电气自动化在公路监控系统上的应用

牛志华

摘 要：随着科学技术的不断发展，人们的出行需求也日益高涨，公路运营面临的形势更为严峻，为了能够实时掌握公路运营情况，必须要做好公路监控的建设工作。在监控系统中，电气自动化主要是将公路的各个控制系统的环节进行有机的结合，并从监控系统自身来实现多方面的发展要求，保证公路监控系统的运行能够安全、快捷的显示，因此受到颇多研究人员重视。本文主要针对电气自动化在公路监控系统上的应用措施进行了详细的阐述。

关键词：电气自动化；公路监控；控制中心；作用

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）15-0038-02

公路监控系统是保证公路正常运行的重要交通系统，对公路交通建设的发展起着重要的影响作用。在我国公路建设快速发展的背景下，对公路质量的要求也越来越高，从公路监控系统的角度就是保证公路运营能够安全、有效，便于管理。电气自动化在公路监控系统中的应用具有明显的优势，因此电子自动化在公路监控监控系统中对公路运營管理方面取得了良好的效果。正因为如此，在今后的工作中还要进行科学的管理控制措施，建立一个完善的综合性的自动化公路监控管理系统，提升公路运营的使用效率，实现电气自动化对整个公路监控系统使用的管理与控制，提升公路监控系统自身的性能，促进监控系统朝着安全、直观的管理方向发展。

1 公路监控系统的目的和构成

公路监控可以称为对公路的监视与控制工作，从公路监控系统自身的性能来看，监视主要体现在对日常公路运营情况的了解与查看，主要体现在路面数据的检测、数据收集以及设备运行状况等；而控制主要是针对监测传输出来的数据进行统一的分析，并作出相应的决策判断的过程。从中央系统传输出来的判断来调节和控制道路交通状况。实施公路监控系统就是参考气候条件、交通行车流量、路面行车状况等通过一系列的监视得出的结论，得出的控制方法来改善交通行车环境、提升公路的整理服务水平。在实际的应用中，采取相应的措施减少公路的拥挤路段，减少道路事故发生，充分发挥公路运营所产生的社会效益和经济效益。

公路监控系统自身的构成主要分为管理中心、通信模板以及控制中心模块三个方面。这三个方面体现在不同的范畴应用上。

（1）管理中心主要承担着对各种信息数据的收集、分析梳理的功能，管理中心必备的两大要素主要是在公路监控系统实施中需要有应急处理功能和实施的摄像显示功能等一些列的功能要求。（2）通信模块主要是负责各个模块之间的通信业务，主要是把收集到的路况数据信息分类进行上传，并将上传好的数据信息统一进行转换保存到数据库，保证所存储信息的格式一致性。（3）控制中心模块作为公路监控信息的核心模块，是对整个公路线路综合整治的过程。相当于公路监控系统的核心大脑功能，通过其统一调配来完善公路监控的正常运行。

2 实施电气自动化的公路监控方式

在公路监控系统实施电气自动化是一个综合性的智能管理控制体系，在公路实施运营中，以分散控制、集中管理、信息共享的发展方向，以区域化的监控管理通过现场达到总线连接，统一汇总至后台，实施电气化公路监控系统对比传统的监控方法具有一定的优势，在结构上具有安装简单，灵活，维护方便等作用，保证公路监控系统实现安全、稳定、有效的目标。

2.1 远程监控方式

远程监控的方式主要适用于早期研发的自动化系统功能，主要体现在模拟电路，由电话继电器、电子管等分立原件组成，在这一种方式的使用中主要是靠硬件来对收集进行收集和判断的，但针对发生的问题等无法进行信息传输和远程的控制，相对于集中式监控模式，这种监控系统的方式不会因为其中的任何一台设备出现故障而停滞，因此在使用上比较可靠，大大节省了电缆的使用量，连接起来也比较方便，使用上有一定的灵活性和可靠性，在成本控制上也有一定的控制措施，但在应用上的局限性只能适合小范围的系统监控工作，与全系统的电气自动化监控装置相比，明显存在一定的不足。

2.2 集中监控系统

集中式的监控系统应用起来比较方便，而且投入使用之后方便运行和维护工作，对于监控系统所要求的防护也不高，无论是成本考虑以及运行简单灵活等都具有明显的优势，但由于其所有的功能都出自于一台的处理器，负担较重，不管是系统升级操作还是增加新的监控对象，操作起来比较复杂，尤其是原有的线路就比较多，布线就存在一定的难度，若是再进行调配，容易造成主机的负担加重，不利于整个系统的稳定性。由于原有线路较多，在线路的维护上容易出现问题，隔离的刀闸采用的是硬接线，若是辅助的节点不到位，就容易导致设备无法进行。而且这种设备的二次连线接线比较复杂，查线不方便，由于在操作中查线或者传动的过程中操作失误等也可能导致设备无法正常运行，因此在二次接线上，大大增加了一些维护量。

