高速公路機(jī)電工程講解課件

1、高速公路,機(jī)電工程系統(tǒng),講解：劉新宇,1,一、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)簡(jiǎn)介,二、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)組成,三、監(jiān)控系統(tǒng),四、通信系統(tǒng),五、收費(fèi)系統(tǒng),六、低壓供配電系統(tǒng),七、照明系統(tǒng),八、隧道機(jī)電系統(tǒng),九、機(jī)電工程常用名詞解釋,十、機(jī)電施工安裝流程及注意事項(xiàng),2,一、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)簡(jiǎn)介,高,速公路機(jī)電工程系統(tǒng)隸屬于交通工程（安全設(shè)施,管理設(shè)施和服務(wù)設(shè)施）的管理設(shè)施。高速公路機(jī)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(fèi)系統(tǒng)、低,壓供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、隧道機(jī)電系統(tǒng),在高速公路的,建設(shè)和發(fā)展過(guò)中，監(jiān)控、收費(fèi)、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(jī)電工程系統(tǒng)組成,機(jī)電工程,監(jiān)

2、控系統(tǒng),通信系統(tǒng),收費(fèi)系統(tǒng),低壓供配電系統(tǒng),照明系統(tǒng),隧道機(jī)電系統(tǒng),4,車(chē)輛檢測(cè)器,氣象檢測(cè)器,閉路電視監(jiān)視系統(tǒng),可變標(biāo)志,光電纜線(xiàn)路,監(jiān)控（分）中心設(shè)備安裝及軟件調(diào)測(cè),二、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)組成,監(jiān)控系統(tǒng),大屏幕投影系統(tǒng),計(jì)算機(jī)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)與軟件,地圖板,5,通信管道與光電纜線(xiàn)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(huà)系統(tǒng),二、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)組成,通信系統(tǒng),無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng),通信電源,6,入口車(chē)道設(shè)備,出口車(chē)道設(shè)備,收費(fèi)站設(shè)備及軟件,收費(fèi)中心設(shè)備及軟件,IC,卡及發(fā)卡編碼設(shè)備,閉路電視監(jiān)視系統(tǒng),收費(fèi)系統(tǒng),內(nèi)部有線(xiàn)對(duì)講及緊急報(bào)警系統(tǒng),收費(fèi)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),收費(fèi)站內(nèi)光、電纜及塑料管道,二

3、、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)組成,7,中心（站）內(nèi)低壓配電設(shè)備,外場(chǎng)設(shè)備電力電纜線(xiàn)路,二、高速公路機(jī)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(jī)電工程系統(tǒng)組成,照明設(shè)施,9,車(chē)輛檢測(cè)器,氣象檢測(cè)器,閉路電視監(jiān)視系統(tǒng),緊急電話(huà)系統(tǒng),環(huán)境檢測(cè)設(shè)備,報(bào)警與誘導(dǎo)設(shè)施,隧道機(jī)電系統(tǒng),可變標(biāo)志,隧道監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng),本地控制器,二、高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)組成,隧道監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),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(chǎng)設(shè)備兩部分組成。監(jiān)控,中心由算機(jī)系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視控制設(shè)備、投影設(shè)備、不,間斷電源系統(tǒng)等組成。監(jiān)控中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用局域網(wǎng)結(jié),構(gòu)，能接入視頻、數(shù)據(jù)和語(yǔ)

4、音信息，構(gòu)成一個(gè)多媒體的信,息平臺(tái)，具備方便的擴(kuò)展性。計(jì)算機(jī)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(chǎng)設(shè)備檢測(cè)到的信息，進(jìn)行分析處理，生成,相應(yīng)的控制方案，通過(guò)外場(chǎng)的可變標(biāo)志等設(shè)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(chǎng)設(shè)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(chǎng),設(shè)備按物理環(huán)境分為一般路段設(shè)備和隧道內(nèi)設(shè)施。一般路,段設(shè)備包括車(chē)輛檢測(cè)器（有源環(huán)檢測(cè)器、微波檢測(cè)器、視,頻檢測(cè)器等）、氣象檢測(cè)器（風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器、溫濕度檢,測(cè)器、能見(jiàn)度檢測(cè)器、路面狀態(tài)檢測(cè)器、雨量監(jiān)測(cè)器等,信息發(fā)布屏和遙控?cái)z像機(jī)等,

