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一、前言
20世纪80年代,微电脑技术应用开始得到迅速发展,与之相关的控制技术、图像显示技术、通信技术等都有了新的突破,计算机越来越广泛地应用在社会生产各个领域。随着多媒体技术、人工智能学科的进一步研究,现在的计算机应用系统的智能化程度也越来越高,在高速公路领域,智能化系统的应用在本世纪初也得到了长足发展。
二、高速公路自动化收费系统
我国高速公路在上世纪80年代开始建设并得到迅速发展,这个阶段,计算机应用开始逐步普及,技术正在不断发展提高。所以,高速公路收费系统最初是采用的纯人工收费方式,随后发展到初步的财务计算机管理。随着计算机技术、IC卡技术以及图像技术的发展,高速公路收费开始进入全面自动化管理阶段。从车辆上路领取电子通行卡开始,车辆车型、牌照、上路时间等信息进入高速公路收费自动化管理系统,等到车辆驶离高速公路时,系统读取通行卡信息,比对车型、牌照,自动计算并语音提示司乘人员应交费金额,收费后系统自动启动挡杆放行。网络信息技术的逐步成熟,为高速公路区域联网收费提供了技术保证。联网收费通过计算机联网系统可实现自动分拆车辆在各不同路段行驶里程,结算相应路段费用,这样就可把不同运营主体管理下的高速路段有机地接合在一起,撤销主线收费站,大大提高了交通运输效率。目前正在逐步推行的ETC(电子不停车收费系统)系统,更具智能化,通过非接触式感应卡的运用,达到系统完全无人工直接参与,实现全自动化收费。
三、智能化办公管理
在高速公路领域,智能化应用不仅仅运用在收费系统中,在现代化的办公管理中,也处处尽显智能化的亮点。以河北高速公路石安管理处下属某收费站为例,做如下说明:1.办公无纸化。由于各收费站分散于高速公路沿线,以往公文报表的上传下发十分不便,随着计算机的普及应用,办公条件逐步改善,基本实现了无纸化办公。除一些需要备案的文件之外,通知、公告、节假安排等日常事务文件报表均采用电子化形式,通过邮件或传真上传或下发,电子化办公,便于查询和归档,更加便捷和及时。2.通讯自动化。通过沿高速公路建设的主干光纤,所有收费站所互联成网,实现电话网络统一管理,由高速交通枢纽大楼与外界接驳。虽然管理处和各收费站在空间上分散、距离较远,但通过通讯自动化系统,做到了各处室职能部门与收费站各工作岗位实现内部通话,网络统一使用,既强化了内部管理,也实现了对外联系的形象统一。3.安防自动化。以现代化的技术防范手段为主体,辅以补充的人员防范,是现代化办公环境安全的必然选择。各收费站监控系统主要分为车道监控和收费广场监控。收费站监控分中心实时监视现场图像信息,并通过高速网络传至交通枢纽监控中心,实现远程的监控管理。高速公路现代化的安防系统,通过闭路电视监控、周界防范等电子智能化手段,保证了各收费站点安全的工作环境和正常的工作秩序。4.后勤管理自动化。在管理处及各收费站点,食堂售饭均安装了POS机,实现了后勤管理的自动化。电脑微机结算,替代传统餐券管理,既卫生又方便,减少印发、兑换、清点诸多环节,提高了食堂工作效率和管理层次。
四、智能化系统在高速公路管理中的作用
高速公路管理智能化系统的建设,在运行应用过程中起到了显著的作用:大大提高了高速道路通行效率,提高了运输能力;简化了收费程序,减少了出错率;减少和杜绝逃费现象、人情放行现象;防止贪污作弊现象;安全性大幅提高;路况信息、通行信息更加全面丰富;节约生产成本,提高了办公效率;逐步实现道路、车辆实时监测控制;
五、高速公路智能化应用发展趋势