2.3 现场总线的监控方式

现场总线在应用上除了具备一定的远程式监控的优势以外，针对现场总线的监控方式的设计工作有更强的针对性。不同的间隔的监控存在不同的功能，根据有效的间隔情况依据设计的目标进行不同间隔区的功能显示工作，这样在应用上还可以提供一定的质量控制措施，由于所采用的的模式的不同，不用的间隔段也可以进行任意的裁剪，同时不同的裁剪节点还可以进行任意剪裁，这样在应用上也能节省一部分的线路费用。另外作为智能设备，各装置之间存在着独立性，而且可以通过网络来进行连接，保证网络组态的灵活性和功能性。更重要的是整个系统之间的功能都是相对独立的，任何一个装置出现故障问题只会影响设备的原件，不至于导致设备的瘫痪，因此在应用上较为便利。

3 电气自动化在公路监控系统的应用

自实现了电气自动化监控系统的应用之后，运行人员能够及时、有效的掌握一定的设备运行情况，针对可能出现故障的位置提前做出分析与判断工作，并采取相应的措施进行处理，这在公路监控系统应用上有了更高级别的应用与发展，并得到了有效的提升。在设备诊断的时候能够预测出现故障的部位自动发动警告，并提示具体的操作系统上故障信息，给运行人员提供检测参考，节省了操作时间的同时，方便操作人员能够开展其他方面的工作。

电气自动化的监控系统的控制方式可以分为就地控制和分布式系统控制方式两种，而且针对操作系统上的执行标准还需要进行优先控制的方式，主要是就地的操作优先，然后再进行分布式的控制系统方法，将本地的监控系统与远程的监控系统能够得到有效的结合，并能够实现实时的监督与控制工作，却把监控系统的管控命令的稳定性、安全性和一致性。公路监控系统的核心控制模块是对公路的全线进行综合管理模式，在公路监控系统的整体运行上更能体现控制方式的整合性。

3.1 中央监控系统的功能实现

为了满足公路管理与控制中心的改造要求，在设计的过程中还应通过发布不同的控制指令进行相应交通及环境异常的信息控制工作，在满足实际需要的基础上，对公路监控系统的各个监控设施组成中央监控系统，通过实施紧急电话系统或者是交通环境参数的检测系统、闭路电视监控系统以及火灾检测等自动化报警系统的收集与分析，并通过计算机向外界发布应急性指令，实现对道路以及各类设备的控制与监管工作。

中央的监控系统在应用上具有多功能性，一般情况下利用中央监控系统能够实现报警自动化，主要显示在交通拥堵报警、隧道内火灾报警或者是系统发生故障等情况，实现远程与联动结合的方式，并将损失降到最低。

在实际的应用中未能能够满足公路监控系统需要，通过分析已经生成的环境参数以及交通数据，并进行分类统计，自动生成交通历史的对比表，对交通运行状况模拟显示，并及时的检测网络的运行状态，一旦出现异常，自动备份相关的数据信息，自动报警并打印诊断报告。

3.2 區域监控系统

区域监控系统主要是针对外场设备进行监控所采取的模式，区域监控系统主要是变电所的触摸屏来组成的。区域的监控系统不仅能够收集现场控制系统中的交通与环境的相关信息化控制工作，一个典型的功能就是能够根据系统内部来确定好的控制方案并实现自动控制。还能对与之县关联的交通控制设备进行有效的控制与监控，保证公路监控系统的正常运行。全部的区域监控系统将外场设备的实际运行情况及时的上传至中央监控系统，并接受中央监控系统的各类控制指令。

3.3 现场控制系统

现场的控制系统主要是区域的控制其与变电所区域控制组成的。在应用上，区域控制器主要采用的是对外场设备进行监视与控制的工作，而后者主要是通过对配电设备的监控进行有效实施的。采取的控制方式主要是手动控制方式和自动控制方式两种形式。出现故障等监控系统无法进行自动控制的时候，及时向操作人员进行预警，并提供必要的控制方案并提供必要的控制方案供参考，待工作人员确认或者修正之后，及时下发控制指令。手动的控制是在触摸屏上进行的。在自动化控制中，不断收集交通控制参数，判断交通情况并进行自动控制的形式，节省操作人员的操作时间。

3.4 工业控制网络系统

现场的总线网络不仅实现了外场设备间的数据交换情况，并将各类的外场设备的运行情况能及时上传到区域的控制器，并通过区域的控制器的指令下发到相应的外场设备。

一般情况下监控中心与区域控制器之间都会采用100M工业级以太网环网，并使用单模光纤连接，一般都会实现数据的交换与信息的交流工作，并将设备运行情况及时上送到中央监控系统中，由中央监控系统的控制指令下发到区域的控制器。

3.5 外场设备的设置

对于外场的设备需要进行科学的控制工作，对于通信系统而言，主要针对隧道通风系统设备控制中，避免出现活塞风等现象，并且能根据有效的控制措施达到节能的目的。通风与照明系统一般都会将通风和照明系统设备进行信号采集工作，达到对公路运行信息的监视与控制功能。若是在运行过程中的发生火灾检测报警系统，对信息进行采集、监视和控制工作，紧急求助与报警等过程进行传输和处理等。

4 结语

随着网络技术的不断提高，电气自动化的监控系统的应用越来越广泛，并日趋成熟。在电气自动化的应用过程中还应根据必要的情况来设定公路系统的监控，提高自动预警模式，加强电气自动化公路监控系统的关联与发展，并在未来的监控系统上发挥更高的作用。通过积极开发相应技术并增加设备的数量，使电气自动化在公路监控系统迈向更大的进步。

参考文献

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