高速公路机电工程建设方案和发展方向探讨
豳囵囫圈渔团丽ZUIU丽NU丽．L3勰咖。d Pm d咄工程技术
高速公路机电工程建设方案和发展方向探讨
郑祖廷
(湖北大广北高速公路有限责任公司，湖北黄冈438021)
摘要：高速公路管理系统包括收费、通信、监控、综合信息管理等子系统。本文讨论了我国高速公路管理的现状，阐述了高速公路管理各子系统的功能、组成、发展状况，提出了完善高速公路建设的发展方向。
关键词：高速公路建设：机电．y-：i f_发展方向
l概述
近十年来，我国高速公路基础建设飞速发展的同时，高速公路机电工程建设也得到飞跃式的发展。高速公路作为一种快速、经济、安全、舒适的交通运输方式，应加强营运管理，充分发挥经济效益和社会效益。高速公路机电系统是高速公路管理的核心部分．足高速公路营运管理的平台。本文分析了我国高速公路机电系统现状，已逐渐使用的新技术、新设备，探讨了机电工程建设方案和发展方向。
2高速公路机电系统现状
2．1I岛速公路管理现状
我国高速公路建设资金来源渠道不同、投资发展模式差异较大，大部分高速公路分段建设，使建成后的高速公路运营管理模式各不相同。日f i{『各地主要模式有四种：交通主管部门、公路管理机构、路段公础或事业管理处逐级管理；高速公路管理局直接管理；集团公司统一管理；交通主管部|1J统一管理。
22高速公路机电系统功能
高速公路机电系统包括通信系统、监控系统、收费系统．供配电系统。通信系统是监控系统、收费系统数据、语音、图像传输的平台，是高速公路营运管理的基础。通信系统包括光纤数字传输系统、程控数字交换系统、数据罔像传输系统、光缆T程和通信电源．收费系统足机电系统的核心，关系列岛速公路建设资金的偿还及管理运营费用的支H{以及高速公路事业的发展。收费系统包括车道设备和软件、收费站设备和软件、路段管理中心设备和软件、省联网结算中心设备和软件以及收费监控系统。收费监控系统包括收费亭监控、收费广场监控和收费站监控室峪控。监控系统是保证高速公路的服务水平，充分发挥其安全、高效、舒适特点的主要于．段监控系统包括计算机网络系统、外场闭路电视系统、信息采集发布系统、数据传输系统和软件系统。信息采集发布系统包括：视频午．辆检测器、
气象检测器、f】架情报板、立柱情报板、收费广场LE D显示板、悬臂情报板10套、隧道车道控制标志等。
3已逐渐使用的新技术、新设备
随着科学技术的发展、设计理念的进步以及营运管理的迫切需要。越来越多地新技术、新设备在高速公路机电l：程中得到应用。这蝗新技术、新设备的应用使高速公路营运管理手段更加丰富、现代化．管理理念与时俱进。
3．1计晕设备系统
在高速公路使用计重设备系统称鼍载货汽车的车货总质量，并据此计算通行费，不仅足高速公路营运管理的一次革命，也是保证行车安全、道路安全的有力手段，甚至对汽车制造、改装具有积极意义：
计重设备系统由5部分组成：高精度动态称霞仪、红外线车辆分离器、压敏式轮胎识别器、电磁感应线圈．数据采集处理器。
3．2车牌自动i,"J l q4支术
收费车道系统的车稗自动识别系统通过安装在人、出口的车牌自动识别器提供的标准车道
一“8一中国新技术新产品监控图像，自动识别通过车辆的车牌号码，弗进
行比对，以有效防l卜通行费流失，及监控和管理
车辆，并降低收费员劳动强度的目的。
汽车牌照识别器由抓拍单元即摄像头、处
理单元两部分组成。
33视频午．器
视频车检器足利用安装在道路侧的乍辆检
测摄像机采集视频图像，利用检测分析仪对视频
图像分析处理，从而分析出车流虽、实时速度、车
道cl i有率和平均速度等数据，便于道路的交通安
全管理和道路营运管理。
视频车检器包括外场车辆检测摄像机和安
装在监控分中心的车辆检测分析仪。
3．4气象检测器