随着计算机、自动控制、传感技术、信息网络等技术的发展提高,未来的系统应用会更具智能化,在高速公路管理领域,目前的研究正向以下几个方向深化:1.联网、不停车收费技术。联网收费目前已经在高速公路顺利实施,正在不断完善。不停车收费基于无线射频技术,在车辆上安装有车载电子标签,车辆通过收费站口时,可与车道内的微波收发装置短程通信,自动辨识车辆信息并传至收费管理中心网络。车辆可以较高速度行驶通过收费站口,实现了不停车全自动收费管理。不停车收费将大大提高高速公路通行能力,降低收费管理成本,并大大改善了收费站点的环境,当前石安高速不停车收费系统正在建设中。2.集成化、开放性。高速公路管理系统中,以通行费收取管理为主线,而其中又涉及到路况信息、路段气象、实时监控图像等多种重要的公共信息。新型的高速公路管理系统是一个高智能化的信息系统,收费管理要和车辆监控信息等信息集成在一个平台上来运行;高速公路管理信息化系统应具备开放性,能够和交管、气象、物流等部门行业进行公共信息交换,达到信息资源整合共享。3.全球定位系统(GPS)和3G移动通信业务应用。随着全球定位系统的完善和3G通信业务的开通,高速公路管理系统智能化应用也将会有新的发展。通过GPS、3G移动通信和收费管理系统结合,可以对上路车辆实时图像声音的跟踪,对路况全方位监控,远程指挥疏导车辆,杜绝换卡违章等现象,并可以对遇险事故进行最及时恰当的救援。
关键词:机电一体化;高速公路建设;应用;前景
中图分类号:TH-39 文献标识码:A 文章编号:
机电一体化是将电气控制技术和计算机控制技术有机的结合形成的,是人类发展史的一大进步,在当前信息化技术高速发展的时期,其应用前景将更加的广阔,将机电一体化技术应用于高速公路建设,对于推动我国的交通运输业的发展起到至关重要的作用。
一、高速公路中的机电一体化在现阶段,机电一体化逐渐摆脱了传统的“机电自动化”的模式,并逐渐向智能化以及电子自动化的方向迅速发展。在高速公路建设中,机电一体化的作用与地位逐渐显现出来,若想对其进行有效的实现,就必须将相应的工程机械制造以及电子控制系统有效的结合在一起。只有这样,才有可能促使其施工的机械能能够自行完成作业以及自行进行检测,并且在这一过程之中实现智能化。简单的说,高速公路的机电一体化其实就是进行相关工程机械的改造,使其具有自动化功能。并且实现对于施工工艺的结合,使得多种的施工工艺可以通过一组机械来完成。目前状况下,随着其控制模块以及微处理器技术的不断完善与提高,相关的工程作业机械对于工程施工的自动化以及智能化的适应能力也越强,这在很大程度上促进了机电一体化的实现。
1、电子控制系统实现机械自检。对于机电一体化来说,它可以有效的进行对于机械设备的自我检测,这也成为了它一个十分突出的优势。因为它在一定程度上为相关的工程机械的运行提供了一个动态化的监控模式,并且基于此能够更为合理的对工程机械进行操作。除此之外,对于工程之中可能会出现的问题以及事故能够提前预知并采取合理有效的措施予以解决。电子控制系统有一个十分突出的功能,那就是当设备运行时,可以对其各个部分进行有效的动态监控,这些部分主要包括发动机、传动系统、液压系统以及相应的电子系统。这一监控系统主要存在两个组成部分,分别是监控和信息处理系统以及相应的报警系统。
2、机电一体化的应用提高了作业的精度。随着我国经济的迅速发展以及科学技术水平的进步,高速公路的等级也随之上升,这就给高速公路的质量提出了更高的要求。所以对于施工工艺的实施如果还只是停留在人为操作之上是不能适应其发展的。因此,实现对于作业精度以及检测及时性的提高势在必行。而机电一体化可以进行对于这些问题的有效解决,适应了发展的需要。首先,机电一体技术能够实现对于作业模式的设定,使之形成一定的作业顺序以及作业标准,并具有一定的固定性。这样一来,就可以对高速公路机电工程施工的精确程度进行一定程度的保证。不仅如此,因为相关的机械自动作业能够同参数的调整来实现对于施工精度的提高,而对于精度的设定过程是开放的,这样一来,就能够进行高精度持续作业的实现。
