高速公路機電工程講解課件

1、高速公路,機電工程系統(tǒng),講解：劉新宇,1,一、高速公路機電工程系統(tǒng)簡介,二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成,三、監(jiān)控系統(tǒng),四、通信系統(tǒng),五、收費系統(tǒng),六、低壓供配電系統(tǒng),七、照明系統(tǒng),八、隧道機電系統(tǒng),九、機電工程常用名詞解釋,十、機電施工安裝流程及注意事項,2,一、高速公路機電工程系統(tǒng)簡介,高,速公路機電工程系統(tǒng)隸屬于交通工程（安全設施,管理設施和服務設施）的管理設施。高速公路機電系統(tǒng)被,劃分為六大系統(tǒng)，即,監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、低,壓供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、隧道機電系統(tǒng),在高速公路的,建設和發(fā)展過中，監(jiān)控、收費、通信三大系統(tǒng)是同步協(xié)調(diào),發(fā)展的,3,二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成,機電工程,監(jiān)

2、控系統(tǒng),通信系統(tǒng),收費系統(tǒng),低壓供配電系統(tǒng),照明系統(tǒng),隧道機電系統(tǒng),4,車輛檢測器,氣象檢測器,閉路電視監(jiān)視系統(tǒng),可變標志,光電纜線路,監(jiān)控（分）中心設備安裝及軟件調(diào)測,二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成,監(jiān)控系統(tǒng),大屏幕投影系統(tǒng),計算機監(jiān)控網(wǎng)絡與軟件,地圖板,5,通信管道與光電纜線路,光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng),數(shù)字程控交換系統(tǒng),緊急電話系統(tǒng),二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成,通信系統(tǒng),無線移動通信系統(tǒng),通信電源,6,入口車道設備,出口車道設備,收費站設備及軟件,收費中心設備及軟件,IC,卡及發(fā)卡編碼設備,閉路電視監(jiān)視系統(tǒng),收費系統(tǒng),內(nèi)部有線對講及緊急報警系統(tǒng),收費系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡,收費站內(nèi)光、電纜及塑料管道,二

3、、高速公路機電工程系統(tǒng)組成,7,中心（站）內(nèi)低壓配電設備,外場設備電力電纜線路,二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成,低壓供配電系統(tǒng),8,照明系統(tǒng),二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成,照明設施,9,車輛檢測器,氣象檢測器,閉路電視監(jiān)視系統(tǒng),緊急電話系統(tǒng),環(huán)境檢測設備,報警與誘導設施,隧道機電系統(tǒng),可變標志,隧道監(jiān)控中心計算機控制系統(tǒng),本地控制器,二、高速公路機電工程系統(tǒng)組成,隧道監(jiān)控中心計算機網(wǎng)絡,低壓供配電,10,三、監(jiān)控系統(tǒng),監(jiān),控系統(tǒng)一般由監(jiān)控中心和外場設備兩部分組成。監(jiān)控,中心由算機系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視控制設備、投影設備、不,間斷電源系統(tǒng)等組成。監(jiān)控中心計算機系統(tǒng)采用局域網(wǎng)結(jié),構(gòu)，能接入視頻、數(shù)據(jù)和語

4、音信息，構(gòu)成一個多媒體的信,息平臺，具備方便的擴展性。計算機系統(tǒng)具有每天,24h,連,續(xù)工作的能力。監(jiān)控軟件工程是交通監(jiān)控系統(tǒng)的靈魂工,程，它采集外場設備檢測到的信息，進行分析處理，生成,相應的控制方案，通過外場的可變標志等設備發(fā)布路況信,息,11,三、監(jiān)控系統(tǒng),高,速公路監(jiān)控系統(tǒng)從管理層次一般分為外場設備、監(jiān)控,站（或隧道管理站）、監(jiān)控分中心以及監(jiān)控總中心。外場,設備按物理環(huán)境分為一般路段設備和隧道內(nèi)設施。一般路,段設備包括車輛檢測器（有源環(huán)檢測器、微波檢測器、視,頻檢測器等）、氣象檢測器（風速風向檢測器、溫濕度檢,測器、能見度檢測器、路面狀態(tài)檢測器、雨量監(jiān)測器等,信息發(fā)布屏和遙控攝像機等,

5、隧道內(nèi)設施一般分為環(huán),境檢測系統(tǒng),CO,檢測器、照度檢測器、能見度檢測器等,交通控制子系統(tǒng)（信息發(fā)布設施、視頻檢測設施、流量,監(jiān)測設施等）、火災檢測報警子系統(tǒng)、隧道通風控制子系,12,三、監(jiān)控系統(tǒng),統(tǒng)、隧道照明控制子系統(tǒng)、有線廣播子系統(tǒng)以及本地控制,子系統(tǒng)等。監(jiān)控站（或隧道管理站）、監(jiān)控分中心、監(jiān)控,總中心監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)建設規(guī)模和要求的不同一般由監(jiān)控中,心由計算機網(wǎng)絡系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、控制臺及輔助,設備等部分組成,13,三、監(jiān)控系統(tǒng),別的角度理解,高,速公路監(jiān)控系統(tǒng)主要由信息采集子系統(tǒng)、監(jiān)控中心及,信息提供子系統(tǒng)三大部分組成。信息采集子系統(tǒng)包括：車,輛檢測器、氣象檢測器、緊急電話和巡邏車。

