，采集并处理外场设备的数据，紧急时依靠对数据的分析自动形成专家解决方案，并自动（手动）对外场设备下发指令。
监控（分）中心包括监控（分）中心局域网、监控软件、通信计算机、监控管理计算机、图形管理计算机、应用服务器、数据库服务器、闭路电视系统中心显示、控制及存储设备、模拟显示屏（地图板）、大屏幕投影设备、控制台、电源设备等。
监控（分）中心局域网采用10M/100M/1000M以太网，保证数据交换安全、快速。计算机可以实现互为双机热备份，当一台计算机出现故障时，另外一台计算机可以实现另外一台计算机的功能。
监控软件采用模块化结构，保证软件应用简单、维护方便、升级容易，并且业主可以根据自身实际情况进行进一步开发。监控（分）中心监控软件采用CS模式，管理结构简单，在服务器正常工程的前提下，任何一台客户机的故障均不会影响其它客户机正常工作。
通信计算机采用性能稳定的工业控制计算机，保证与外场设备的通信安全稳定。
数据库服务器采用先进的存储技术（如RAID）实现数据的双机备份，保证数据的安全存储。
闭路电视系统设备采用先进的显示、控制设备及存储设备，实现图像的显示清晰明亮，控制外场摄像机实时连续，存储图像容量大，时间长，压缩格式灵活。
模拟显示屏通过串行接口连接至交通监控计算机，智能接收交通监控计算机发送的数据，实时模拟显示高速公路运行的状况。
大屏幕投影系统采用先进的高亮度长寿命投影系统，将采集到的视频信号、局域网内计算机显示信号放大显示在大屏幕投影屏幕上，直观放大的显示需求信息，并且大屏幕投影系统可以与闭路电视系统和监控软件联动，实现自动切换异常视频信号。
电源设备采用大容量、长延时、冗余性能优良的设备，保证市电正常或者市电不正常时，监控（分）中心设备均可以正常工作。
2、外场设备
外场设备包括车辆检测器设备、气象检测器设备、大（小）型可变情报标志设备、闭路电视外场设备等。
车辆检测器采用检测精度高、适应7×24小时连续不间断工作、适应野外恶劣环境条件，及时准确的收集车流量、平均车速、车道占有率等数据，并通过通信系统实时传送至监控（分）中心。
气象检测器采用检测精度高、适应7×24小时连续不间断工作、适应野外恶劣环境条件，及时准确的收集温湿度、风速风向、降雨量等数据，并通过通信系统实时传送至监控（分）中心。
大（小）型可变情报标志采用适应7×24小时连续不间断工作、适应野外恶劣环境条件，准确的接收监控（分）中心发送的信息，并实时的按照要求清晰的显示，为驾驶人员提供有效的信息。
闭路电视外场设备采用适应7×24小时连续不间断工作、适应野外恶劣环境条件，及时将拍摄画面传递至监控（分）中心，并按照监控（分）中心指令动作。
二、 通信系统
通信系统采用高可靠、大容量、低成本、易维护的数字通信系统，通信系统实时连续地为收费系统、监控系统提供传输数据、话音、图像信号的综合通道，确保高速公路信息及时畅通。浙江浙大网新快威科技有限公司在高速公路中采用光纤数字传输设备、程控数字交换设备、路侧紧急电话、干线光缆电缆和通信电源等子系统来构成一个通信系统的综合平台。
光纤数字传输设备（SDH\OTN\MSTP\OLT\ONU）通过光纤通道提供从155M～10G的传输带宽，组网灵活，接口丰富、规范，可以提供所有高速公路所需要的接入接口，非常适合高速公路机电系统。光纤数字传输系统性能稳定，业务保护可靠（可以形成1＋1保护），保证监控系统、收费系统数据传输稳定、可靠。
程控数字交换设备满足高速公路交换容量需求，提供无阻塞电话交换与接通，与光纤数字传输设备（接入设备）配合使用，将各个收费站与监控（分）中心形成一套独立的内线电话，为以后高速公路的运营提供极大的方便。程控数字交换设备通过数字中继板与PSTN汇接，满足内线电话与PSTN网的相互呼叫。
紧急电话系统为高速公路使用者提供紧急呼叫服务，根据现场的需要，浙江浙大网新快威科技有限公司可以为业主提供通信电缆连接远端供电型、无线型、太阳能电池型等各种紧急电话，紧急电话（分）中心主机连接在监控系统计算机网络，根据紧急电话采集信息，监控软件分析、处理，形成联动方案。
三、收费系统
收费系统是机电系统的核心，现阶段国内高速公路采用封闭式半自动计算机收费系统。司机在高速公路入口处领取一张IC卡（叫做通行卡），在出口处根据其车辆类型和行驶距离付费（用现金或预付费卡等），这些信息是通过编码在通行卡中的数据进行计算的。收费系统也可对下列车辆进行处理：公务车（持有高速公路管理方提供的特殊免费卡），紧急车辆（救护车、救火车、工程服务车等）和军警车。
收费系统由收费软件、必备的车道附属设备、闭路电视系统、收费站计算机网络、收费（分）中心计算机网络组成。
浙江浙大网新快威科技有限公司有丰富的收费系统工程设计经验，根据业主的需求，为业主提供最佳方案的收费系统软件，同时，可以为业主提供完善的咨询服务，完善现有收费系统。软件系统采用模块化设计，便于升级，可以方便的在出口车道处增加车辆自动分型系统，可实现电子不停车收费，也称作电子收费或自动收费，或称作全自动车辆识别系统，可增加系统所管理的收费站数量，可在已有收费站里增加更多的收费车道。实现收费准确，快捷，减少误操作及确认发生误操作时的补救方案。