3、机电一体化可以降低机电工程施工的能源消耗。传统的施工操作中,进行对于工作输出功率的调整都是人为的。但是这种调整往往过于僵化,且精确程度不高。它仅仅是做出简单的换挡以及变换转速的操作,这为进行对于能源消耗的控制制造了很大的麻烦,受到的制约较多。面对这种情况,一些厂商采取的措施是:引入相应的电子控制技术,并基于此实现对于挖掘机工作效率的有效降低,这样一来,在工作中就在很大程度上提高了燃油使用的效率。因此,机电一体化能够在很大程度上实现对于能源消耗的降低以及工作效率的提高,且效果明显。
二、机电一体化技术在高速公路机电工程施工中的应用前景
1、系统的智能化程度将会在未来的发展过程之中有着明显的提高。之所以要提高机电一体化的程度,就是为了实现智能化的控制。也就是在一定程度上进行电子技术以及机械控制技术的利用,并基于此实现机械的智能化。
2、模块化作业。目前,机电一体化正朝着控制自动化、操作模式简单化的方向发展,也就是实现相应的智能模块化控制。这种模块化的操作以及实施主要是对于某些固定的程序化模块进行有效的利用,并将之与特定机械设备组合进行一定程度的配合,以此来进行特定工况下的作业。
3、机电一体化技术在高速公路施工中的应用将会为环保做出巨大的贡献。前文中,我们已经说明进行机电一体化的运用可以在很大程度上实现工程机械的能耗的降低。由此可见,随着机电一体化的不断应用于推广,它将对环保事业做出巨大的贡献。随着机械智能化程度越来越高,它可以利用较少数量的智能化施工机械实现对于较大工程量的完成,这样一来,就在一定程度上节约了相关的资源。
4、建立高速公路综合信息平台。现有机电系统虽已具备各种信息采集的能力,所采集的信息的利用率却很低。建立一个综合信息平台,将各类机电信息流通过综合信息平台的整合以分级授权的使用方式传送到各级管理者PC终端设备以便做出决策,能为高速公路的高效运营夯实基础,并给出行者提供方便。
5、建立、健全高速公路交通管理信息化和智能化的标准和规范。机电系统采用国际通用标准或国家与行业标准,使各子系统的操作平台、通讯接口与协议标准化,可实现互联互通并支持二次开发或功能调整,同时实现信息快速交换和高度共享,为全省甚至全国联网作基础。
三、加强高速公路机电一体化系统维护管理措施
1、从源头确保机电系统品质,为维护管理奠定良好的基础。 从源头确保高速公路机电系统工程品质,必须从工程建设招投标阶段起就要规范管理,挑选最优的承包单位,细化合同管理,为工程的建设营造最佳的条件。监理工作是工程的生命线,为确保高速公路机电系统工程建成后能发挥最大的投资效果,满足营运的需要,必须严格执行监理制度,对工程建设进行全过程的监控,为以后的维护管理打下良好的基础。
2、遵守行业法规,建立完善制度和操作规程,切实严格执行。 高速公路机电系统的维护管理工作与电力、通信、消防、环保、水利、环卫、防雷等行业都有密切关系,必须注重相关的行业法规。建立完善的高速公路机电系统维护管理制度对高速公路的运行安全和整体服务水平是极其必要的。具体来说,高速公路机电系统的管理制度和操作规程应涵盖以下内容:管理和养护人员的岗位职责;机电系统维护管理的值勤制度;机电设施的巡查制度;机电设备的故障抢修制度、机电设备的预防性养护制度;机电系统维护管理工作中的安全作业制度;机电设备的操作和养护规程等。遵守相关的行业法规,严格执行规章制度,保证维护管理工作落到实处。
3、明确维护组织体系与职责范围。 在高速公路机电系统的维护制度中应明确维护的组织体系,提出相应的职责范围。其主要包括:执行与机电系统维护工作有关的各项规章制度;定期组织检查各系统的工作运行状况,消除潜在隐患,保障系统正常运行; 对故障做出快速反应,及时恢复保证系统正常运行等。如果在施工维护管理期间,施工单位需安排技术人员加强系统的看护检查,对潜在的安全故障进行提前控制防范。
4、注重安全管理,有效提升维护管理。
安全管理是机电系统维护期间的重点工作,通过维护机电设备的安全运行才能有效的提高系统的可靠性。若机电设备出现问题,必会给系统、公路带来相当大的破坏性。要考虑到高速公路的交通位置、与周边城市的高速公路紧密性,对机电设备进行安全管理时采取了定期检测、信号报警等方式,有效的控制了意外事件的发生。
