【正文】 四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院論文（畢業(yè)設(shè)計）四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文、解決方案） 題 目:典型高速公路機電系統(tǒng)分析 專 業(yè): 交通安全與智能控制 學(xué) 生: 鄭茗心 學(xué) 號: 20124074 指導(dǎo)老師: 何濤 日期：2014 年 11 月 16日摘 要 目前，我國正處于高速公路以及高速公路機電系統(tǒng)快速發(fā)展的時期，隨著新技術(shù)、新設(shè)備在高速公路機電系統(tǒng)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，機電系統(tǒng)已經(jīng)成為高速公路營運管理的重要輔助設(shè)施和必要的管理工具。同時，機電管理系統(tǒng)正常運行確保了高速公路“高速、安全、通暢”目標的實現(xiàn)，通過加強收費營運監(jiān)督管理，確保了路公司在經(jīng)營中取得最大的經(jīng)濟效益和社會效益。 高速公路機電系統(tǒng)是一個多學(xué)科、多領(lǐng)域交叉影響的復(fù)雜系統(tǒng)，主要包擴四大系統(tǒng)集成：收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、供配電系統(tǒng)，涉及通信、電子、機電、計算機、網(wǎng)絡(luò)、自動控制、供配電等諸多學(xué)科；在機電系統(tǒng)工作期間，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，都可能會給高速公路營運造成影響，甚至直接影響高速公路的安全暢通。關(guān) 鍵 詞: 高速公路 機電系統(tǒng) 營運 目 錄第一章 引言 1第二章 高速公里機電系統(tǒng) 2一．高速公路通信系統(tǒng) 2 2 數(shù)字通信網(wǎng)在高速通信系統(tǒng)中的優(yōu)點 2 從層次分析高速公路通信系統(tǒng) 3 高速公路通信系統(tǒng)的組成和功能 3二．高速公路監(jiān)控系統(tǒng) 4 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用目的 4 使用監(jiān)控系統(tǒng)的業(yè)務(wù)機構(gòu) 6 監(jiān)控的目標 7 聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控的技術(shù)特點 9 電力監(jiān)控 11三、 高速公路收費系統(tǒng) 11 半自動收費 11 全自動收費 12四、高速公路供配電系統(tǒng) 13 負荷分類及供電方案 13 配電方案 14 隧道供配電系統(tǒng) 15 不間斷供電系統(tǒng) 15第三章 高速公路收費系統(tǒng)的應(yīng)用 16一．系統(tǒng)功能 16 收費作業(yè)流程的控制 16 收費信息采集和處理 16 收費數(shù)據(jù)處理 18 數(shù)據(jù)信息的管理 20二系統(tǒng)組成 20三主要設(shè)備 21 主要車道設(shè)備 21 控制柜 21 22四系統(tǒng)功能 23 系統(tǒng)功能 23第四章 高速公路機電系統(tǒng)發(fā)展趨勢 25一高速公路信息化與智能化應(yīng)用系統(tǒng) 25 高速公路綜合管理系統(tǒng) 25 高速公路智能收費系統(tǒng) 25 高速公路公眾信息服務(wù)系統(tǒng) 25 高速公路聯(lián)動緊急救援系統(tǒng) 26 高速公路智能化養(yǎng)護系統(tǒng) 26 高速公路智能化路產(chǎn)管理系統(tǒng) 26結(jié)論 27致謝 28參考文獻 29第一章 引言 高速公路是指“能適應(yīng)年平均晝夜小客車交通量為25000輛以上、專供汽車分道高速行駛、并全部控制出入的公路”。一般能適應(yīng)120公里/小時或者更高的速度，要求路線順暢，縱坡平緩，路面有4個以上車道的寬度。中間設(shè)置分隔帶，采用瀝青混凝土或水泥混凝土高級路面，為保證行車安全設(shè)有齊全的標志、標線、信號及照明裝置；禁止行人和非機動車在路上行走，與其他線路采用立體交叉、行人跨線橋或地道通過。 高速公路是經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。第一，高速公路適應(yīng)工業(yè)化和城市化的發(fā)展。