隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展及社會的全面進步，交通運輸業(yè)也得到了的發(fā)展。近年來，公路特別是高速公路，無論是在建設(shè)里程還是在后期運營、管理上都取得了很大的成就。高速公路運輸在我國運輸業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，因此加強高速公路機電工程相關(guān)內(nèi)容的理論研究，為參與高速公路設(shè)計、建設(shè)和管理的相關(guān)人員提供必要理論依據(jù)是一項重要的工作。此外，機電工程建設(shè)和管理關(guān)乎整個高速公路運營的全局，通過對高速公路機電工程設(shè)計的具體內(nèi)容進行簡要分析，將能加強高速公路機電工程建設(shè)相關(guān)理論依據(jù)。
1 高速公路機電工程的內(nèi)容
總的來說，高速公路機電工程由監(jiān)控、收費、通信和供電照明系統(tǒng)四個部分組成。具體來說，收費系統(tǒng)就是依據(jù)相關(guān)部門發(fā)布的收費政策，構(gòu)建一個全省聯(lián)網(wǎng)的收費平臺。監(jiān)控系統(tǒng)是通過對路況信息、突發(fā)交通事件、氣象等信息的收集和歸納，并為相關(guān)人員傳輸準確信息或?qū)⑿畔⒐加诒姟１O(jiān)控系統(tǒng)是司乘人員了解交通信息以及工作人員*和控制交通的重要渠道。通信系統(tǒng)是監(jiān)控、收費系統(tǒng)得以順利運行的重要保障。它可以通過相關(guān)設(shè)備來傳輸監(jiān)控圖像、語音及相關(guān)數(shù)據(jù)，并對這些數(shù)據(jù)進行準確、恰當?shù)奶幚?。供電和照明系統(tǒng)是高速公路順利運營的重要基礎(chǔ)和保障，它一方面為整個機電工程的順利運行提供動力；另一方面還為收費站及附近工作區(qū)域、隧道的照明提供能源，以確保滿足收費人員及司乘人員的照明要求。總而言之，監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及供電照明系統(tǒng)作為高速公路機電工程的重要組成部分，在高速公路運營的過程中是缺一不可的。
2 高速公路機電工程主要內(nèi)容的設(shè)計工作
2.1 高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計
高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)了對整個高速公路管理及運營的全景監(jiān)控和展示，有效地完成了高速公路管理的及時性和互動性，促進了高速公路應(yīng)急管理的智能化及集成化，在整個高速公路的運營管理中發(fā)揮著重要的作用。對于高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)該嚴格秉承以下兩個方面的原則：首先，監(jiān)控方案必須與及相關(guān)部門的標準和政策要求保持一致；其次，從整個系統(tǒng)的經(jīng)濟性和*性出發(fā)，力爭用低的運營成本設(shè)計出成熟、完善的監(jiān)控系統(tǒng)，以滿足高速公路近期及*范圍內(nèi)對監(jiān)控系統(tǒng)的需求。此外，還要充分考慮本區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)與相鄰路段其他高速公路監(jiān)控系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)合作?？傊?，高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計要從以上兩個方面的原則出發(fā)，方能發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的匯集信息、顯示信息、控制信息、處理信息、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、視頻監(jiān)控、預警管控、路網(wǎng)協(xié)調(diào)處理、報警處理等基本功能。具體設(shè)計要求如下：高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)是一個集應(yīng)急指揮中心、運營管理中心、信息監(jiān)控中心為一體的集合系統(tǒng)，具體來說，一個完整的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)要由視頻集中監(jiān)控子系統(tǒng)、智能交通信息子系統(tǒng)、預警管控子系統(tǒng)構(gòu)成，因而對于高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計也應(yīng)該從這三方面入手：首先是視頻集中監(jiān)控子系統(tǒng)，通過在道路、收費站、橋梁、隧道等區(qū)域安裝監(jiān)控設(shè)備，并將來自這些區(qū)域的視頻、圖像和數(shù)據(jù)集中上傳到信息監(jiān)控中心，經(jīng)過統(tǒng)一分析和歸納后，實現(xiàn)對高速公路的集中監(jiān)控管理；其次是預警管控子系統(tǒng)，預警管控子系統(tǒng)是針對突發(fā)性群體事件、惡劣天氣、?；诽幹谩⑿畔⒉杉?、重大交通事故等突發(fā)性事件而設(shè)計的應(yīng)急處置系統(tǒng)。通過對事件及預警級別的分類，在預警軟件上設(shè)計出相應(yīng)的控制方案，包括惡劣天氣或交通擁堵等緊急事件處置方案，進而提高高速公路應(yīng)急處置能力，盡可能減少損失、避免傷害；后是智能交通信息子系統(tǒng)，它是以現(xiàn)代電子信息技術(shù)為依托，為服務(wù)于交通運輸而設(shè)計出的系統(tǒng)，主要通過*匯集、分析、處理信息的方式，為高速公路提高豐富的智能服務(wù)。