车道附属设备采用先进的计算机控制理论，将车道附属设备连接至稳定可靠的车道控制器，实现人工操作与附属设备的实时准确联动，为司机提供准确明晰的标志及是否通行的信号。
收费系统与监控系统的闭路电视系统可以做为一个整体的闭路电视系统，视频信号及反向控制信号通过通信系统提供的传输通道进行传输，配合监控（分）中心闭路电视设备，形成一整套闭路电视解决方案。
收费站计算机网络完成对车道收费数据的采集、分析、存储并将数据上传至收费（分）中心，生成站收费报表，控制收费系统摄像机，完成IC卡站级管理。收费站计算机网络一般包括以太网交换机、服务器、图形处理工作站、财务及IC卡管理工作站、非解除IC卡读写器、监视工作站、数据处理工作站等，各个计算机安装相应的站级收费软件。
收费（分）中心计算机网络完成对各个收费站数据的采集、分析、存储并将数据上传至收费中心（如有），生成收费报表，控制收费系统摄像机，完成IC卡（分）中心级管理，通过以太网交换机与监控（分）中心连接，实现收费系统非保密数据与监控系统数据互通，形成真正联动系统。收费（分）中心计算机网络一般包括以太网交换机、服务器（热备份＋磁盘阵列）、图形处理工作站、财务及IC卡管理工作站、非解除IC卡读写器、监视工作站、数据处理工作站等，各个计算机安装相应的收费（分）中心级收费软件。
四、供电照明系统
高速公路照明的主要目的是当汽车夜间高速行驶时，驾驶员能迅速准确地接受必要的视觉信息(如路上有无障碍物、前后车辆的相对位置、速度、路面宽度和线型等)，使其及时作出反应，以事先防止由于视距不足而发生的交通事故，增加夜间行车的安全感和舒适感。供电照明系统是为交通工程的电气设备、生产生活设施供电，并为互通立交道路和收费广场的照明进行供电服务的。
1、照明方案选择
由于我国高速公路照明设计规范标准尚未颁布，因此高速公路是否要设照明以及在哪些路段设置照明，目前争议很大。从我国已建成的高速公路来看，有的不设照明；有的在部分桥梁和服务区设照明；有的在立交和收费广场设置照明；有的则全线设置照明等等各不相同。各个路段可以根据自身的实际需求及投资许可情况选择不同的照明设置方案。
2、照明方式
高速公路路的照明采用高、中、低杆相结合的照明方式：
v 互通立交区域采用高杆照明、过渡段采用低杆照明。
v 主线收费站采用高杆照明、匝道收费站采用低杆照明。
v 特大桥和主线直线段采用低杆照明。
浙江浙大网新快威科技有限公司对各互通、各收费广场及主线直线段照明设施的设计，会立足用户进行多种方案的比选，选择不同的灯具、用不同的组合方式进行优化，应用计算机进行照度计算，以达到用最少的灯具来满足照明标准的效果［参照国际照明委员会(CIE)推荐的标准(主线照度25lx、收费广场30lx，总均匀度0.4，眩光控制指标G≥5)］。
3、光源和灯具的选择
(1)光源的选择
选用进口的高效、节能、长寿命的高压钠灯作光源。这样能增加照射半径，减少高杆灯数量，充分发挥高杆大功率集中照明的优势，灯泡寿命长，降低了营运费用，也减少维修工作量。高速公路上严禁用非截止型灯具。为防止眩光，营造良好的照明环境，我们在设计中灯具均采用截止型灯具。
高
杆
灯
灯具
数量
(基)
照射半径
(m)
功率/基
(kW)
总功率
(kW)
灯泡寿命
(年)
发光效率
(lx/W)
密封级
维修周期
(年)
进口(合资)
7
R=80
10-12
77
20
140
IP65
20
国产
13
R=60
14.4
187.2
5-7
100
IP23
0.5
(2)灯具的布设
选择灯具不仅要求性能好，而且选用结构新颖独特、造型美观大方的灯具。
①立交区域和主线收费站采用高杆灯照明。高标准高质量的优质灯具照射远、覆盖面大，照度均匀、眩光小，满足了重要交通枢纽全景观和保障高速行车安全的实际要求，高杆灯设置在车道以外的绿地上，灯盘可自动升降，安装和维修都很方便，且不影响正常通车。
②匝道收费广场和主线段采用低杆照明。杆高10～12m，单悬臂，在道路两侧对称布置，功率250～400Ｗ，间距40m左右。
由于匝道收费站路面较窄，为减少光通量溢出，并降低一次性投资，则设置低杆照明。在主线进出立交处的渐变段，设过渡照明，调整功率变化，达到过渡照明效果，防止产生“黑洞”效应，影响行车安全。低杆灯具上灯盖为玻璃纤维加强聚脂塑料制成，配曲面棱纹玻璃灯罩和模铸反光罩；可调灯架用以调节光源分布；可拆卸镇流器，易于维修；防护等级为IP44。
4、照明控制
高速公路的所有路灯均在相应的变配电所里集中控制，我公司采用微电脑路灯控制器。根据当地经纬度的四季日照程序自动启闭路灯，准确性高，电源为交流电，停电100多天后再通电，仍能正常工作。为能应付突发事件，还可选择自动与手动互换功能，操作简便、应用自如。同时为节约能源和节省营运费用，可设计半夜灯控制，在后半夜车流量不大的情况下，自动关闭高杆灯上近一半光源，主线段低杆灯全部熄灭，只有收费广场实行全夜照明。
5、供配电
高速公路的供配电系统主要为该路的管理中心、服务区、收费站、监控设施、互通立交及道路桥梁照明供电。根据监控、通信、收费三大系统设备对电源稳定性、可靠性的要求，以及它们在高速公路管理中所起的重要作用，这些设备用电按一类负荷供电，其余按二类负荷供电。
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