高速公路机电工程电力监控系统的重要性

周进

摘 要：高速公路作為道路交通的重要组成部分，其在促进国民经济发展中发挥着不可替代的作用。近几年，我国诸多地区高速公路网络的形成为我国交通运输速率的提高提供了保障，而高速公路机电工程电力监控系统是一种用于遥控、遥测、信息采集隧道、收费站、桥梁供电运行情况的重要系统，可为工作人员制定相应的安全保障措施提供监测依据，以维护高速公路的安全和稳定运行。基于此，本文首先阐述了高速公路机电工程电力系统的功能及其构成部分，并对机电工程电力监控系统应用的重要性进行分析，以为相关从业人员提供有价值的参考。

关键词：高速公路；机电工程；电力监控系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.14.097

1 引言

计算机技术和网络通信技术的进步，推动了机电工程电力系统的自动化、智能化、模式化发展，其可充分利用自身优势对高速公路的运行情况进行实时监测，并可对某一路段内的车辆运行速度和数量进行测量，为保障高速公路运行安全奠定了坚实的技术基础，这对促进地区经济建设、推动高速公路事业发展具有重要意义。

2 高速公路机电工程电力监控系统的功能

（1）电力监控的遥信、遥控、遥测。电力监控系统是一种集远程监控、操作于一体的工程技术，其在实际作业中主要通过现场采集设备收集变压器、高低压开关、计量装置、保护装置、传感器提供的实时数据，利用现场光纤网络或无线传输设备将电力设备的运行情况传送至控制中心，工作人员仅通过工作站监控系统所呈现的图表，实时状态形态图即可了解设备的运行状态、耗用电量等，同时根据系统授权进行远程的操作控制。在运行监控通过程中，微机继电保护装置可起到有效的线路保护、设备保护、操作保护等作用，同时对线路的频率、电量、断路器状态、设备温度等数据进行检测，进而发挥出电路过电流、过电压、欠电压、频率异常等的保护、实现系统的自动重合闸保护、故障告警等功能。

（2）数据处理。数据处理是高速公路机电工程电力监控系统的重要部分，从功能层面其可分为遥测数据处理、事件顺序记录处理、数据整理趋势曲线的生成等。针对一些所需存储数据规模较大的情况，系统会根据实时数据特点自动生成存储周期，并完成数据的更新和替换，有序完成数据的传输、交换及存储，提供整套数据的分析，为高速公路管理者提供精细化管理的抉择参考。

（3）人机界面功能。机电工程电力监控系统具备实时显示功能、数据查询功能、图形编辑功能等，同时还具有系统安全管理、通道监视、系统对时、打印输出等功能，在授权注册的APP下，也能实现远程异地的无线监控、调度操作。

3 高速公路机电工程电力监控系统的构成

高速公路在运行过程中的主要耗电方向为：通信、收费及监控设备的用电；公路基础设施养护工作中的用电；隧道、桥梁等特殊区域的照明用电；恶劣环境、防灾环境下的隧道通风；消防应急疏散、消防灭火、消防水泵等，可见，稳定的供电系统是保障高速公路运行和服务的基础条件。高速公路由于受到地形条件、环境条件等因素的影响，导致高速公路供配电站多是独立存在，针对这种情况，电力工程监控系统设计多采用分布式设计，以实现对高速公路用电情况的综合化管理。通常高速公路机电工程电力监控系统是由以下部分组成的，具体内容为：

3.1 监控中心

监控中心包括数据服务器、网络交换机、监控工作站、通信管理机、打印机等，主要负责数据的集中通信和计算分析，并将系统运行曲线图、保护定值、相关设备配置图等方面数据显示出来，若工作人员需要的话还可将其相关数据报表、设备故障记录等打印出来，通过人机接口，实现对整个高速公路照明、设备运行消耗等用电情况的监控和管理。

3.2 通信系统

通信系统是高速公路机电工程电力监控系统的核心，主要利用先进的通信手段将一些相对分散的实时采集数据、控制命令发送至执行终端，同时还利用光纤将公路设备的运行情况及其相关数据传送至监控中心，以确保整个监控系统数据信息的高效流通。在实际工作中，常见的通信方式有以下两种：一是无线通信方式，其主要包括电信运营商租赁的无线传输通道、微波通信及扩频通信；二是有线通信方式，其主要包括电力载波通信、光纤通信、电信本地网通信等。利用光纤实现数据信息的传递具有可靠性强、传输速率高、不受外界影响、抗干扰能力强等特点，可保证数据信息传输的有效性和实时性，针对高速公路电力监控系统所具备的受雷电干扰大、监控路段长等特点，可利用光纤通信方式形成自愈环网，对于高速公路机电工程电力监控系统来，利于已有的收费传输设备是一种安全性较高、经济合理的通信方式。