四、结束语我们主要对机电一体化进行了简要的介绍,然后对机电一体化的应用前景和机电一体化技术在高速公路机电工程方面的应用进行重点分析。希望我们的研究能够使得人们对于高速公路机电工程机电一体化有更深层次的理解,同时,还为业内人士提供了一定的参考。
参考文献:
改革开放以来,我国公路建设事业迅猛发展,尤其是高速公路建设,从无到有,现已建成8700km。作为公路建设重要组成部分的桥梁建设也得到相应发展,跨越大江(河)、海峡(湾)的长大桥梁建设也相继修建,一般公路和高等级公路上的中、小桥、立交桥,形式多样,工程质量不断提高,为公路运输提供了安全、舒适的服务。
随着经济的发展、综合国力增强,我国的建筑材料、设备、建筑技术都有了较快发展。特别是电子计算技术的广泛应用,为广大工程技术人员提供了方便、快捷的计算分析手段。更重要的是我国的经济政策为公路事业发展提供多元化的筹资渠道,保证了建设资金来源。
一、我国现代公路的发展大体经历了如下二个阶段:
(1)、 改革开放前公路基础设施的建设
旧中国的公路交通极为落后,1949年全国公路通车里程仅8. 07万公里,公路密度仅O. 8公里/百平方公里。建国初期,公路交通经历一段时期的恢复后开始获得长足发展,1952年公路里程达到12. 67万公里。50年代中后期,为适应经济发展和开发边疆的需要,我国开始大规模建设通往边疆和山区的公路,相继修建了川藏公路、青藏公路,并在东南沿海、东北和西南地区修建国防公路,公路里程迅速增长,1959年达到50多万公里。
60年代,我国在继续大力兴建公路的同时,加强了公路技术改造,有路面道路里程及其高级、次高级路面比重显著提高。70年代中期我国开始对青藏公路进行技术改造,80年代全面完成,建成了世界上海拔最高的沥青路面公路。在1949—1978年的30年间,尽管国民经济发展道路曲折,但全国公路里程仍基本保持持续增长,到1978年底达到89万公里,平均每年增加约3万公里,公路密度达到9. 3公里/百平方公里。
(2)、 改革开放后公路基础设施的建设及成就
改革开放后,国民经济持续高速发展,公路运输需求强劲增长,公路基础设施建设开始发生了历史性转变,其主要表现在:公路建设得到中央和地方各级政府的重视,“要想富、先修路”,公路建设的重要性逐步为全社会所认识。在统一规划的基础上,开始了有计划的全国公路基础设施建设,80年代初和80年代末国家干线公路网和国道主干线系统规划先后制定并实施,使公路建设有了明确的总体目标和阶段目标。公路建设在继续扩大总体规模的同时,重点加强了质量水平的提高,高速公路及其他高等级公路的迅速发展。改变了我国公路事业的落后面貌。从统计数字看,到1999年,全国公路里程达到135万公里,公路密度达到14. 1公里/百平方公里,为1978年的1. 5倍。二级以上公路占全国公路总里程的比重由1979年的1. 3%提高到1999年的12. 5%,主要城市之间的公路交通条件显著改善,公路交通紧张状况初步缓解。同时,县、乡公路里程快速增长,质量也有很大提高,全国实现了100%的县、98%的乡和89%的行政村通公路。总体而言,一个干支衔接、布局合理、四通八达的全国公路网已初步形成。特别值得一提的是我国高速公路的建设。高速公路建设是改革开放后我国公路事业取得的突出成就。1988年,我国第一条高速公路沪嘉高速公路(18.5公里)建成通车。此后,又相继建成全长375公里的沈大高速公路和143公里的京津塘高速公路。进入90年代,在国道主干线总体规划指导下,我国高速公路建设步伐加快,每年建成的高速公路由几十公里上升到一千公里以上。到1999年底,全国高速公路通车里程已达1.16万公里。短短10年间,我国高速公路就走过了发达国家高速公路一般需要40年完成的发展历程。高速公路及其他高等级公路的建设,改善了我国公路的技术等级结构,改变了我国公路事业的落后面貌,同时也大大缩短了我国同发达国家之间的差距。