气象检测器自动检测气象信息、进行处理，
并及时上传监控分中心计算机网络，监控分中心
计算机网络利用各类情报板发布相关气象信息，
为道路的管理者和使用者提供服务，确保道路畅
通和行车安全。气象信息包括：大气温度、相对湿
度、大气压力、风速，风向、降水／降雪量、路面结冰
状况、能见度等。
3．5信息发布系统
为发布路况信息，引导、控制高速公路上行
驶车辆，门架式口『变情报板、立柱式口f变情报板
得到了广泛的应用。为宣传政策、发布交通信息．
LE D显示板在收费广场的设置也比较普遍。实
际上，高速公路营运管理中，对潜在的Ⅱ『能上高
速公路行驶的乍．辆发带交通信息、宣传限速、限
载政策更为重要。因此．监控系统设计过程中，在
匝道与地方道路问．对悬臂式可变情报板数量、
规格、技术要求进行设计，安装，体现r高速公路
营运管理者对司乘人员的人文关怀。
3．6全路段监控
同前，高速公路的全路段监控越来越普遍。
即在高速公路沿线的瓦通、服务【x．和隧道等特殊
什么水果清热解毒去火
路段设置遥控摄像机，用于这些特殊路段的交通
流、路况以及运i馏崞的视频监视。
全路段监控可直观地、及时地观测道路沿
线、隧道外交通运行情况和事故现场，为救灾排
险提供第一手信息。
全路段监控设备包括监控中心的矩阵控制
器、视频网络连接器及数字硬盘录像机以及外场
遥控摄像机』专输通道等。监控中心可对遥控摄
像机进行摇摄、仰俯摄、变焦距、聚焦等控制操
作。以达到全路段监控的目的。
3-7电f不停车收费系统
电子不停车收费系统即ETC f El ect r on i c
Tol l C oll ect ion k是国际．国内正在努力推广普
及的一种用于道路、大桥和隧道的电f收费系
统，是目前世界卜I最先进的路桥自动收费方式，
ET C不停车收费系统通过安装在车辆挡风玻璃
上的车载电子标签与在收费站E TC车道I：的
微波天线之阀的微波纠羽短程通讯．利用汁算机
联网技术与银行进行后台结算处理．从而达到车
辆通过路桥收费站不需停车而能交纳路桥费的
目的。
使用该系统，车主只要在车窗t安装感应
卡并预存费用，通过收费站时便不用人工缴费。
也无须停车．高速费将从卡中自动扣除。这种收
费系统每车收费耗时不到两秒，其收费通道的通
行能力是人丁收费通道的5到l O倍。
4高速公路机电上程建设发展方向
随着高速公路建设的加快、里程的延长、车
流量的增加以及路网的形成，高速公路机电T．程
建设发展方向应与之相适应，并为高速公路的使
用者、管理者提供便利。
4．1自动发卡机
自动发卡机是高速公路封闭式收费系统入
口车道专用设备，安装任收费岛上。当车辆驶入
车道时，司机可方便地从一高—低取卡口中的任
意一个口取得Ic卡，配合牌照识别系统，自动发
卡机内部的Ic卡读写器可将有关该车的全部信
息自动写入Ic卡，完全实现人口车道无人值守。
自动发卡机町彻底避免收费员与卡接触所
产生的多发卡、错发K等差错，可有效提高车辆
通行率，低差错率及顾客投诉率。不需^、工点卡，
加速卡周转。
自动发号机由驱动装置、控制装置、非接触
IC卡读写装置、卡箱、机箱组成。机身分上下两
个取卡口。大型乍从上端取R口取卡．小型车从
下端取卡口取卡。司机只蚤轻轻接下“取卡”键．
即订r取卡通行。人工发卡所需时间是8秒左右．
使用自动发R机每辆乍的平均停留时间只需两
秒钟，大大提高_r车辆的通行速度．减少r司机
等待的时IⅥ；也减少r费qL h．员的数量，节约了
管理费用。
4．2便携式收费机
便携式车道收费机是将工控主机、收费键
盘、票据打印机、1C忙读写器等主要车道设备经
过小型化后，集成的单机设备。其体积小、重量
轻、便1磺带．是一种移动式应急收费产品，用于
