电气工程及自动化技术在高速公路中的应用

王嘉熙

（长治市协成公路养护工程有限公司，山西 长治047500）

0 引言

在当前的基础交通体系中，高速公路的通行能力较强、车速高、安全性较好，并且能够大幅度降低运输成本，推动交通运输行业的不断发展。但是，在了解其优势的基础上，也要明确其不足。例如，在高速公路的实际建设中，成本方面的投入相对较大，工期较长，从而在经济、时间等方面耗费大。为了使高速公路施工高效地完成，可构建电气工程系统，科学发挥多种自动化电气技术的辅助功效，在保证施工质量的基础上提升施工速度。

1 自动化技术与电气工程概述

随着电气工业的不断发展，电气工程及其自动化的相关技术不断更新，为工业相关领域的发展提供了技术支撑。目前，电气工程及其自动化已渐渐成为一个相对独立的、完善的体系，在高速公路的运营管理中应用电气工程及其自动化的相关技术，可以在一定程度上提升管理工作的效率和自动化水平。经相关调查可以了解到，在高速公路的运营管理阶段中，这一技术会在监控系统中进行应用。若可以对电气自动化技术进行应用，就可以保证每一个子系统之间的联系更加密切，使得每一个子系统之间都可以无缝地对接，进而对信息数据进行同步的分析。不仅如此，在高速公路的监控系统中应用电气自动化技术，能便于对数据信息进行统一管理，使监控工作更加便捷。

2 公路供电状况分析

高速公路机电系统的组成如图1所示，包括照明、供配电、隧道安全保障、收费、通信以及监控系统。在一般情况下，高速公路的供电系统采用10kV配电所与35kV变/配电所，少部分高速公路的机电系统采用110kV的变/配电所。在高速公路的供电系统中，通过对各个线路进行连接，可以形成一个辐射网，变/配电所的辐射网分布比较均匀，形成一种相互连接的供电方式[1]。在主要的公路干线供电中，会含有两种连接线，分别为一级负荷贯通线、综合负荷贯通线。这两种连接线可以对相邻的变/配电所进行连接，并且还会供给自动闭塞信号电源。

3 电气技术应用分析

3.1 集中控制技术

在高速公路照明安装的施工阶段中，相应技术人员需要在高速公路照明系统当中实现电气自动化技术的应用，提高对高速公路施工的控制成效[2]。在公路的施工阶段，技术人员可以对集中控制技术进行应用，在公路施工一开始就可以建设出更加完善的配电系统，通过对可自动运转的终端设备进行使用，可以将相关的故障信息传输到主站系统之中，主站在接收信息后会展开有效反馈与计算，同时，结合计算的相应结果明确解决方案。之后，会将方案的信息输送到终端设备，让其能够在自动化的条件下达成对故障的有效处理。

在对于集中控制技术进行应用的过程中，配电终端的设备科也会将核心的信息向电力的主站进行传递，而后子站就会对其中存在故障问题的部位进行控制以及管理，主站的系统也会给出最终的解决方案。在集中控制的环节中，施工人员需要对每一种电气应用的技术要求进行关注，不仅需要对信息进行传递，还要保证信息的指令会更加真实。不仅如此，施工人员也需要认识到，并不是每一种系统都会更加适用于集中控制的技术。在面对与处理功能较为繁杂的主站系统时，可以对集中控制的技术进行应用，这样就可以对各类电力网络问题进行解决，保证电气管理工作的水平可以得到提升。

3.2 分布控制技术

在高速公路的运营管理阶段中，可以对分布控制技术进行应用。在电气技术的系统中，配电的终端能对故障的问题进行自行的诊断以及隔离处理，并且与其他的终端保持着相互配合的关系。不仅如此，这种技术系统的网络重构能力也十分强。在实际进行电气控制的过程当中，主站并不需要参与配合控制的工作，工作人员只需要对电流的技术型与电压时间型进行充分的了解，注意重合功能的影响就可以。在公路的建设中，通过对分布控制的技术进行应用，也会存在着相应的问题。与其他的控制技术相比较，这种技术在对故障进行处理的过程中，会降低工作的效率。要对故障的系统进行恢复，也会消耗较长的时间，从而为公路的供电系统带来一定的冲击。由于这种技术进行应用时，会利用分段监控的方法来对各种故障进行监测，每一个监控部分的配合难度也比较高。因此，这种手段并不适合运用于高速公路的施工活动当中。

3.3 电气通信技术

在高速公路中，实现对自动化控制系统的运用，可以增强供电的安全性与可靠性。通过电力调度、安全监控等工作还可对各种信息进行统一化管理。由于高速公路供电系统无通信设施，所以，应利用公共通信系统进行数据传输（模拟通信系统模型见图2，通信工作频率与波长见表1）。

表1 通信工作频率与波长

3.4 边坡监测技术

自动化技术除了在高速公路电气工程领域具有良好的应用，同时在高速公路施工环节的边坡监测中也能够发挥着良好的监测优势。首先，利用自动化技术可以实现坡面的排险功能。将电气自动化技术应用在高速公路的边坡监测环节中，可以构建自动化边坡监测系统，能够结合施工区域的具体情况，开展适合的检测技术。在高速公路的高边坡监测技术下，还要结合裂缝仪器的监测结构，对高边坡的沉降以及错动方向进行综合治理。倘若边坡的坡顶发生岩体爆裂的情况，还要全面实施打孔微裂爆破。对于一些地质比较复杂的施工区域自动化技术也能实现良好的监测和排除隐患功能，从而对坡面进行加固和浇灌。另外，自动化技术还可以对边坡裂缝进行有效巡查，有效规避意外的发生，保障高速公路施工的稳定性。

在高边坡监测中可以结合GPS技术对复杂地形区域进行综合监测，同时采用3D位移图有效观测水平位移和滑动情况，结合获取的数据信息制定有效监测方案。通过滑动位移还可以采用浇灌方式进行科学填充，并对坡体产生滑落的情况必要时候可以进行护坡修筑施工，以此来防止滑坡现象的产生，避免高速公路行车危险，同时也保障高速公路顺利完成施工，满足现代高速公路的建设需求。

4 结语

总而言之，在高速公路的施工过程当中，各环节的要求会特别严格，有很多施工的队伍都会主动尝试应用合适的电气技术，以期解决在公路建设过程中出现的不同电力方面的需求。为了提升工程管理成效，相应施工人员也一定要注重采取正确方式实现对电气技术的有效应用。通过对电气技术的合理应用，可提升电气工程的管理水准，也能推动交通领域的进一步发展。