3.3 配电子站

配电子站是由多个终端设备及智能保护控制设备等装置组成的，其主要是将所采集的配电网数据信息传输至上级部门，其在高速公路机电工程电力监控系统中可作为一个集中转发的装置而存在，对保证高速公路机电工程的稳定运行具有重要作用。另外，配电子站还可对其管辖范围内的配电设备进行控制，完成相关数据信息的采集、整理及分析等工作，同时还具备故障检测与识别、区段自动隔离、非故障区域供电电源自动恢复等自动化功能和通信功能。

4 高速公路机电工程电力监控系统的重要性

一般情况下，高速公路供电系统设计会根据用电设备的负荷等级设置不同的供电系统，凡设计收费系统、通讯传输系统、消防应急、安全疏散供电均为一级负荷，对他们的供电保障，常规情况下会采用不间断UPS供电+柴油发电机供电+市政供电三级及其以上保障方式。确保在任何情况下用电设备均处于不断电的供电状态。其次是隧道、收费站照明、消防水泵等设施，基本采用市政电源+柴油发电机供电或者双电源供电的方式保障系统运行，以确保某一回路故障后供电正常运行。其次是一般设备的供电，对此设计上一般不做过多的保障要求。

在高速公路运行过程中，电力监控系统主要用于供电信息的采集、测量与分析。供电一旦发现异常情况，及时的将报警信息上传到监控中心及其调度责任人，实现最短时间内启动备用电源以保证收费系统、监控系统、通讯系统的稳定运行。但在实际工作中，诸多高速公路的机电工程电力监控系统运行处于一种较为被动的状态，其在高速公路监控系统中的重要性及必要性极易被忽视。若高速公路收费系统供电中发生用电中断的情况，系统自身所配置的专用UPS可延长约0.5h以上的用电，但若在这一时间段内仍无法恢复系统正常用电，且所配备的柴油供电系统无法完成自动切换，则会造成整个收费系统运行瘫痪。因此，在高速公路机电工程中，建立完善的电力监控系统，可提高高速公路机电工程故障的发现率，确保在短时间内能采取有效措施予以处理，实现对整个高速公路监控系统的集中监控和管理，以为保证整个公路监控系统的稳定性、可靠性奠定基础，进而实现高速公路供电系统的科学管理。

另外，高速公路机电工程电力监控系统建设的重要性还体现在以下方面：目前，由于我国高速公路建设规模的不断扩大，诸多路段在投入使用后频繁出现电缆被破坏或被偷盗现象，不利于保障高速公路的运行安全。针对这种情况，建立完善的机电工程电力监控系统，可实现对整个高速公路运行情况的实时监控，以便工作人员能更好的监控其中是否存在电缆破坏或偷盗现象，以及时上报于监控中心，监控中心工作人员再对电缆故障位置进行定位，以采取针对性措施进行处理，进而实现对高速公路电缆的有效保护。

另外，现代科学技术在呈现迅猛发展的同时，也相应推动了高速公路机电工程电力监控系统的完善和发展，电力监控系统可在一定条件下与高速公路内部的通讯系统相结合，结合公路隧道、桥梁及收费站的实际用电情况，积极利用新型的通讯技术、信息技术和自动化技术等对整个机电工程进行远程监控，将所采集的实时数据通过终端设备采集编码传输到监控中心，監控中心可对所接收到的视频、音频数据进行统一监视控制、存储和管理，以借助自动化技术、信息技术等将图像、声音等信息引入到集控站和调度中心，从根本上实现远程值班和远程巡检，同时这种做法还有利于增强监控系统与高速公路用电部门信息沟通能力、提高故障发现及排查的效率，进而推动高速公路机电工程的智能化、数字化发展。可见，高速公路机电工程电力监控系统是高速公路监控系统中的重要组成部分，一个全方位、高效的机电工程电力监控系统，可提高公路整体的运输水平，促进地区经济的协同发展。

5 结语

综上所述，电力监控系统在高速高速机电工程中占据重要地位，其主要通过采集、整理和分析公路配电网的相关数据信息，可实现对高速公路交通运行情况的有效了解，同时其还能为提高高速公路服务质量提供必要的依据。因此，在高速公路机电工程电力监控系统建设过程中，需坚持科学运用、节约能源的原则，这对促进我国高速公路事业的持续发展具有积极的现实意义。

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