5、隧道內(nèi)設(shè)施一般分為環(huán),境檢測(cè)系統(tǒng),CO,檢測(cè)器、照度檢測(cè)器、能見(jiàn)度檢測(cè)器等,交通控制子系統(tǒng)（信息發(fā)布設(shè)施、視頻檢測(cè)設(shè)施、流量,監(jiān)測(cè)設(shè)施等）、火災(zāi)檢測(cè)報(bào)警子系統(tǒng)、隧道通風(fēng)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(xiàn)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(shè)規(guī)模和要求的不同一般由監(jiān)控中,心由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、閉路電視監(jiān)視系統(tǒng)、控制臺(tái)及輔助,設(shè)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(chē),輛檢測(cè)器、氣象檢測(cè)器、緊急電話(huà)和巡邏車(chē)。

6、監(jiān)控中心是,高速公路全線(xiàn)路監(jiān)控系統(tǒng)的最高層即控制中心，主要負(fù)責(zé),全線(xiàn)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(biāo)志、標(biāo)線(xiàn)和信號(hào)等，是交通監(jiān)控管理為汽車(chē)用戶(hù),服務(wù)的主要形式,國(guó)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?cái)z像機(jī)、固定攝像機(jī)、激光夜,視攝像機(jī)、廣場(chǎng)球型攝像機(jī)、攝像機(jī)支架、防護(hù)罩、云臺(tái),攝像機(jī)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(xiàn)纜、視頻分配器等,輸出子系統(tǒng)：監(jiān)視器、硬盤(pán)錄像機(jī)、延時(shí)錄像機(jī)等,控制子系統(tǒng)：包括云臺(tái)控制器或控制鍵盤(pán)、副控鍵盤(pán)、矩,陣切換器、畫(huà)面分割器等,15,三、監(jiān)控系統(tǒng),設(shè)

7、備介紹及圖示,車(chē)輛檢測(cè)器,車(chē),輛檢測(cè)器，更標(biāo)準(zhǔn)的稱(chēng)謂應(yīng)該是：交通信息檢測(cè)器。國(guó),內(nèi)外在交通檢測(cè)系統(tǒng)或交通信息采集系統(tǒng)中，大量應(yīng)用了,電磁傳感技術(shù)、超聲傳感技術(shù)、雷達(dá)探測(cè)技術(shù)、視頻檢測(cè),技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等高新科學(xué)技術(shù)。相應(yīng)地,交通信息檢測(cè)器主要有電感環(huán)檢測(cè)器（環(huán)型感應(yīng)圈）、超,聲波檢測(cè)器、紅外檢測(cè)器、雷達(dá)檢測(cè)器、視頻檢測(cè)器。目,前高速公路主要使用環(huán)形線(xiàn)圈檢測(cè)器、普通波頻檢測(cè)器和,視頻檢測(cè)器,16,三、監(jiān)控系統(tǒng),環(huán)形線(xiàn)圈檢測(cè)器,環(huán),形線(xiàn)圈檢測(cè)器是傳統(tǒng)的交通檢測(cè)器,是目前世界上用量最大的一種檢測(cè)設(shè)備,車(chē)輛通過(guò)埋設(shè)在路面下的環(huán)形線(xiàn)圈，引起,線(xiàn)圈磁場(chǎng)的變化，檢測(cè)器據(jù)此計(jì)算出車(chē)輛的流量,速度、時(shí)

