浅谈新形势下高速公路机电工程设计内容与理念

陈斌

摘要：高速公路是当前我国公路运输系统中比较关键的一部分，是国民经济发展的先决条件。在电气设备的设计中，要坚持安全节能、现代化的原则，做好机电系统与其他土建系统的交叉与合作，优化高速公路的设计与发展得。本文阐述了高速公路机电工程设计需求，分析了新形势下高速公路机电工程设计内容以及设计理念。

关键词：高速公路、机电工程、设计内容、设计理念

一、高速公路机电工程设计需求

（一）与使用者相关的设计需求

汽车驾驶员在公路路线的选取上，多是依靠个人的亲身经历，缺乏对道路的即时信息获得。在新的机电设计理念下，要把公路上的车辆、路况等信息整合起来，把信息实时地反馈到用户那里，便于用户做出正确的决策。道路交通状况、路况等都会对道路交通造成一定的影响，一旦在高速公路上出现交通意外，要迅速向有关部门报告，防止交通堵塞或二次交通堵塞。高速公路的安全性与用户息息相关，在获得足够的交通状况后，可以进行快速的救援。

（二）与管理者相关的设计需求

从高速公路的管理者角度考虑，在机电项目的规划中应考虑到与公路的相关问题。由于公路的行驶里程越来越多，因此，城市交通管理人员的工作强度和工作量都在急剧增长。要强化公路的维护，保证行车的安全性，必须建设一个健全的交通监测网，使交通状况能够及时得到和查询。公路建设的施工质量将直接关系到行车的人身和财产安全，因此，对公路的施工进行及时的检测，可以延长其使用年限。收费与收益有关，收费部门的经营必须建立相应的服务体系，并进行相应的网络通信及其他硬件设施的规划，并结合机电一

二、高速公路机电工程设计内容

（一）系统设计与硬件布局

在高速公路的机电工程设计中，首先要有系统的框架和计划。SDH通信通常用于机械和电子设备中。在快速发展的过程中，小型的通信设备无法满足海量的信息需求，需要建立更大的带宽和更平稳的信息传输。新的数据处理方法能够更清楚地反映各个区域的数据。本系统能够快速地将所采集到的数据进行快速的变换与传送，从而为用户在较大的网络范围内解决视频数据的高开销以及信号稳定性差等问题。在交通流量非常大的情况下，必须对硬件进行优化与升级，以使其能够实时地进行信息与资料的传递，从而使监控设备能够更好地完成对交通信号的监测。在高速公路联网监测中，要做好对交通状况的监测，例如发生火灾、车祸等情况，要对其进行预警，避免二次事故发生。

（二）信息监控平台的建立

高速公路信息化监测系统是实现公路工程机械设计现代化、信息化的重要手段。在公路上设置了大量的速度摄影和监控摄像机，它们按分段分级进行工作。常规的监测方法要求把采集到的数据集中到一个统一控制系统之中，通过专人进行操作。这样的工作方式中途通过的手续较为繁琐，而且有些关键的资讯无法通过人的眼睛来辨认，因而会加大工作的处理难度。现代化高速公路机电设计中，为了减轻人员的工作负担，还必须增加自动化的识别装置和数据采集系统，以增加工作的工作效率。通过运行人员和主管的协助，监测装置将大量的数据转化，并迅速传送，储存到资料库中，便于随时检索，为其他相关部门的工作打下了坚实的基础。

（三）收费系统的分级结算

当前，我国高速公路实行按等级计费，以一个收费站为单位，建立起一个完整的收费体系。高速公路的收费系统可以划分为人工和电子两种。由于其灵活性、操作熟练等特点，目前还在高速实行计费制度。电子计费是一种很普通的计费方式，使用者无需停车即可直接进行资料输入及付款，大大提升了高速公路的计费效能。在ETC收费系统中，利用牌照的特征，可以迅速确定出汽车进出的地点，并利用最小路线的方法对公路收费进行精确划分，从而防止了重复收费。高速公路的计费系统将车辆信息、图像信息等信息综合起来，以协助实现公路的运营，从而实现收费站间的联网管理，而信息的传递则依赖于一个强有力的网络体系来实现。在全国范围内，高速公路收费站逐步向开放收费模式转变，ETC收费系统将根据车辆的实际运行路线进行分段收费，高速公路收费站起到临时的交通管制功能。