6、監(jiān)控中心是,高速公路全線路監(jiān)控系統(tǒng)的最高層即控制中心，主要負責,全線路范圍內(nèi)交通情況的監(jiān)視和控制。信息提供子系統(tǒng)包,括交通標志、標線和信號等，是交通監(jiān)控管理為汽車用戶,服務的主要形式,國內(nèi)現(xiàn)階段的監(jiān)控主要是視頻監(jiān)控。視頻監(jiān)控主要由以,下子系統(tǒng)組成,14,三、監(jiān)控系統(tǒng),視頻攝像子系統(tǒng)：包括遙控攝像機、固定攝像機、激光夜,視攝像機、廣場球型攝像機、攝像機支架、防護罩、云臺,攝像機支柱等,圖像數(shù)字系統(tǒng)：視頻編碼器及解碼器、中繼器、接收器,線纜、視頻分配器等,輸出子系統(tǒng)：監(jiān)視器、硬盤錄像機、延時錄像機等,控制子系統(tǒng)：包括云臺控制器或控制鍵盤、副控鍵盤、矩,陣切換器、畫面分割器等,15,三、監(jiān)控系統(tǒng),設

7、備介紹及圖示,車輛檢測器,車,輛檢測器，更標準的稱謂應該是：交通信息檢測器。國,內(nèi)外在交通檢測系統(tǒng)或交通信息采集系統(tǒng)中，大量應用了,電磁傳感技術、超聲傳感技術、雷達探測技術、視頻檢測,技術、計算機技術、通信技術等高新科學技術。相應地,交通信息檢測器主要有電感環(huán)檢測器（環(huán)型感應圈）、超,聲波檢測器、紅外檢測器、雷達檢測器、視頻檢測器。目,前高速公路主要使用環(huán)形線圈檢測器、普通波頻檢測器和,視頻檢測器,16,三、監(jiān)控系統(tǒng),環(huán)形線圈檢測器,環(huán),形線圈檢測器是傳統(tǒng)的交通檢測器,是目前世界上用量最大的一種檢測設備,車輛通過埋設在路面下的環(huán)形線圈，引起,線圈磁場的變化，檢測器據(jù)此計算出車輛的流量,速度、時

8、間占有率和長度等交通參數(shù)，并上傳給中,央控制系統(tǒng)，以滿足交通控制系統(tǒng)的需要。此種方,法技術成熟，易于掌握，并有成本較低的優(yōu)點,這種方法,也有以下缺點,a,線圈在安裝或維護時必須直接埋入車道,這樣交通會暫時受到阻礙,b,埋置線圈的切縫軟化了路面,17,容易使路面受損，尤其是在有信號控制的十,字路口，車輛啟動或者制動時損壞可能會更,加嚴重,c,感應線圈易受冰凍、路基下沉,鹽堿等自然環(huán)境的影響,d,感應線圈由于,三、監(jiān)控系統(tǒng),自身的測量原理自身的測量原理所限制，當車,流擁堵，車間距小于,3m,的時候，其檢測精度稍,有下降，有些廠商的產(chǎn)品甚至無法檢測,18,三、監(jiān)控系統(tǒng),普通波頻檢測器,波,頻車輛檢測

9、器（多為懸掛式檢測系統(tǒng),波頻車輛檢測器是以微波、超聲波和紅外線,等對車輛發(fā)射電磁波產(chǎn)生感應的檢測器,這里主要介紹微波車輛檢測器,RTMS,，它是一種價格低、性,能優(yōu)越的交通檢測器，可廣泛應用于城市道路和高速公路的交,通信息檢測。微波車輛檢測器,RTMS,的工作方式是：采用側(cè),掛式，在扇形區(qū)域內(nèi)發(fā)射連續(xù)的低功率調(diào)制微波，并在路面上,留下一條長長的投影,RTMS,以,2,米為一,層”，將投影分割為,19,三、監(jiān)控系統(tǒng),32,層。用戶可將檢測區(qū)域定義為一層或多層,RTMS,根據(jù)被檢測,目標返回的回波，測算出目標的交通信息，每隔一段時間通過,RS,232,向控制中心發(fā)送。它的車速檢測原理是：根據(jù)特定區(qū)

