试论高速公路收费站机电设备监控与可视化管理.doc

陈添荣

[摘 要]对高速公路收费站机电设备实时监控力度的必要性进行了阐述，分析了高速公路机电设备系统的功能以及高速公路收费站机电设备可视化管理的设计流程，结果表明，设计、处理图标、绘制分布图及软件布局是收费站机电设备可视化管理有效的设计流程，以期能够提高高速公路收费站的工作效率和质量。

[关键词]高速公路；收费站；机电设备系统；实时监控

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0049-01

在高速公路迅速发展和机电系统信息化建设的双重推动下，我国高速公路的管理质量和管理效率都有了极大的提升。收费站机电设备系统的正常运行，不仅能确保整个高速公路运营通畅，而且能够确保收费站各项工作职能的稳定发挥。因此，高速公路收费站机电设备的监控管理，必须要不断引进新技术、新设备和新理念，不断完善机电设备自身的优化升级，为提高机电设备的监控和可视化管理提供必要的保障。

1 高速公路机电设备监控管理概述

1.1 加强收费站机电设备监控管理的重要性

现代高速公路不仅通车里程数和建设规模都有了一定程度的增加，并且高速公路内部结构也日趋复杂化。收费站机电设备的主要功能是完成高速公路的收费、监控、通信等工作，因此机电设备的现代化程度将直接决定了整个道路的运行安全。传统的高速公路收费站管理工作中，机电设备的应用范围相对较小，功能结构单一，往往只是辅助收费站管理人员完成简单的收费和监控工作。但是随着相关技术的发展，机电设备系统的现代化功能得到了极大的丰富，为保障高速公路运输安全提供了信息支持。

1.2 高速公路收费站机电设备管理面临的问题

与国外一些发达国家相比，我国高速公路收费站机电设备管理仍然存在一些亟待改进的地方，大致可分为以下两类：一是单体资金投入有待提高。近年来，国家加强了对高速公路建设的资金投入，但是多数资金都用于高速公路修建、维护等工作上，真正花费在收费站机电设备建设上的资金相对不足。而以信息技术为支撑的机电设备监控和可视化管理系统，对于设备维护、系统更新等工作要求较高，需要大量的技术、资金做支持，如果资金投入不足，则会影响到收费站现代化建设的正常进程；二是设备维护困难。高速公路本身环境相对复杂，尤其是一些高精尖的机电设备，很容易在使用过程过程中出现各种各样的故障问题，一方面由于高速公路总里程数庞大，给维修工作带来很大困难，另一方面维修花费和成本高昂，也给机电设备的养护带来了诸多不便。

2 高速公路机电设备系统的功能

2.1 收費系统

各种功能的拍照摄像设备、传感器在收费系统的最前端位置。对于高速公路的信息，这些设备主要选用二进制形式将其储存起来，同时定期进行传输。在计算机控制中心获取到高速公路初始信息后，便会对信息进行分类、加工、整理，然后再将处理后的信息储存在中央计算机数据库中。接下来，在以太网交换机作用下连接成网络，使有关运营企业获取到高速公路信息，在获取到高速公路的数据信息后，运营企业便会和数据库中的收费标准进行比较，实现配对，以确定应收费用，然后向高速公路收费站进行反馈。

2.2 监控系统

监控系统是一种复合系统，主要包括两大部分，场外设备、监控中心。其中，场外设备是指高速公路、收费站中设置的抓拍设备，这些抓拍设备一直处于工作状态，它们不仅可以对现场信息进行收集，而且能够对高速公路信息进行初步筛选、加工，进而使数据存储量得到有效下降，使高速公路监控中心的数据分析压力得到有效减小。

