高速公路机电工程改造的难点\重点与解决方案
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摘要：高速公路机电系统中的监控、收费系统日新月异的技术发展，在改造过程中遇到的难点、重点如何解决成为改造工程是否顺利完成、利益最大化的关键。本文针对高速公路机电系统中的监控、收费系统日新月异的技术发展，在改造过程中遇到的难点、重点与解决方案做一阐述。
中图分类号：F407文献标识码： A
改革开发以来，迅速带动了国民经济的发展，同时也带动了我国高速公路的发展，20年来，高速公路的通车里程迅猛增长，达到一个前所未有的高度，在带动当地经济发展的同时，随着时间的积累，通车较早的公路暴露出了越来越多的问题，技术落后、设备落后、管理落后，对于交通量猛增的今天，这些公路已经不能满足日益增长的交通流，在一定程度上暂缓了经济发展，因此，在满足道路服务的前提下，对原有公路进行改造，不仅可以造福一方民众，还可节约大量资金，实现资源在利用。
1.早期通车的高速公路机电系统运营状况及现状。
众所周之，近年高速公路的发展日新月异，各种技术设备也紧随潮流，迅猛发展，几年前通车的高速公路的监控、收费系统各自相互独立、设施分散，单独收费，没有形成联网收费模式，而如今联网收费模式已经普及，当初的设计已不能满足现有“以中心为管理核心，以站级管理为辅助，建立统一的综合管理平台”的运营管理模式，且机电设备日益老化，系统零散且项目扩展能力差，明显落后于目前国内高速公路机电系统的主流技术，在管理和技术上暴露出越来越多的问题，严重妨碍了管理运营的进一步发展。
2.早期通车的高速公路监控、收费系统存在的问题。
①信息无法共享
高速公路各子系统相对独立，信息难以共享，系统运行的基础数据不能充分利用，车流量数据、收费业务数据查询统计困难，收费稽核业务工作难度大，难以利用三大系统进一步提高运营管理效率。
②设备面临老化
机电系统从安装、使用到现在已有多年时间，多数设备、线缆已经老化，如：监控系统的录像机、矩阵、地图墙、监视器等监控设备已严重老化，特别是矩阵，早期生产矩阵的厂商因市场竞争如今已有许多退出了市场，尤其是外国一些品牌，目前市场上很难买到这些品牌的备品、配件，维修困难，再加上部分线缆老化，监控系统特别是收费监控系统已处于半瘫痪状态。
③监控手段不足
无论监控外场还是收费车道，早期建设的设备多按理想模式进行布设，限于供电及传输等原因，对于重点路段的监控较少，无论是选点位置还是监控目的越来越难满足现在精细化管理的要求，对收费稽查的监视手段欠缺也直接影响到公司运营的效益。
④诱导手段不足
随着周边接续路段的建设和开通，路网的交通流量势必会有大幅增加。道路沿线的情报标志不能为车辆提供更多的诱导信息，对进一步提高道路通行能力有所阻碍。
⑤数据大量增加
因收费系统的服务器及网络设备老化，故障发生的频率也比较高。随着联网收费系统新项目的增加，现在系统在通信业务、收费业务、监控稽核业务，以及数据、图像的传输、存储、查询统计报表等诸多功能上已不能满足联网收费系统的管理工作需求。
3.监控系统改造的目标
①完全开通监控系统数据、视频图像业务，支持收费流量数据单项汇集至监控中心，实现监控和收费系统的整合，积累路段管理的数据和视频资料。
②加强对路段内主线及出入道口的监视，包括在巡逻车上设置监控设备，建立和完善交通诱导系统，最大限度的提高本路段通行能力及服务水平。
③提高监控中心管理水平，保障监控信息的完整性、及时性，提高监控中心发现、处置意外事故的能力，加快事故和意外情况的处理速度，及时疏导交通流，减少交通延误及损失。
④整合统一的系统操作平台，实现子系统间的资源共享；结合高速公路机电系统技术的发展和联网收费系统的管理要求，使系统的技术水平得以提升，为系统的进一步扩展打下基础。
⑤硬件设备及配件的性能、规格、技术指标应完全满足道路本身及联网监控的要求；应为国内外高速公路机电三大系统中已实际应用的成熟产品；软件上应与联网监控、收费（含通行、计重）软件相匹配，并能通过联网监控、收费（含通行、计重）软件的调试等。
4.改造中所遇到难点、重点与解决方案。
①系统设备老化的问题
解决办法：
因系统设备老化，部分设备已不能正常工作，且维修难度较大，需要对设备进行更换，其更换设备的技术标准应为现今已经在国内外高速公路机电三大系统中实际应用的成熟产品，且应满足项目自身监控的需要以及联网监控的需要，同时，需要与部分不更新的设备相互兼容。
②监控手段及诱导手段不足等问题
解决办法：
监控系统：根据交通量的增长确定监控等级来布设监控设备，尤其对事故多发地段、危险路段（如连续长下坡路段）、特殊路段（如特大桥、隧道、避险车道等）等进行重点监控，确保事故少发生及在发生事故后第一时间内作出反应，及时实施救援。
收费系统：在替换所有收费车道、亭、广场摄像机的前提下，并在所有收费亭增加拾音器，将语音对话与视频图像叠加的方式进行录像，同时在入口收费车道安装车牌照识别系统，为收费稽查提供有效的稽查手段。
③无法满足各种业务的数据量传输需求
随着联网收费系统新项目的增加，现在监控稽核业务，以及数据、图像的传输、存储、查询统计报表等诸多功能上已不能满足联网收费系统的管理工作需求。
解决办法：
造成这些问题主要是因为早期通信系统配置较低，不能完成大量数据及视频图像的传输，且技术与当前主流的IP技术相比比较落后，因此，在通信系统改造升级后，由通信系统提供当前流行的以太网传输通道，各机构通过10/100M以太网口构成广域网，此传输方式更加稳定可靠，可实现车流量数据和收费业务数据信息的共享，也便于将来系统的升级与扩容。
④信息无法共享
各子系统相对独立，信息难以共享，系统运行的基础数据不能充分利用，监控数据、车流量数据、收费业务数据难以查询统计，给收费稽查的工作难度较大，运营管理效率难以提高。
解决办法：将视频和数据整合到一个平台上进行管理控制，结合联网收费的管理要求和技术发展趋势，将车流量、收费业务等数据通过网络传输到收费站和收费中（分中）心，通过软件手段将监控系统需要的信息数据共享，保证收费系统运行的基础数据能够被监控系统充分的利用，使收费稽查手段丰富全面，达到信息共享，统一管理的需求，从而提高系统的运营管理效率。
⑤施工期间对正常业务的影响
道路改造施工期间，收费与监控业务需要正常运行，施工带来了影响。
解决办法：针对上述情况，在改造施工期间，收费站需对车道采用轮流改造的方案，即关闭部分车道进行施工，并开放部分车道保证收费业务的正常运行，在最大程度上减小施工对收费业务的影响，同时利用静态、动态或可移动式标志对通行车辆进行正确引导，避免造成混乱。
小结
高速公路机电工程在改造过程中所遇到的问题会相当的繁琐复杂，所涵盖的范围贯穿整个机电系统，如何协调好各系统之间的衔接与过度，将是改造是否顺利的关键所在，同时，也要把握好项目所在区域的特点与当前的技术动态，做到和谐统一。
作者简介：
第一作者：于雷，工程师，从事交通工程设计工作
第二作者：张海亮，工程师，从事交通工程设计工作