二、 知识经济时代的桥梁之梦
本世纪末,一场新的革命悄然兴起。在十八世纪工业革命的二百年后,以信息为核心的知识产业革命将把人类带入知识经济的新时代。
知识经济时代实质上就是一个智能化和高效率的社会。现代通讯技术的发展使社会高度信息化,从而也使家庭生活、办公室工作、工厂企业生产、交通运输、工程建设、教育培训、医疗保健、国家管理等等活动都可利用可视通信网络和多媒体,“信息高速公路 ”实现智能化和自动化。人类的智慧和计算机网络的结合,使知识创新成为最有价值的产品,成为经济的主体和各行业的核心。
知识经济时代的桥梁工程将具有以下特征:
首先,在桥梁的规划和设计阶段,人们将运用高度发展的计算机辅助手段进行有效、快速的优化和仿真分析,虚拟现实(Virtual Reality)技术的应用使业主可以十分逼真地事先看到桥梁建成后的外型、功能,模拟地震和台风袭击下的表现,对环境的影响和昼夜的景观等以便于决策。
其次,在桥梁的制造和架设阶段,人们将运用智能化的制造系统在工厂完成部件的加工,然后用全球定位系统(GPS)和遥控技术,在离工地千里以外的总部管理和控制桥梁的施工。
最后,在桥梁建成交付使用后,将通过自动监测和管理系统,保证桥梁的安全和正常运行。一旦有故障或损伤,健康诊断和专家系统将自动报告损伤部位和养护对策。
总之,知识经济时代的桥梁工程和其他行业一样,具有智能化、信息化和远距离自动控制的特征。受计算机软件管理的各种智能性建筑机器人将在总部控制人员的指挥下,完成野外条件下的水下和空中作业,精确按计划完成桥梁工程建设,这将是一幅二十一世纪桥梁工程的壮观景象。
关键词:高速公路隧道;消防技术;灭火系统
中图分类号:U458.1 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)23-0154-01目前,我国的经济发展水平已经进入到一个新阶段,高速公路建设已从城市周边、平原地区发展到山区,国家高速公路网建设日益完善。交通运输业的迅速发展,使得高速公路的重要性也日益凸显。然而,由于山区高速公路长大纵坡及隧道密集,车辆频繁使用刹车,往往导致刹车失灵、轮胎温度升高,极易发生火灾事故,若施救不及时,很容易引发更大的灾难,导致交通瘫痪问题。
1 高速公路的消防系统建设
1.1 监控系统设置
随着科技在交通行业的运用,一些检测系统也运用到高速公路建设中。隧道监控技术的应用,创造了良好的营运环境。一是监控系统具有实时性,能够迅速对隧道内的任何情况作出响应,将事故的后果降低;二是监控系统具有实用性,使用简便、操作方便、性价比高。这就能更有效的保证车辆的行驶安全,减少交通意外的发生。
1.2 灭火系统设置
现阶段我国高速公路的灭火系统主要由给水系统和各种灭火器组成。隧道内灭火装置之间的间隔为50 m,为了更好地达到灭火的效果,这些灭火装置配备了消防栓、水成膜灭火剂和干粉灭火器。
隧道内的灭火系统是针对预防火灾而设定,这一灭火系统需要在短时间内达到控制火势的效果。因此,在选择灭火系统时,应当根据隧道特点,来选择合适的灭火系统。
目前,隧道常用的灭火系统如下:第一,传统的灭火器与消防栓;第二,针对汽油类火灾的水成膜式灭火系统;第三,控制初期火势的水喷雾灭火系统。
2 隧道消防系统工作原理
2.1 给水方式
第一,用水泵将河流或山泉水集中到低位水池后,再利用电力设备压到山顶的高位蓄水池,利用重力原理,水自然流进消防栓内。因此,高位水池与消防栓的高差应根据以下计算公式来决定(高位水池的高度):
H=P/?籽g
H为水池高度,m;P为管口压力,Pa;?籽为水的密度:kg/m3;g为重力常数,9.8 N/kg。
第二,当隧道山顶高度不满足建设蓄水池要求时,就无法采用重力原理进行给水。针对这一问题,可采用自增压来实现给水。这一给水方式,只需设置低水位蓄水池预报消防室。将水抽至蓄水池中,利用消防泵进行供水。在进行消防泵供水时,必须保证后备电源的正常使用,以防影响施救。