城市是產(chǎn)業(yè)與人口的集聚地，其汽車的增長遠比鄉(xiāng)村快的多，成為汽車的集聚中心，因此高速公路的建設(shè)多從城市的環(huán)路，輻射路和交通繁忙路段開始，逐步成為以高速公路為骨干的城市交通??第二，汽車技術(shù)的發(fā)展，對高速公路建設(shè)提出客觀要求。目前汽車已成為人類社會必不可少的交通工具，因此需要高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施的配合汽車的輕型化和載重化是兩大發(fā)展趨勢，前者要求速度保障后者要求承載力，而高速公路恰能使二者有機結(jié)合。高速公路按其功能可分為城市內(nèi)部高速公路和城市間高速公路兩大類；按其距離長短可分為近程高速公路（500km以內(nèi)）、中程高速公路（5001000km）和遠程高速公路（1000km以上）三類；按其布局形式分為：平面立體交叉高速公路、路堤式高速公路、路塹式高速公路、高架高速公路和隧道高速公路。20世紀30年代西方一些國家開始修建，60年代以來世界各國高速公路發(fā)展迅速。 世界第一條高速公路誕生于30年代的德國，到目前為止，全世界已有60多個國家和地區(qū)興建了高速公路，總里程達20多萬公里。在國外，一條高速公路建成3至5年后，其兩端的大城市會沿高速公路不斷延伸發(fā)展，形成以高速公路為軸線的產(chǎn)業(yè)帶。高速公路建成后，其兩側(cè)和周邊將形成高速公路經(jīng)濟帶，極大地推動了區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展和市場化進程。 高速公路機電系統(tǒng)是發(fā)揮道路設(shè)施交通功能的主要輔助管理系統(tǒng)是對高速公路實施現(xiàn)代管理的主要工具。高速公路機電系統(tǒng)主要由高速公路監(jiān)控、收費、通信、照明、供配電和隧道安全運行保障等子系統(tǒng)構(gòu)成。各子系統(tǒng)之間與系統(tǒng)內(nèi)部由通信網(wǎng)聯(lián)系。第二章 高速公里機電系統(tǒng)一．高速公路通信系統(tǒng) 高速公路通信系統(tǒng)是高速公路現(xiàn)代化管理的支撐系統(tǒng), 是實現(xiàn)高速公路現(xiàn)代化管理必不可少的基礎(chǔ)設(shè)施。它實現(xiàn)了監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、語音和圖像等信息準確而及時地傳輸, 同時保證高速公路管理部門之間業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)通訊的暢通, 并為高速公路內(nèi)部各部門與外界建立必要的聯(lián)系。主要有以下特點:（1）高速公路的各級管理機構(gòu)及沿線設(shè)施一般均建筑在公路兩側(cè), 沿公路呈線狀分布。一般通信站都設(shè)置在收費站或管理所的所在地, 通信站的地理位置在公路建設(shè)時已基本確定, 即不能隨意選址設(shè)站（2）高速公路的管理體制一般采取分級管理、集中控制調(diào)度, 高速公路通信網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)。此外, 各級管理機構(gòu)與公路沿線各地有關(guān)部門及上級機關(guān)也必須保持通信聯(lián)絡(luò)的暢通, 高速公路通信系統(tǒng)是以內(nèi)部通信為主, 并進入電信公用網(wǎng)。（3）在高速公路管理處、管理所、服務(wù)區(qū)、收費站收費、監(jiān)控分中心等機構(gòu)之間以及外場監(jiān)控設(shè)備與監(jiān)控分中心之間需進行語音、數(shù)據(jù)、圖像等各類信息的傳輸和交換。為及時處理交通事故, 進行交通調(diào)度指揮, 有關(guān)部門必須和巡邏車等保持通信聯(lián)絡(luò)。 數(shù)字通信網(wǎng)在高速通信系統(tǒng)中的優(yōu)點 數(shù)字通信網(wǎng)的優(yōu)點 近年來, 由于計算機技術(shù)、大規(guī)模集成電路技術(shù)及光通信技術(shù)的迅速發(fā)展, 大大加快了從模擬通信向數(shù)字通信過渡的進程。數(shù)字通信網(wǎng)由數(shù)字交換和數(shù)字傳輸兩大部分組成, 它可以對話音、數(shù)據(jù)、圖像等各類信息進行數(shù)字化, 把它們都作為數(shù)字信號來處理, 它和以往的模擬通信網(wǎng)相比有如下優(yōu)點: 不同的信息使用通用的處理設(shè)備, 不僅容易實現(xiàn)而且比較經(jīng)濟。 噪聲和衰減失真不隨傳輸距離而增加, 大大提高了通信質(zhì)量。 