8、間占有率和長(zhǎng)度等交通參數(shù)，并上傳給中,央控制系統(tǒng)，以滿(mǎn)足交通控制系統(tǒng)的需要。此種方,法技術(shù)成熟，易于掌握，并有成本較低的優(yōu)點(diǎn),這種方法,也有以下缺點(diǎn),a,線(xiàn)圈在安裝或維護(hù)時(shí)必須直接埋入車(chē)道,這樣交通會(huì)暫時(shí)受到阻礙,b,埋置線(xiàn)圈的切縫軟化了路面,17,容易使路面受損，尤其是在有信號(hào)控制的十,字路口，車(chē)輛啟動(dòng)或者制動(dòng)時(shí)損壞可能會(huì)更,加嚴(yán)重,c,感應(yīng)線(xiàn)圈易受冰凍、路基下沉,鹽堿等自然環(huán)境的影響,d,感應(yīng)線(xiàn)圈由于,三、監(jiān)控系統(tǒng),自身的測(cè)量原理自身的測(cè)量原理所限制，當(dāng)車(chē),流擁堵，車(chē)間距小于,3m,的時(shí)候，其檢測(cè)精度稍,有下降，有些廠商的產(chǎn)品甚至無(wú)法檢測(cè),18,三、監(jiān)控系統(tǒng),普通波頻檢測(cè)器,波,頻車(chē)輛檢測(cè)

9、器（多為懸掛式檢測(cè)系統(tǒng),波頻車(chē)輛檢測(cè)器是以微波、超聲波和紅外線(xiàn),等對(duì)車(chē)輛發(fā)射電磁波產(chǎn)生感應(yīng)的檢測(cè)器,這里主要介紹微波車(chē)輛檢測(cè)器,RTMS,，它是一種價(jià)格低、性,能優(yōu)越的交通檢測(cè)器，可廣泛應(yīng)用于城市道路和高速公路的交,通信息檢測(cè)。微波車(chē)輛檢測(cè)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(zhǎng)長(zhǎng)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(hù)可將檢測(cè)區(qū)域定義為一層或多層,RTMS,根據(jù)被檢測(cè),目標(biāo)返回的回波，測(cè)算出目標(biāo)的交通信息，每隔一段時(shí)間通過(guò),RS,232,向控制中心發(fā)送。它的車(chē)速檢測(cè)原理是：根據(jù)特定區(qū)

10、,域的所有車(chē)型假定一個(gè)固定的車(chē)長(zhǎng)，通過(guò)感應(yīng)投影區(qū)域內(nèi)的車(chē),輛的進(jìn)入與離開(kāi)經(jīng)歷的時(shí)間來(lái)計(jì)算車(chē)速。一臺(tái),RTMS,側(cè)掛可同時(shí),檢測(cè),8,個(gè)車(chē)道的車(chē)流量、道路占有率和車(chē)速,微波車(chē)輛檢測(cè)器,RTMS,的測(cè)量方式在車(chē)型單一，車(chē)流穩(wěn),定，車(chē)速分布均勻的,道路上準(zhǔn)確度較高，但是在車(chē)流擁堵以,20,三、監(jiān)控系統(tǒng),及大型車(chē)較多、車(chē)型分布不均勻的路段，由于遮擋，測(cè)量精度,會(huì)受到比較大的影響。另外，微波檢測(cè)器要求離最近車(chē)道有,3m,的空間，如要檢測(cè),8,車(chē)道，離最近車(chē)道也需要,7-9m,的距離而且,安裝高度達(dá)到要求。因此，在橋梁、立交、高架路的安裝會(huì)受,到限制，安裝困難，價(jià)格也比較昂貴,21,視頻檢測(cè)器,三、監(jiān)控系