2.2 智能化监控
①提水泵智能化。采用自增压给水方式,需要控制蓄水池水位。实现提水泵智能化可以有效地监测蓄水池水位,如果水位高于蓄水池的蓄水高度时,水泵就启动循环式智能提水功能;相反,水位过低时,水泵就需要启动抽水程序,保持蓄水池的水量。
②备用系统智能化。稳压泵是灭火装置的主要运行系统,其在运行过程中出现问题时,会导致整个消防系统的瘫痪。针对这一问题,要求提前准备消防泵,作为备用系统。当稳压泵出现问题时,自动启动消防泵,保证程序的正常运行。
③智能报警系统。当车辆在高速公路上出现问题时,很多人都会因为惊慌而束手无策,没有在第一时间利用隧道内的消防系统灭火,实现有效地控制火灾目的。因此,应当在消防系统内部安装报警系统,提醒人们自救。
2.3 水成膜灭火装置工作原理
水成膜泡沫灭火剂在水溶液中能起泡,其水溶液比水轻,所以它能浮在燃液表面,因此被称作“轻水泡沫灭火剂”。瑞港公司生产的环保型水成膜泡沫灭火剂对石油类和B类火灾的灭火作用优于蛋白泡沫和氟蛋白泡沫。它的灭火原理,除具有一般泡沫灭火剂的作用外,还有当它在燃烧液表面流散的同时析出液体冷却燃液表面,并在燃烧液面上形成一层水膜与泡沫层共同封闭燃液表面,隔绝空气,形成隔热屏障,吸收热量后的液体汽化稀释燃液面上空气的含氧量,对燃烧液体产生窒息作用,阻止了燃液的继续升温、汽化和燃烧。它和其它灭火剂的根本区别是“水成膜”泡沫灭火剂具有泡沫和水膜的双层灭火作用,这是它灭火效率高、时间短的原因。
3 消防系统的日常维护及措施
3.1 火灾报警装置的维护
光栅传感器、烟雾报警器:检查机房内部是否为安全电压,光栅传感器、烟雾报警器是否清洁;机房内无积水或者漏水现象;电缆及电缆中间接头、终端头是否有漏油、溢胶、放电、过热等现象。
3.2 水成膜设施维护
保持整套设施的清洁完整;每个月至少一次对水成膜设施进行放泡沫液实验,每次时间不低于1 min;通过观察泡沫液亮管上泡沫液的刻度及时补充泡沫液;对于不能放出泡沫液或者放出的泡沫液浓度不够的点,要对整套系统逐一排查,及时更换损坏的部件。
3.3 消防栓、消防水带以及消防水枪维护
每周检查消火栓是否完好,有无生锈、渗水现象,接口垫圈是否完好,并进行放水检查,检查完后及时擦干。定期对消火栓加油;每月检查消火栓箱门是否完好,是否能够正常开关,发现问题及时更换和维修。
3.4 高位水池、低位水池及其自动化提水设施维护
每天对高低位水池进行巡查,检查水位状态;每次抽满水后的两天通过对水位下降的高度来观察水池是否存在漏水,如果存在漏水就及时进行补漏处理;每周对自动补水装置进行实验,并检查线路、水泵、报警器是否正常工作。
3.5 供水管线维护
每天对隧道内供水管线进行巡查,确保无漏水、无爆管,水压正常;露天管网长期日晒雨淋,因此要确保对外管网的防腐、除锈处理;确保管网保温结构的完整。对于冬季某些区域温度过低,要做好人工化冰的准备。
3.6 干粉灭火器定期更换
定期对隧道内干粉灭火器进行检查,如有丢失及时更换;检查灭火器压力表的外表面不得有变形、损伤等缺陷,否则应更换压力表;检查干粉灭火器压力表的指针是否指在绿区(绿区为设计工作压力值),否则应充装驱动气体;灭火器喷嘴是否有变形、开裂、损伤等缺陷,否则应予以更换;灭火器的压把、阀体等金属件不得有严重损伤、变形、锈蚀等影响使用的缺陷,否则必须更换;筒体严重变形的、筒体严重锈蚀或连接部位、筒底严重锈蚀必须报废。
4 结 语
在建设高速公路的消防设施时,应当综合考虑当地的实际情况,按照消防系统建设相关规定,做好管道的建设工作,更好地保证车辆的通行安全。
参考文献:
[1] 王军邦,章恒武.高速公路隧道消防工程辐射井施工技术要点[J].安装,2011,(1).
[2] 孙庆翔,秦刚,丁国锋.高速公路隧道灾害事件检测新方法及应用研究[J].公共交通科技,2010,(27).