高速公路紧急情况下的收费．利『}j该系统替代出
故障的车道进行收费或增加临时收费点，在出口
给出站的+辆i l-l l：出应收的通行费．收取费用并
回收I C膏和打印发票收据，可利用汁算机网络
系统将收费信息m-传收费站和收费中心。具有投
资少、使用效率高、方便快捷等特点。
43路径精确识别
随着各省f fi高速公路的不断建设，基本上
家用电动跑步机
建戎了人小、规模不等的联网收费系统，在联网
收费系统建设中．都面临了一个共同的问题一
车辆行驶路径的识别。在联网收费环境下，尤其
是在投资主体多兀化的路网环境下．路径识删不
仅仅涉及对每一通行车辆如何计算通行费．|嗣时
还要考虑将收入的通行费拆分给哪个收费单位
的问题，通行费的拆分直接天系剑各条高速公路
的合法利益，是联网收费的戈踺：
精确识别的原理足识别出路网中每一车辆
的实际行驶路径．避免路网中出现行驶路径的歧
义．从而解决路网中多路径问题：
、目前在高速公路路径精确识别的主要技术
方法有标识站法、车牌照识别法和智能射频卡技
术。
”．I标识站识别法是依精确识删原
凉凉歌词是什么意思理．准确识别车辆的实际行驶路径．红需要设置祝福公司未来发展的话
标识站的地设置几条带收费岛的车道，前设
工程技术
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探析
R TK 技术在电力工程测量巾的应用
包世伟
(云南省电力设计院。云南昆明650051)三级心理咨询师
摘耍：R T K 在工程测量中可作控制测量、地震放线、地籍测量、地形测量和工程放样等。R TK 的作业模式主要为静态测量和动态测
量。本文从电力线路测量、电力线路控制测量及地形测量三个方面来说明电力线路测量中的R TK 技术。关键词：R PK 技术；电力线路；测量应用1
R TK 在电力T 程测量中的应用
动，另二台RT K 固定作上下两时段的公用边，依制l 级导线测量进行了校测。
在电力线路测量中,R TK 主要用作电力线
路定线、定位。即先任意假设一基准点并在此基准点上架好基准站．蕹准站的l 殳置中输人假没的
基准点的54坐标和84坐标(84坐标ur 现场单点求得)及假设高程，然后由R TK 流动站先测量选定的两转角的坐标及高程'依据转角的坐标在其问由R T K 动态测苗中点放样或直线放样方式，加密放样一定数量的直线桩以及定测塔位桩。注意《1)每个桩段测量必须使用同一基准站；圆两台流动站的转换参数必须一致。
R TK 应用在电力线路测量中的优越性主要表现在：不用考虑现场通视情况，误差不会累
积不仅大大提高1二作效率’定线精度也提高了：
R T K 定线测量精度在随后的T 测定位．组校测时得到检验和保i 正，证明R TK 测壁完全能够满足电力线路定线、定位测量的精度要求。如2004年某500kV 终勘定位工程，全长300kI T l ．航测成
图．全线G PS 外控作了许多基准点终勘定位时
全部利H j R TK 定线、定转角塔位。见表1。
表1工程测量与R T K 测量对比
次流动：注意：每天四台RT K 最好每时段间时开、关机，记录好每站的测量时间段、天线高、天线半径及测站名。
测鲢后。在W i ndow s 下运行R TK 静态观测数据平差软件W i nPri sm ，由T r ans fer 传输数据至微机，在Proces s 下。将每站的文件名及天线高、天线半径更改，然后作基线处理发b 理完毕后：查看s um m a t y 结果，每条斌线边必须为fi xe d 即为正确．否则应该去掉这条边：整个控制嘲观测完毕后，合并全部观测数据，重新整体基线平差
处理，去掉未f i xed 的基线边-崖线平差处理完毕，