數(shù)字通信設(shè)備大量采用集成電路和大規(guī)模集成電路, 有利于設(shè)備小型化和降低成本。易于進行信號處理, 大大提高了通信網(wǎng)的功能。 以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)進而實現(xiàn)傳輸和交換一體化,進一步提高了系統(tǒng)的經(jīng)濟性和可靠性。數(shù)字通信網(wǎng)使得高速公路通信質(zhì)量產(chǎn)生了一個飛躍, 高速公路通信系統(tǒng)作為一個新建網(wǎng), 理所當然要適應(yīng)技術(shù)發(fā)展的方向, 積極采用數(shù)字通信技術(shù), 構(gòu)筑數(shù)字通信網(wǎng)。 數(shù)字通信網(wǎng)的構(gòu)成 數(shù)字通信網(wǎng)是由數(shù)字交換節(jié)點和數(shù)字鏈路組成的, 使用數(shù)字交換設(shè)備和數(shù)字傳輸設(shè)備在兩個或多個指定的點間提供數(shù)字連接, 是用數(shù)字信號來傳輸和交換信息的通信網(wǎng)。 數(shù)字通信的特點是將時間上連續(xù)的信號通過抽樣、量化及編碼變成時間上離散的信號, 再將各路信號的傳輸時間安排在不同的時間間隙內(nèi)。為了分清首尾和劃分段落, 還要在規(guī)定數(shù)目的時間間隙加入 識別碼組即幀同步碼, 形成按一定時間規(guī)律排列的比特流, 即pcm 信息碼。在我省高速公路通信系統(tǒng)中, 由于用戶電話機等設(shè)備一般還是模擬式的, 所以采用pcm 基群終端機音頻口與用戶設(shè)備接口。pcm 基群終端機完成信息的編解碼和32 路64 kbps 數(shù)字信號的時分復(fù)用 mbps 基群群路信號。采用數(shù)字程控交換機實現(xiàn)64 kbps 電路交換, 并在交換機主局建立頻率基準。當傳輸系統(tǒng)采用sdh 傳輸系列時, mbps 電路與pcm 基群群路接口。 從層次分析高速公路通信系統(tǒng)a)第一通信層: 長途網(wǎng) 它包括各路段管理處與省管理局及各管理處之間的通信, 屬主干線通信。b)第二通信層: 地區(qū)網(wǎng) 包括各路段管理處與所屬管段內(nèi)的管理所、收費站、服務(wù)區(qū)等部門之間的通信, 屬區(qū)間通信。c)第三通信層: 用戶網(wǎng) 它是路段內(nèi)各通信站與該站服務(wù)范圍內(nèi)各類用戶之間的通信, 屬站內(nèi)通信。其特點是通信業(yè)務(wù)量大, 通信距離短, 實時性強。 高速公路通信系統(tǒng)的組成和功能 高速公路通信系統(tǒng)確保話音、數(shù)據(jù)及圖像等各類信息準確及時地傳輸, 為各種先進的管理手段提供信息傳輸?shù)幕A(chǔ)。高速公路通信系統(tǒng)基本上由以下幾部分組成: a) 主干線傳輸 作為交通專業(yè)通信網(wǎng)的通信主干線, 它不僅要滿足長途網(wǎng)和地區(qū)網(wǎng)的傳輸要求, 而且考慮到省內(nèi)各地區(qū)交通部門的通信需要。 b) 業(yè)務(wù)電話 它是通信系統(tǒng)基本的通信業(yè)務(wù),包括網(wǎng)內(nèi)各級管理機構(gòu)的業(yè)務(wù)電話和個人電話, 它能實現(xiàn)專用網(wǎng)內(nèi)用戶和公用網(wǎng)用戶之間的通話。 c)指令電話 為在高速公路內(nèi)部進行交通管理和調(diào)度指揮服務(wù), 指令電話調(diào)度臺對分機具有選呼、組呼、全呼等功能, 它包括有線指令電話和無線指令電話。 d) 緊急電話 是高速公路內(nèi)部專用的安全報警電話, 它為高速公路使用者提供緊急呼救求援的通信手段。 e) 數(shù)據(jù)傳輸 包括收費系統(tǒng)內(nèi)部的收費車道—收費站—收費( 分) 中心三級計算機數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)和監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部的外場監(jiān)控設(shè)備—監(jiān)控(分) 中心之間的二級計算機數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò), 通信系統(tǒng)為上述計算機通信網(wǎng)絡(luò)提供傳輸信道。 f) 圖像傳輸 包括cctv 交通監(jiān)控圖像及會議電視圖像傳輸, 通信系統(tǒng)為各類圖像信息提供傳輸信道。二．高速公路監(jiān)控系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用目的 高速公