（四）高速公路的供电系统

高速公路的供电系统是机电工程设计较为重要的一环。当前，公路上采用的电力供应模式主要有两种：点型电力，链式电力。点式供电是指当道路上电力不足时，必须采用一条10kV的单相线路来供电。普通的点型电源，多用于远离市区的单独建筑地区。为了提高点式供电模式的稳定性，同时也将采用发电机作后备，以防止当线路发生故障时仍能保证道路的灯光需求。链式供电网络多应用于隧道及特大桥等特殊构造物处，可以组成多条环状电源，通常按距离来划分，等间距的一条是一环。

（五）信息监控平台设计内容与建议

为了强化分析设计效果，同时还要进行交通监测系统的管理，以便于对各种路况进行分析和判定，同时还可以利用交通参数监测装置对路段交通的交通流量、车道占比、车速等进行详细的分析，有助于对整个交通系统、交通事故以及交通运行实际情况做出合理判断。

三、高速公路机电工程设计理念

（一）硬件设计与问题导向结合设计理念

高速公路机电工程系统运行方式为自主模式，其在运营过程中能够直接输出数据，随着我国交通运输业的不断发展，告诉公路朝着网络结构发展。在大规模网络系统中，基于实际情况的监测，主要是采用简单的打印数据来完成，并根据采集到的数据，对道路上的每一辆汽车进行安全的检测。针对高速铁路的发展需要，对现有的设备问题进行详细地分析。同时对新情况下高速公路的各种问题进行系统的分析，并根据实际情况，给出具体的处理办法。通过对公路机电工程的各种问题进行剖析，建立问题的思想，立足实际不断优化和选择最佳设计方案。

（二）多层级设计理念

通过对当前高速公路机电工程的整体设计进行综合的研究，认为当前的机电工程的概念已不限于传统的固定体系的设计方式，而是将单一的、多层次的使用概念相融合。过去的设计者在进行产品开发时，由于思想比较僵化，在产品的概念上比较局限，只注重对某个特定的商业数据的收集、储存和输送，而忽视了对顾客的不同要求。当下，为了更好适应社会发展需求，在进行前期调研的基础上，对高速公路的施工和运营要求进行了初步的调研，并对其进行了初步的研究，并总结出了独立设计存在的不足，如存储空间小、通信装置不够等问题。根据实际情况编制出相应的设计计划，根据不同的顾客需要，根据各层级的顾客需要，利用现有的资料，进行相关设计，以便于理解、分析、把握整个结构，以此强化高速公路机电工程设计效果。

（三）分析设计理念

高速公路机电工程设计中，必须按照公路的设计标准和规范进行，而现行的技术规范和标准并没有对具体的设计进行详细的规定，如果没有将具体的设计和要求进行阐述，就有可能造成机械设备的设计不能适应高速公路实际应用的情况。为了解决这一问题，在机电工程设计期间，要严格根据有关的设计规范，并对过往交通事件多、交通堵塞路段、交通拥堵等方面进行详细的分析，在分析有关数据和现状后再落实设计工作。

四、结语

总之，高速公路机电工程设计期间，建立了基于多层次的分析和设计思想，并根据公路运行的特点，对公路运行过程中的数据进行系统地研究，根据有关的技术标准和技术要求，进行了对实际问题的分析和设计，从而保证了公路的机电工程设计。此外，还要加强对机电设备的控制，加强对电力设备的管理，以便能够对高速公路的运营状况进行实时的监测，并对出现的道路故障和事故进行及时的报告。

参考文献：

［1］王自来.高速公路机电工程设计理念探讨［J］.中国管理信息化，2020，23（10）：124-125.

［2］曹宏敏.高速公路机电工程设计创新研究［J］.四川建材，2019（7）：148-149.