10、,域的所有車型假定一個固定的車長，通過感應投影區(qū)域內(nèi)的車,輛的進入與離開經(jīng)歷的時間來計算車速。一臺,RTMS,側(cè)掛可同時,檢測,8,個車道的車流量、道路占有率和車速,微波車輛檢測器,RTMS,的測量方式在車型單一，車流穩(wěn),定，車速分布均勻的,道路上準確度較高，但是在車流擁堵以,20,三、監(jiān)控系統(tǒng),及大型車較多、車型分布不均勻的路段，由于遮擋，測量精度,會受到比較大的影響。另外，微波檢測器要求離最近車道有,3m,的空間，如要檢測,8,車道，離最近車道也需要,7-9m,的距離而且,安裝高度達到要求。因此，在橋梁、立交、高架路的安裝會受,到限制，安裝困難，價格也比較昂貴,21,視頻檢測器,三、監(jiān)控系

11、統(tǒng),視,頻車輛檢測器是通過視頻攝像機作傳感,器，在視頻范圍內(nèi)設置虛擬線圈，即檢測區(qū),車輛進入檢測區(qū)時使背景灰度值發(fā)生變化，從,而得知車輛的存在，并以此檢測車輛的流量,和速度。檢測器可安裝在車道的上方和側(cè)面，與傳統(tǒng)的交通信,息采集技術相比，交通視頻檢測技術可提供現(xiàn)場的視頻圖像,可根據(jù)需要移動檢測線圈，有著直觀可靠，安裝調(diào)試維護方,便，價格便宜等優(yōu)點，缺點是容易受惡劣天氣、燈光、陰影等,22,三、監(jiān)控系統(tǒng),環(huán)境因素的影響，汽車的,動態(tài)陰影也會帶來干擾,受惡劣天氣正確檢測率下,降，甚至無法檢測。受燈,光、陰影等環(huán)境因素的影,響誤檢率也大幅上升,23,三、監(jiān)控系統(tǒng),氣象檢測器,由,于在氣候惡劣的天氣中

12、，交通事故的出現(xiàn)頻率較高。因,此，在高速公路周圍要結(jié)合路線的地形、地物、環(huán)境條件設置,氣象檢測器，根據(jù)需要可檢測風速、風向、溫度、濕度、能見,度、黑冰、雨雪等氣象狀況；有一部分氣象檢測器還可以根據(jù),實時數(shù)據(jù)提供短時間內(nèi)特殊氣象狀況的預報。一般情況下，氣,象檢測器配備的傳感器有：溫度檢測器、濕度檢測器、風速風,向檢測器、雨量檢測器、能見度檢測器、路面檢測器等?，F(xiàn)在,24,三、監(jiān)控系統(tǒng),新型的氣象檢測器還往往配有氣象熱普地圖,溫度與濕度探測器：探測路面溫度與濕度,目前應用于高速公路的相關探測器測量范圍,是,40,80,0,100%r.h,風速風向檢測器：探測道路附近風速及風向,常用于高速公路的檢測

13、器測量范圍是,0,75m/s,0,360,雨量檢測器：探測路面雨雪情況。能夠探測,的降水強度為：大雨、小雨、中雨；能夠探測的降水類型為：雨,雪、雨加雪,25,三、監(jiān)控系統(tǒng),能見度檢測器：檢測大氣透明度,能見度定義為具有正常視力的人在,當時的天氣條件下還能夠看清楚目,標輪廓的最大距離。能見度和當時,的天氣情況密切相關。當出現(xiàn)降,雨、霧、霾、沙塵暴等天氣過程,時，大氣透明度較低，因此能見,度較差,26,三、監(jiān)控系統(tǒng),路面狀態(tài)檢測器：包括氣象熱普地圖、道,路情況檢測、地圖制作、實時監(jiān)控軟件等,內(nèi)容，并與外場氣象檢測器配合，主要完,成實時對道路路面的冰、雪、黑冰檢測,并可根據(jù)大氣條件和相關信息，提前預,測冰雨、雪等特殊氣象狀況的發(fā)生,27,閉路電視監(jiān)視系統(tǒng),三、監(jiān)控系統(tǒng),閉,路電視監(jiān)控系統(tǒng),CCTV,能提供某些重要區(qū)域近距離的觀察,監(jiān)視和控制。系統(tǒng)符合國家有關技術規(guī)范。一般在系統(tǒng)應設置,電視攝像機，以實現(xiàn)全方位監(jiān)控。系統(tǒng)的主要設備應配置監(jiān)視器,時滯錄像機和畫面處理器等，使用戶能調(diào)看任意一個畫面和遙控,操作任意一臺有遙控功能攝像機的云臺和變焦功能,CCTV,系統(tǒng)的組成,概括的說，由前端，傳輸，終端組成,28,1,前,端,用于獲取被監(jiān)控區(qū)域的圖像,一般由攝像,機和鏡頭、云臺、編碼器、防塵罩等組成,2,傳輸部分,作用是將攝像機輸出的視頻（有時包括音,頻）信號饋送到中心機