一、科技强警是解决高速公路交通管理问题的有效手段
目前,我国高速公路的快速增长与警力不足、高速公路交通流量迅猛增长与管理手段相对滞后之间矛盾,是阻碍高速公路交通管理工作发展的难题。而大力开展科技建设,“向科技要警力、要管理效能”,则是解决这一难题的有效手段。自“金盾工程”实施以来,科技强警在交通管理工作中得到前所未有的重视,但有些地区科技投入增加了、科技力量加强了,使用效果却不尽如人意。分析其原因,主要因为交通管理者的素质没有跟上,民警科技管理意识不强,技术应用水平不高,管理方式依然落后于科技设备,对科技设备的利用率不高。笔者认为,科技强警,不仅仅是加强科技装备,还要加强管理者的素质,必须从“硬件”和“软件”两方面入手,既注重科技设备和资金的投入,又及时做好民警岗前科技应用培训,这样才能齐头并进、相辅相成,提高高速公路交通安全管理效能。
二、硬件方面,必须加大对科技设备的投入
(一)建立智能化交通指挥中心。道路交通管理是一项综合性较强的社会性管理工作,随着现代化道路交通的发展,对指挥者的反应能力、指挥能力及掌握、分析信息的能力要求越来越高。指挥者能否及时掌握高速公路的交通信息,是否能正确分析这些信息并作出准确决策和指令,直接关系到高速公路的交通安全。因此,高速公路指挥中心应具备交通监控、通讯、信息收集以及指挥调度系统的现代化、智能化平台,它应配备高速公路交通信息系统、闭路电视监控系统、接处警系统、有线无线通讯系统以及GPS全球定位系统等,通过这些系统的有机结合,及时发现高速公路上的异常交通情况及各类型案件,做出正确、有效、明确、及时的决策,并通过快速协调、准确查询、及时指令,形成一个高效的指挥调度系统。
(二)建立完备的计算机网络信息系统。高速公路大队的网络建设通过与支队的网络系统建立连接,并安装必备的各种网络系统,建立完备的计算机网络。通过网络系统,管理者可以及时、迅速查询人、车等各种所需资料及信息,及时对可疑情况进行比对检查,及时排除各种类型的安全隐患。目前,我们使用的网络系统有:全国公安交管信息综合查询系统、全国被盗抢机动车信息查询、交通违法信息查询、超速违法信息查询、事故统计系统20__版等,基本已能满足目前工作需要。但由于网络建设的大环境因素,地处偏远地区的高管十三大队网络速度相对较慢,有时也存在无法接通的现象,有待于网络建设的进一步完善。
(三)建立智能化“电子警察”监控管理系统。利用现代化科技管理手段,在高速公路上建立智能化监控系统——“电子警察”,应用科技手段实现全天候捕捉违法车辆信息、交通信息,利用非现场执法模式加强管理监控,主要包括有:交通实时监控设备、超速抓拍设备、车辆号牌自动识别系统、警示设备以及交通信息提示系统。通过这些设备有机、高效的结合,不但可以减少警力的投入,解决警力不足问题,有效降低民警工作强度和巡逻监控的高强度工作压力,还可以更快速、高效、及时地发现高速公路上出现的异常情况,及时作出快速反应,消除交通安全隐患。
三、软件方面,必须提高管理人员的素质和科技应用水平
加强科技装备投入的同时,必须大力开展业务培训,有效提高交通管理者的素质和科技应用水平。培训模式主要有:
(一)集中培训。通过集中大队全体民警进行管理技能、科技装备应用的培训,提高民警的管理水平,使民警对科技装备的使用达到一个初步的理解和认识,基本能够在工作中正确使用所配备的各种科技装备。
(二)网络教学。随着“三基”工程建设的不断深入,基层大队各中队都已基本配备连接公安网络的电脑,因此,可以通过在网络上安装各种类型的培训教材,让灵活利用自己的时间进行学习,更新管理观念,提高管理能力,更好的完成工作任务。
(三)对业务骨干进行强化培训。对基层工作经验丰富、业务能力强、接受能力强的民警进行集中培训,使这一部分民警先达到熟练使用科技装备的工作要求,保证设备投入的正常使用,以达到预期的管理效果。