2.3 通信系统

目前，中国高速公路收费站机电设备应用的通信系统已经发展到第4代，SDH光纤是传输线路应用的主要材料类型，进而使数据传输速率得到有效提高，同时能够使图像、音频、视频变得更为清晰。与此同时，自高速公路架设以太网络后，高速公路工作人员能够实现对高速公路收费站机电设备的随时监控，使其工作效率得到有效提高。在最近几年中，我国高速公路区域范围内的网络变得越来越完善，因而局域以太网构建的实现率大大提高。将来，高速公路收费站机电设备在监控方面一定会实现异地控制和同步控制，进而有效提高我国高速公路管理的效率。在高速公路全线的所有环节中，均设置了机电设备系统，能够及时跟踪、反馈、发布高速公路信息。高速公路机电系统的特点，具体表现为：一是涉及面大，分布范围广。在高速公路全线的所有管理中心、桥梁、隧道、收费站中，均设置了高速公路机电系统，其分布范围非常广泛，进而能够准确、及时地传递高速公路信息；二是技术集成度。高速公路机电系统涉及多种学科技术，如交通机械工程、通信技术、电子技术、自动化控制技术、计算机技术等，要想使高速公路机电设备系统能够正常运行，不同学科技术之间必须要互相集成和融合，这样才能使机电设备系统运算效率变得更高，能够对控制指令的传达进行有效控制。

3 高速公路收费站机电设备可视化管理的设计流程

3.1 对软件布局、分布图进行绘制

高速公路中所有机电设备布设位置，通过平面分布图，能够对其进行直观反映，有效减小后期布控的工作难度。机电设备的真实坐标，应作为分布图的绘制基础，根据绘图比例尺，进行相应缩放。因为高速公路均为零散分布机电设备，同时这些机电设备之间的间隔密度也不均匀、不规则，所以，在对机电设备进行绘制的过程中，有关工作人员应对相关数据信息进行实地采集，对收费站点资料进行调用，这样才能绘制出精准度比较高的机电设备绘制图。在对机电设备系统软件进行布局时，应将不同收费站作为一个独立结构单位，为每一个收费站设置一个窗口，同时运用sstab编辑软件对各个窗口的页面进行定义，以便于软件的后期设计。

3.2 设计、处理图标

对专用图标、符号进行设计，详细解释、标注这些图标或符号，取代比较复杂的设备模型，这样不但能够使机电设备系统占用空间有效减小，使机电信息系统运行效率得到有效提升，而且能够使机电系统管理人员操作起来更为方便。在设计平面结构过程中，某种设备常会用比较形象化的图标进行表示，且这种图标可以对ICO图标控制键进行支撑，进而能够对相应的单片机控制器进行有效设置。在图标控制键被管理人员按下时，和控制键相连接的单片机开关便会闭合，机电设备系统便会实现通电。

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

对于高速公路收费站机电设备，其可视化、监控管理系统是一种现代化信息系统，包括多种现代技术，如地理信息技术、局域网技术、无线通信技术等。通过对终端设备、监控中心服务器的运用，该系统可以可视化管理、实时监控机电设备的运行状况，向高速公路监控中心传递机电设备相关信息，如机电设备的运行状态、机电设备的位置等，然后运用服务器，将获取的信息转变为可视化形式，以将其在电子地图中直观显示出来。同时，对有关参数、预设状况进行对比，以实现全天24h监控，使监控人员获取可视化、实时的监控信息。

4.2 管理系统建设分析

到目前为止，尽管国内有很多企业都可以对高速公路机电设备管理系统进行研发，但这些企业的开发能力有待提高，使得不同管理系统的实用性、稳定性之间均存在一定的差距。在研发高速公路收费站机电设备管理系统时，高速公路运营企业应深入论证高速公路机电设备管理系统产品，产品质量好坏的评价标准为产品检测效果、稳定性的高低，同时还需综合分析其他因素等。

参考文献

[1] 饶永波，黄子轩.高速公路机电设备使用寿命的管理机制和实施方法[J].河南科技大学学报，2017，（7）.

[2] 李实永，刘旭阳.高速公路机电工程养护质量检验评定标准简介[J].交通标准化，2017，（11）.