11、統(tǒng),視,頻車(chē)輛檢測(cè)器是通過(guò)視頻攝像機(jī)作傳感,器，在視頻范圍內(nèi)設(shè)置虛擬線(xiàn)圈，即檢測(cè)區(qū),車(chē)輛進(jìn)入檢測(cè)區(qū)時(shí)使背景灰度值發(fā)生變化，從,而得知車(chē)輛的存在，并以此檢測(cè)車(chē)輛的流量,和速度。檢測(cè)器可安裝在車(chē)道的上方和側(cè)面，與傳統(tǒng)的交通信,息采集技術(shù)相比，交通視頻檢測(cè)技術(shù)可提供現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像,可根據(jù)需要移動(dòng)檢測(cè)線(xiàn)圈，有著直觀可靠，安裝調(diào)試維護(hù)方,便，價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)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(chē)的,動(dòng)態(tài)陰影也會(huì)帶來(lái)干擾,受惡劣天氣正確檢測(cè)率下,降，甚至無(wú)法檢測(cè)。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(cè)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?chē)Y(jié)合路線(xiàn)的地形、地物、環(huán)境條件設(shè)置,氣象檢測(cè)器，根據(jù)需要可檢測(cè)風(fēng)速、風(fēng)向、溫度、濕度、能見(jiàn),度、黑冰、雨雪等氣象狀況；有一部分氣象檢測(cè)器還可以根據(jù),實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)提供短時(shí)間內(nèi)特殊氣象狀況的預(yù)報(bào)。一般情況下，氣,象檢測(cè)器配備的傳感器有：溫度檢測(cè)器、濕度檢測(cè)器、風(fēng)速風(fēng),向檢測(cè)器、雨量檢測(cè)器、能見(jiàn)度檢測(cè)器、路面檢測(cè)器等。現(xiàn)在,24,三、監(jiān)控系統(tǒng),新型的氣象檢測(cè)器還往往配有氣象熱普地圖,溫度與濕度探測(cè)器：探測(cè)路面溫度與濕度,目前應(yīng)用于高速公路的相關(guān)探測(cè)器測(cè)量范圍,是,40,80,0,100%r.h,風(fēng)速風(fēng)向檢測(cè)器：探測(cè)道路附近風(fēng)速及風(fēng)向,常用于高速公路的檢測(cè)

13、器測(cè)量范圍是,0,75m/s,0,360,雨量檢測(cè)器：探測(cè)路面雨雪情況。能夠探測(cè),的降水強(qiáng)度為：大雨、小雨、中雨；能夠探測(cè)的降水類(lèi)型為：雨,雪、雨加雪,25,三、監(jiān)控系統(tǒng),能見(jiàn)度檢測(cè)器：檢測(cè)大氣透明度,能見(jiàn)度定義為具有正常視力的人在,當(dāng)時(shí)的天氣條件下還能夠看清楚目,標(biāo)輪廓的最大距離。能見(jiàn)度和當(dāng)時(shí),的天氣情況密切相關(guān)。當(dāng)出現(xiàn)降,雨、霧、霾、沙塵暴等天氣過(guò)程,時(shí)，大氣透明度較低，因此能見(jiàn),度較差,26,三、監(jiān)控系統(tǒng),路面狀態(tài)檢測(cè)器：包括氣象熱普地圖、道,路情況檢測(cè)、地圖制作、實(shí)時(shí)監(jiān)控軟件等,內(nèi)容，并與外場(chǎng)氣象檢測(cè)器配合，主要完,成實(shí)時(shí)對(duì)道路路面的冰、雪、黑冰檢測(cè),并可根據(jù)大氣條件和相關(guān)信息，提前預(yù),測(cè)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(guó)家有關(guān)技術(shù)規(guī)范。一般在系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置,電視攝像機(jī)，以實(shí)現(xiàn)全方位監(jiān)控。系統(tǒng)的主要設(shè)備應(yīng)配置監(jiān)視器,時(shí)滯錄像機(jī)和畫(huà)面處理器等，使用戶(hù)能調(diào)看任意一個(gè)畫(huà)面和遙控,操作任意一臺(tái)有遙控功能攝像機(jī)的云臺(tái)和變焦功能,CCTV,系統(tǒng)的組成,概括的說(shuō)，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(jī)和鏡頭、云臺(tái)、編碼器、防塵罩等組成,2,傳輸部分,作用是將攝像機(jī)輸出的視頻（有時(shí)包括音,頻）信號(hào)饋送到中心機(jī)