就该由A dj ust 进行网平差，先进行无约束自由网平差，再进行有条件约束自由网平差：最后T ool s 坐标投影’：f 辱各个控制测量点坐标由84坐
标投影为3。或确}G r id 网格坐标。
结果分析：分析网平差结果，首先检查单位权中误差S ．E 的值：如果S ．E 小于或等于1．说明平差初步结果是好的，但还须检查平差向量九V 。以分离有问题的基线。比较V 是否大于3．0’一个
点号工一焉程，皿
Pn ：离程／m
蔓值／m 工程里程／m PTK 曼程／l a
差值／正
j 州63890
63890084+OE 98{+069O
外04
8209082090O 79+，8279+982O
『337641176397+01479_'09779+096Z 5099t 86694855．o
14
77+694
77+6940
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．132．
976
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70+133
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青年节祝福语简短I
2
TK 在电力线路控制测量中的应用
控制测皱时，主要利，}j R TK 静态测量作导线控制测量及动态测量做罔根点测量。
(1)导线控制测量：Jf j 两套R T K(B I I 每套有流动站和基准站各一台)，将其电台频率点调为一
致这样在静态测量时共有4台RT K 。每时段构成一个四边形六条边，同定强度较大。利用R TK
静态作首级、Ⅱ级控制测鲢，先依测区情况布置好控制网，四台R T K 测量，每次二台R T K 流向量的V ’大于3．0意味着其残差大于3倍中误蔗，可能足该向量离散有问题。如果某一测站所有向量都离散，则该测站值得怀疑：如果S ．E 大于l ，说明数据有缺陷或约束条件不吐{，可能的问题是基线处理不当或观测值的数据不适当所致。对有问题的测站和基线向量应修改或删除数据，重新进行平差及分析结果。
(2)动态测量做图根点：即将一台RTK 支在一基准点上作基准站，设置好基准站后，另一台f 多台)R T K 作动态流动，测量每个图根点时只要
置平测杆且手持器上坐标及高程收敛(显示f i xed)。即日『作好注记并测碡记录下来。
RT K 静态作导线前级控制测量．我们曾用工测激光仪加密作n 级导线，方位角闭合差为l ≯坐标及i 角高程精度均完全满足导线测量精度要求：另外用动态测量对R TK 静态导线控3在地形测t i t 中的应用RT K 作地形测量，即利用其动态测蹙方法来测域地形图。一台R TK 架设在一己知控制点上，设置好
基准站另几台R TK 则作为流动站：手持器I ：建立好T 作簿，即可由流动站开始测镀地形}冬I 采集数据。每天采集的数据依TD S 动态数据传输软件中T r ans fer 传输到微机(文件名为}+‰r5l 然后在软件中选c onve rs i on 将料料七r5转换为A SC II 码文件输出(文件名”+J dat )，再由数据处理软件将文件一Jda t 转换为《工程测量C A D 软件包》需要的数据格式文件，由此软件包生成图形文件。
运用R TK 来测量地形图，可以一台作基准站。另几台同时流动，流动站操作只须一个人，测量起来在手持器上只要观察好点位坐标及高程
的收敛值佩好显示fi xed)，按Fl (st am 开始测量记
录，正常情况下外业每分钟叮采集一点：既1声省
人力减轻劳动强度．又操作方便，提高工作效率。
如测量某电力线路工程时，工程东两两侧的山
区绿化得十分好，树林高大而茂密通视条件十
