隨著我國經濟的快速發(fā)展及社會的全面進步，交通運輸業(yè)也得到了的發(fā)展。近年來，公路特別是高速公路，無論是在建設里程還是在后期運營、管理上都取得了很大的成就。高速公路運輸在我國運輸業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，因此加強高速公路機電工程相關內容的理論研究，為參與高速公路設計、建設和管理的相關人員提供必要理論依據是一項重要的工作。此外，機電工程建設和管理關乎整個高速公路運營的全局，通過對高速公路機電工程設計的具體內容進行簡要分析，將能加強高速公路機電工程建設相關理論依據。
1 高速公路機電工程的內容
總的來說，高速公路機電工程由監(jiān)控、收費、通信和供電照明系統(tǒng)四個部分組成。具體來說，收費系統(tǒng)就是依據相關部門發(fā)布的收費政策，構建一個全省聯(lián)網的收費平臺。監(jiān)控系統(tǒng)是通過對路況信息、突發(fā)交通事件、氣象等信息的收集和歸納，并為相關人員傳輸準確信息或將信息公布于眾。監(jiān)控系統(tǒng)是司乘人員了解交通信息以及工作人員領導和控制交通的重要渠道。通信系統(tǒng)是監(jiān)控、收費系統(tǒng)得以順利運行的重要保障。它可以通過相關設備來傳輸監(jiān)控圖像、語音及相關數據，并對這些數據進行準確、恰當的處理。供電和照明系統(tǒng)是高速公路順利運營的重要基礎和保障，它一方面為整個機電工程的順利運行提供動力；另一方面還為收費站及附近工作區(qū)域、隧道的照明提供能源，以確保滿足收費人員及司乘人員的照明要求。總而言之，監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、通信系統(tǒng)以及供電照明系統(tǒng)作為高速公路機電工程的重要組成部分，在高速公路運營的過程中是缺一不可的。
2 高速公路機電工程主要內容的設計工作
2.1 高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)設計
高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)實現了對整個高速公路管理及運營的全景監(jiān)控和展示，有效地完成了高速公路管理的及時性和互動性，促進了高速公路應急管理的智能化及集成化，在整個高速公路的運營管理中發(fā)揮著重要的作用。對于高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設計應該嚴格秉承以下兩個方面的原則：首先，監(jiān)控方案必須與國家及相關部門的標準和政策要求保持一致；其次，從整個系統(tǒng)的經濟性和*性出發(fā)，力爭用低的運營成本設計出成熟、完善的監(jiān)控系統(tǒng)，以滿足高速公路近期及長期范圍內對監(jiān)控系統(tǒng)的需求。此外，還要充分考慮本區(qū)域監(jiān)控系統(tǒng)與相鄰路段其他高速公路監(jiān)控系統(tǒng)之間的協(xié)調合作?？傊咚俟返谋O(jiān)控系統(tǒng)設計要從以上兩個方面的原則出發(fā)，方能發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的匯集信息、顯示信息、控制信息、處理信息、統(tǒng)計數據、視頻監(jiān)控、預警管控、路網協(xié)調處理、報警處理等基本功能。具體設計要求如下：高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應是一個集應急指揮中心、運營管理中心、信息監(jiān)控中心為一體的集合系統(tǒng)，具體來說，一個完整的高速公路監(jiān)控系統(tǒng)要由視頻集中監(jiān)控子系統(tǒng)、智能交通信息子系統(tǒng)、預警管控子系統(tǒng)構成，因而對于高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的設計也應該從這三方面入手：首先是視頻集中監(jiān)控子系統(tǒng)，通過在道路、收費站、橋梁、隧道等區(qū)域安裝監(jiān)控設備，并將來自這些區(qū)域的視頻、圖像和數據集中上傳到信息監(jiān)控中心，經過統(tǒng)一分析和歸納后，實現對高速公路的集中監(jiān)控管理；其次是預警管控子系統(tǒng)，預警管控子系統(tǒng)是針對突發(fā)性群體事件、惡劣天氣、?；诽幹谩⑿畔⒉杉?、重大交通事故等突發(fā)性事件而設計的應急處置系統(tǒng)。通過對事件及預警級別的分類，在預警軟件上設計出相應的控制方案，包括惡劣天氣或交通擁堵等緊急事件處置方案，進而提高高速公路應急處置能力，盡可能減少損失、避免傷害；后是智能交通信息子系統(tǒng)，它是以現代電子信息技術為依托，為服務于交通運輸而設計出的系統(tǒng)，主要通過*匯集、分析、處理信息的方式，為高速公路提高豐富的智能服務。