2.2 高速公路收費系統(tǒng)設(shè)計
高速公路的收費系統(tǒng)設(shè)計應(yīng)該從我國具體國情及區(qū)域道路的實際情況出發(fā)，符合區(qū)域公路近期、遠期的使用要求及相關(guān)部門的具體規(guī)劃，并大限度提高資源利用率。對于高速公路收費系統(tǒng)的設(shè)計，除了要嚴格遵守以上原則外，還要充分發(fā)揮其收費稽查、收費監(jiān)督、票卡管理及收費機電設(shè)備維護、管理的功能，從聯(lián)網(wǎng)收費管理中心、收費分中心、各收費站三個不同層面來入手對高速公路收費系統(tǒng)進行系統(tǒng)設(shè)計，并加強與其相關(guān)的其他界面的設(shè)計。具體來說，一個完整的高速公路收費系統(tǒng)的設(shè)計方案要涉及到數(shù)據(jù)通信管理子系統(tǒng)、報表管理子系統(tǒng)、卡號查詢子系統(tǒng)、圖像稽查子系統(tǒng)、票務(wù)管理子系統(tǒng)、ic卡管理子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)備份和恢復子系統(tǒng)等內(nèi)容的設(shè)計。
目前大部分高速公路收費站主要采取人工半自動收費方式，以現(xiàn)金形式支付通行費。在該方式下，用戶一次繳納的通行費數(shù)額較大。同時，點數(shù)、核對現(xiàn)鈔延長了服務(wù)時間，降低了通行效率和服務(wù)水平，也容易在收費過程中發(fā)生倒卡、換卡的行為，產(chǎn)生財務(wù)漏洞。因此，迫切需要啟用新技術(shù)提高收費業(yè)務(wù)管理水平和服務(wù)水平。非現(xiàn)金支付(包括etc)技術(shù)應(yīng)運而生，目前在全國各地得到了一定的應(yīng)用，社會效益和經(jīng)濟效益初步顯現(xiàn)，正在高速公路收費系統(tǒng)中快速發(fā)展。
2.3 高速公路通信系統(tǒng)設(shè)計
高速公路通信系統(tǒng)通信網(wǎng)由光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)、程控交換+軟交換系統(tǒng)、光纜工程、電纜工程、通信電源系統(tǒng)等構(gòu)成。
為了能夠有效、準確地對各個路段實現(xiàn)監(jiān)控管理，傳輸監(jiān)控、收費等系統(tǒng)的圖像、語音、數(shù)據(jù)等方面資料，在通信系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)該嚴格遵守以下兩方面的原則：首先，高速公路通信系統(tǒng)的設(shè)計要嚴格符合及相關(guān)部門對通信技術(shù)的規(guī)范及標準要求，在滿足路段公路管理和運營需要的前提下大限度利用目前既有通信設(shè)施，同時根據(jù)《高速公路通信技術(shù)要求》及地區(qū)規(guī)劃的要求，重點考慮項目與其他相鄰高速公路通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通，充分考慮高速公路所在區(qū)域的經(jīng)濟狀況及當前*技術(shù)的發(fā)展水平，提高高速公路通信系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和*性。保證系統(tǒng)多元化互聯(lián)，各類信息都能地接入網(wǎng)絡(luò)；其次，傳輸?shù)燃壍闹贫?，必須滿足語音、數(shù)據(jù)、圖像等信息的高質(zhì)量傳輸要求，并與其他系統(tǒng)協(xié)調(diào)一致。在原有通信設(shè)備的基礎(chǔ)上充分發(fā)揮新裝設(shè)備的兼容性及拓展性，使其既能滿足當前需要，又具有滿足未來發(fā)展需求的潛力。此外，綜合目前國內(nèi)、外高速公路通信技術(shù)的發(fā)展，綜合考慮設(shè)備和運行成本，采用*技術(shù)，保證系統(tǒng)的可靠性、可維護性。只有從以上兩方面的原則出發(fā)，才能充分發(fā)揮圖像業(yè)務(wù)、電視會議業(yè)務(wù)、語音業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)等方面的功能。
2.4 高速公路供電及照明系統(tǒng)設(shè)計 高速公路供電及照明系統(tǒng)是高速公路機電工程的重要組成部分，其具體設(shè)計應(yīng)該充分滿足監(jiān)控、收費、通信系統(tǒng)對于用電和照明的需求，因此，在供電系統(tǒng)設(shè)計過程中應(yīng)該采用*技術(shù)，實現(xiàn)供電系統(tǒng)的經(jīng)濟性及可行性。另外，照明系統(tǒng)無論是在亮度、照度還是在均勻度等方面，都應(yīng)該嚴格符合有關(guān)道路照明的技術(shù)要求，確保照明系統(tǒng)在*技術(shù)和設(shè)備的結(jié)合下，既能安全可靠運行，又充滿現(xiàn)代氣息。
總而言之，高速公路機電工程是一個涉及內(nèi)容廣泛的復雜系統(tǒng)。在其設(shè)計、建設(shè)過程中，要充分掌握其系統(tǒng)構(gòu)成，及時發(fā)現(xiàn)并解決建設(shè)過程中出現(xiàn)的瓶頸性障礙，通過優(yōu)化設(shè)計方案、嚴格遵循行業(yè)標準及法律法規(guī)規(guī)定，從監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、供電照明系統(tǒng)的具體內(nèi)容設(shè)計入手，確保高速公路機電工程建設(shè)的有效實施及穩(wěn)定運營。