高速公路收费站机电设备可视化管理及实时监控的研究

2018-02-05于斌

智能城市 2018年10期

于斌

安徽省交通控股集团有限公司，安徽合肥 230088

高速公路机电设备是智能交通系统工程中的重要部分，包括监控系统、收费系统和通信系统。我国高速公路的建设规模正在不断扩大，无论是车辆的数量还是通车里程数都有了显著提升，高速公路内部结构调整也是势在必行的，是实现交通运输业水平提升的重要举措。

1 高速公路收费站可视化管理和实时监控的意义

目前高速路视频监控范围主要集中在收费站、出入口等重要点段。未来的研究应该集中在推进高速路视频监控全覆盖方向，加快实施高速路实时运营状况图，服务市民出行和管理决策。现阶段高速公路的管理工作更加注重实效性和稳定性，例如通信、收费、监控等工作，都体现了机电设备的重要作用，机电设备的水平和高速公路的安全运行有着直接的联系。在传统的管理体系下，机电设备的功能具有明显局限性，适用范围狭窄，管理人员只能通过机电设备完成简单的收费和监控[1]。但是随着系统的优化和技术的完善，机电设备系统的功能得到了显著提升，高速公路运输的安全性也有所保障。随着建设规模的扩大，可视化管理和实时监控的出现不仅提升了高速公路收费站的工作范围，也提升了机电设备运行的安全性，高速公路运输工作质量得到了显著提升。

2 高速公路机电设备系统的功能

高速公路的主要系统包括通信系统、收费系统和监控系统。这些系统共同作用可以提供高速公路不同路段的实时状况，提升公路运行过程中的安全性能。此外，系统之间的协调工作可以促进可视化管理的发挥。

2.1 监控系统

监控系统是整体化的复合系统，包含场外的监控和场内的监控，场外设备监控是指高速公路中途设置的一些拍摄设备，这些设备长期处于工作状态，对来往的车辆和信息进行收集，并对信息进行筛选和加工，减少大幅度的数据存储量，减少监控中心的分析压力。而场内监控中心的主要作用在于分析数据，对场外传输的数据进行整理。

2.2 收费系统

收费系统也是机电设备系统的重要功能。对于高速公路来说，不同功能的拍摄设备和传感器始终是收费系统的关键，在计算机收集到高速公路的具体信息之后，会对信息进行分类和整体，并将处理过后的信息存储在数据库之中，在以太网交换机作用下与网络进行连接，便于获取高速公路的车辆数据信息，再参考收费标准确定车辆应该缴纳的费用，与收费站进行反馈后得出最终结果。

2.3 通信系统

我国目前的高速公路收费站通信系统已经实现了技术革新，SDH光纤是主要的传输线路类型，大幅提升了信息传输的效率和稳定性，在图像质量和视频分辨率上实现了显著的提高。此外，高速公路的以太网络功能和规模的扩大让管理人员可以对设备进行监控，网络系统变得更加完善，通过以太网来构建区域化管理体系[2]。在未来，通信系统还会朝着同步控制的方向发展，从所有环节进行机电设备系统的跟踪和反馈，及时地将高速公路的信息资源进行共享传递。从通信系统的整体功能上看，不仅在分布范围上实现了扩大，无论是桥梁、隧道还是收费站，都有通信系统的支撑，可以准确地传递高速公路信息；此外，技术水平的提升也体现得非常显著，例如智能化管理、自动化技术和信息技术的使用等。

3 机电设备可视化管理与实时监控

3.1 系统规划

高速公路收费站机电设备的可视化管理，集成了各种现代科技手段，包括局域网、地理信息和通信技术等，可以通过终端设备将机电设备的运行状态反馈给高速公路的监控中心，然后通过服务器将信息转化为可视模式。此时，信息可以直观地展示在电子地图之中，并且对相关的参数和状况可以做到详细了解，达到全天候监控的目的，为监控人员提供完善的监控信息[3]。此外，系统可以通过服务器完成信息的检索和查询，对设备的状态进行有效监测，一旦发现问题，可以及时地进行针对处理。

3.2 系统构建

我国高速公路收费站的管理系统选择众多，但是从科技水平来看，实用性的差异相对显著。在管理系统建设方面，高速公路运营单位应该对系统的组建进行合理规划，从系统的稳定性和实用性来考虑使用效果，结合成本、价格等各方面的因素来进行分析。

3.3 实际应用

高速公路收费站几点设备监控与可视化管理的目的在于提供实时状态信息，给高速公路的运营提供技术保障，提升设备的安全和稳定性。在实际的工作中，管理系统的评价标准是系统功能判断的基础条件，即科学合理的系统选型是设备能否合理管理的重要基础。系统安装的过程中也会更加注重质量管理问题。监控人员和监理人员双方都应该对系统进行管理，为收费站日后的工作打好基础。在建设单位安装完毕之后，还应该进行系统的使用，判断正常的运行状态下如何进行调整和优化，以便于及时发现系统的不足之处，及时与设备厂家进行联系和调试。这种综合评价是提升设备质量的关键手段，也是系统稳定性能否保障的关键。

4 方案流程设置

根据高速公路机电设备分布的特征，设计出符合高速公路运行规律的机电设备管理系统，是收费站出入口工作的关键。管理者们通过对管理对象的访问，可以详细了解管理内容，并进入可视化管理程序之中。

4.1 软件布局和结构图绘制

设备坐标定位的基础在于平面结构分布图的绘制，可以直观地展示机电设备的分布位置与运行状态。此时，需要大量的结构图来进行规划。但需要注意的问题在于机电设备在收费站的分布并不紧密，高速公路沿线的机电设备数量众多，呈现分散的趋势，在缺少原始地图的情况下仅仅只能对各个点进行监测，并以此为基础绘制结构图，为软件布局提供数据参考。而软件的布局是需要各个收费站提供资料，并提供控件功能定义为多个页面，将绘制完成的设备结构图嵌入窗体页面之中[4]。

4.2 图表设计

设备管理人员需要及时识别并了解机电设备，才能展开后续工作，此时在平面结构图上，设备都应该采用清晰直观的图表来表示，并制成图标空间，与设备档案的窗体进行链接。图标设计应该符合规范化原则，例如对高速公路的不同型号设备需要进行型号区分，让每个设备都具有自己的独立图标，将其保存在数据库之中，图标位置也能在记录调取的同时进行同步更新。

4.3 建立数据库

机电设备的型号、参数等具体数据应该采用数据库软件进行处理，例如Access数据库软件，可以在Windows平台上直接使用，开放性显著。此时管理部门可以先通过构建图标库的手段，来保存图标和名称，然后建立机电设备数据库，设置好型号、名称、图片、备注四个不同字段，确定好收费站图层和设备型号的参数。而设备型号是独立存在的，数据库的主索引也可以通过设备型号来实现。并利用可视化管理程序和数据库进行链接，实现自动化访问。

但需要注意的是高速公路收费站机电设备管理系统相比于传统的机电设备，在技术和人员的需求上具有显著的差异，要求管理人员掌握熟练的系统操作能力，才能更好地对机电设备进行监控和管理。此外，在管理系统真正投入使用前，还需要对人员进行专业培训，通过模拟的手段提升工作人员对系统功能的掌握能力和操作水平，才能更好地发挥系统的巨大优势，自觉履行岗位职责，做好监控日常工作，对违章车辆、突发事件实施全过程跟踪监督和抓拍。