2.2 高速公路收費系統(tǒng)設計
高速公路的收費系統(tǒng)設計應該從我國具體國情及區(qū)域道路的實際情況出發(fā)，符合區(qū)域公路近期、遠期的使用要求及相關部門的具體規(guī)劃，并大限度提高資源利用率。對于高速公路收費系統(tǒng)的設計，除了要嚴格遵守以上原則外，還要充分發(fā)揮其收費稽查、收費監(jiān)督、票卡管理及收費機電設備維護、管理的功能，從聯(lián)網收費管理中心、收費分中心、各收費站三個不同層面來入手對高速公路收費系統(tǒng)進行系統(tǒng)設計，并加強與其相關的其他界面的設計。具體來說，一個完整的高速公路收費系統(tǒng)的設計方案要涉及到數據通信管理子系統(tǒng)、報表管理子系統(tǒng)、卡號查詢子系統(tǒng)、圖像稽查子系統(tǒng)、票務管理子系統(tǒng)、IC卡管理子系統(tǒng)、數據備份和恢復子系統(tǒng)等內容的設計。
目前大部分高速公路收費站主要采取人工半自動收費方式，以現金形式支付通行費。在該方式下，用戶一次繳納的通行費數額較大。同時，點數、核對現鈔延長了服務時間，降低了通行效率和服務水平，也容易在收費過程中發(fā)生倒卡、換卡的行為，產生財務漏洞。因此，迫切需要啟用新技術提高收費業(yè)務管理水平和服務水平。非現金支付(包括ETC)技術應運而生，目前在全國各地得到了一定的應用，社會效益和經濟效益初步顯現，正在高速公路收費系統(tǒng)中快速發(fā)展。
2.3 高速公路通信系統(tǒng)設計
高速公路通信系統(tǒng)通信網由光纖數字傳輸系統(tǒng)、程控交換+軟交換系統(tǒng)、光纜工程、電纜工程、通信電源系統(tǒng)等構成。
為了能夠有效、準確地對各個路段實現監(jiān)控管理，傳輸監(jiān)控、收費等系統(tǒng)的圖像、語音、數據等方面資料，在通信系統(tǒng)設計過程中應該嚴格遵守以下兩方面的原則：首先，高速公路通信系統(tǒng)的設計要嚴格符合國家及相關部門對通信技術的規(guī)范及標準要求，在滿足路段公路管理和運營需要的前提下大限度利用目前既有通信設施，同時根據《高速公路通信技術要求》及地區(qū)規(guī)劃的要求，重點考慮項目與其他相鄰高速公路通信系統(tǒng)的互聯(lián)互通，充分考慮高速公路所在區(qū)域的經濟狀況及當前*技術的發(fā)展水平，提高高速公路通信系統(tǒng)的經濟效益和*性。保證系統(tǒng)多元化互聯(lián)，各類信息都能地接入網絡；其次，傳輸等級的制定，必須滿足語音、數據、圖像等信息的高質量傳輸要求，并與其他系統(tǒng)協(xié)調一致。在原有通信設備的基礎上充分發(fā)揮新裝設備的兼容性及拓展性，使其既能滿足當前需要，又具有滿足未來發(fā)展需求的潛力。此外，綜合目前國內、外高速公路通信技術的發(fā)展，綜合考慮設備和運行成本，采用*技術，保證系統(tǒng)的可靠性、可維護性。只有從以上兩方面的原則出發(fā)，才能充分發(fā)揮圖像業(yè)務、電視會議業(yè)務、語音業(yè)務、數據傳輸業(yè)務等方面的功能。
2.4 高速公路供電及照明系統(tǒng)設計 高速公路供電及照明系統(tǒng)是高速公路機電工程的重要組成部分，其具體設計應該充分滿足監(jiān)控、收費、通信系統(tǒng)對于用電和照明的需求，因此，在供電系統(tǒng)設計過程中應該采用*技術，實現供電系統(tǒng)的經濟性及可行性。另外，照明系統(tǒng)無論是在亮度、照度還是在均勻度等方面，都應該嚴格符合國家有關道路照明的技術要求，確保照明系統(tǒng)在*技術和設備的結合下，既能安全可靠運行，又充滿現代氣息。
總而言之，高速公路機電工程是一個涉及內容廣泛的復雜系統(tǒng)。在其設計、建設過程中，要充分掌握其系統(tǒng)構成，及時發(fā)現并解決建設過程中出現的瓶頸性障礙，通過優(yōu)化設計方案、嚴格遵循行業(yè)標準及法律法規(guī)規(guī)定，從監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、供電照明系統(tǒng)的具體內容設計入手，確保高速公路機電工程建設的有效實施及穩(wěn)定運營。