分困难．甚至穿越行走都十分困难，常规测量根
本无法测缝地形图．于是_乖I J)t J R TK 动态测鲢采
集数据趣速I 斫圆满地完成测量任务，而且能较
高地保证测l 冬{精度。
4结语R TK 在测量中的^记用，．带来了程测量技术的革新'改变了过去对传统普通_[程测量仪器的过分依赖．既大大减轻外业劳动强度，又提高了测墙精度及工作效率。通过以后使用软件的不断升级，以及后续的不断开发研究且T K 一定会在工程测量中得到更加广泛的应用。
参考文献
【l 】吴展德．B T K 技术及其原理研究m 科技资讯，
2008．1．
【2】李力．工程测量技术发展现状叽科技创新导
掘．2009,1．
标志说明，收费车道上安装非接触式IC 卡读写设备，r i 】饥通过此路段时，将I C 帚红读写天线的规定距离内划过，自动栏杆开启、车辆通行，并记录该标识站信息。标识站还需要设置摄像机(对冲K 车
辆进行抓拍)、雾灯等安伞设施，该标谚U 右的没立实际上柏’l {于：-I z-线收费站的建设。由收费亭、带IC 譬读1j 器的计苒机、自动栏杆、(摄像机)、雾灯．通行灯以及通行系统组成。路径的识
别书要依靠’i 入通行卡的标谚潞编码．南出口根
据人L J 、标识站f 矗息自动汁算车辆行驶路径。
43．24i 牌照让l 别技术法。随符|冬I 像识别技术的发展．也n 『心用“’：牌照己f 蝴旷技术进行多路径的谚{别．即商速公路fH 、入口设置乍牌照抓拍系统(或存采J{j 人r 输入车牌照U 'F-5)．n!路州内笑键点没譬车牌照抓拍系统。摄取通过车辆牌
照。
廊用车牌照抓拍系统进行多路径的判别，需要解决以下3个具体的技术问题：(I )系统精度和建改n Ⅱ题。应选择比较町靠的设备；(2)
的处理和传输问题，应该详细规划设计车牌照提取、处理，传输等方案。以及棚应的技术要求，否则会严雨影响列收费的正常运转；(3)臀理F 日题．应严格规范车道操作流程、以及相应的收费管理制度。
．
4．33智能射频卡(简称射频卡或RF 卡)是世界卜最近几年发展起来的一项新技术，它成功地将射频谚惕I 】技术和I C R 技术结合起来．将具有微处理；}|}及人容融存储器的集成电路芯片和天线封装于塑料綮片之中，以无线力．式传送数据，，外形‘j 普通的信用忙基本棚M ，信息足靠卡中的集成电路进行俐c}}和处理。R F f ÷／r =读1i 时处，二非接触璨作状态．避免r 由于接触小良所造成的渎"1，t ，"。i L 误等误操作．同时避免r 灰尘、油污等外f }l ；恶劣环境对读1J 卡的影响。它具有下述优良性能：(I )操作简单、快捷，．R F 忙采取无线通迅式．使)t l H ,：t 尤力．向要求．所以使／l l ,l g 来}‘分便。(2)防冲突。R F 膏巾存f 广陕速防冲突机制。能防止忙片之间{i }现十扰，凶此终端町以同时
处理多张卡片。(3顺于一卡多用。R F 膏中有多
个分区．每个分区又各自有自己的密码，所以可以将不同的分区用于不同的应用，实现一卡多
用。
5结语
自从高速公路对车辆进行收费以来，收费技术经历了从低级到高级．从功能简单到完善的过程随着科技的发展．电于技术的进步。高速公路机电r -秤的发展将更加有利r 降低人1：成本、绿币保、提高车辆通行速度、通行费精确清分。
参考文献
…高速公路机电工程检测技术m 公路交通科技
(应用技术版)2007．0
01．【2】朱保同．高速公路机电工程监理的探讨Ⅱl 山西科技0009∞2)．
作者简介：郑祖廷(1962．4一)．男．湖北省宜
昌市．高级工程师．大学．研究向：机电工程。
中困新技术新产品一119一

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