物联网技术的出现为智能交通系统的发展提供了新的动力。物联网智能交通系统是利用各种信息传感设备,如射频识别、红外感应器、全球定位系统、传感网络等技术与互联网结合,实现人、车、路的相互连接,从而实时、准确地获取交通信息,为智能交通系统的合理调度控制、充分利用各种资源的科学决策提供基础数据。结合物联网技术的深度应用,建设高速公路一体化智能管控平台,已经成为推动高速公路发展的重要技术手段,可以全面提升路网监测水平,增强应急处置能力,提高运营管理效率。基于物联网技术的高速公路一体化智能管控平台是多种技术的聚合与集成,其中物联网、云计算、WebGIS是系统应用的关键技术,另外系统在构建时也会应用J2EE、XML、SOA、RIA、有线接入、无线接入、数据挖掘、工作流、视频分析等主要技术。高速公路一体化智能管控平台实现了涵盖高速公路全程监控、应急联动、机电管理、路政管理、养护管理、收费管理等多部门、多种类、多侧面的业务应用,有效提高了高速公路区域内管理的组织、指挥、决策、控制和协调能力,最终实现对高速公路的一体化智能管控。
高速公路一体化智能管控平台从数据管理角度实现了统一标准、统一接入、统一管理、按需存储整合;从应用管理角度做到数据共享化、功能完整化、应用个性化、部署实时化、展示多样化;从事件现场综合指挥角度实现现场信息实时可视、控制指令交互畅通,进而全面提升智能交通综合管控的效率和水平,最终达到提高整体业务处置能力和实现交通指挥调度信息化、智能化的目的。高速公路一体化智能管控平台涵盖了高速公路统一的数据采集、交互控制、数据融合分析、GIS地理信息应用、应急联动管理、收费综合管理等应用系统的建设。建设该平台的目的是实现各类高速公路信息资源的深度整合与共享,防止数据孤岛效应,全面实现高速公路的运营管理的网络化、信息化和数字化,提高高速公路的运营管理水平,为社会公众出行提供有力保障。高速公路应急联动指挥是高速公路一体化智能管控平台的核心功能,可对各类交通事件的发现、预警、处置、上报的处理流程进行全程跟踪和支持,包括突发交通事件的报警,相关数据的采集、核实,紧急程度的判别,联动指挥、领导辅助决策等。可在最短时间对交通突发事件做出快速反应,通过相应的处置预案,借助电视监控、情报板、GPS、GIS空间分析及关联短信通知等手段,及时准确地完成突发事件的处置。使相关领导及时了解应急事件的现场情况,并及时通知各相关单位和人员。
高速公路一体化智能管控平台通过基于物联网的数据分析与融合技术,将海量的车道收费数据、路网空间数据、干线车辆抓拍数据进行深入的加工处理,并和基础数据进行深度聚合。通过对这些数据进行挖掘分析,可以及时掌握每日的通行收入和车流情况;通过对历史数据按周、按月、按季、按年进行统计分析,可以判断各路段的收入和车辆变化趋势,并以此预测未来的收入和预警车流量变化情况;通过对实时收费的完整性进行核查,可以检测逃费车辆,发出报警,对车辆进行拦截和追缴,为营运稽查提供有力证据;通过基于GIS的空间路径分析,实现通行车辆的精确路径识别,解决高速公路联网收费的多义性路径识别问题,实现按实际行驶里程精确计费,保护投资者的利益,也为打击倒卡逃费、断面流量计算、车辆稽查提供数据支持;结合养护施工数据,对养护施工路段、时间和相关收费、车流数据进行关联分析,可评估施工期间路段的收费损失,指导养护部门合理设定施工时段和封路措施;同时根据高速公路收费业务的特点,建立特殊车辆(军、警、绿通车辆等减免通行费车辆)管理功能,详细记录特殊车辆相关的人员、证件和通行信息,优化收费流程,加强监督,提高收费管理效率。
2004年12月17日,《国家高速公路网规划》,经国务院审议通过,标志着我国高速公路建设发展进入了一个新的历史时期。将在未来三十年内建成的全国高速公路网,依照“东部加密、中部成网、西部连通”的原则,采用放射线与纵横网格相结合的高速公路网布局形态,构成由中心城市向外放射以及横连东西、纵贯南北的我国公路网络最高级别的公路交通大通道。将包括7条首都放射线、9条南北纵向线和18条东西横向线,简称为“7918网”。
目前,我国已经建成3.5万公里的高速公路,将再建8.5万公里,高速公路网总里程约12万公里。到2010年,基本完成以上60%的任务,基本形成全国高速公路网络骨架。
一、2010年天津高速公路建设趋势展望
为适应全面建设小康社会的发展目标,满足社会经济发展和交通需求,天津将进一步加快高速公路和普通公路的建设,预计到2010年,天津公路交通紧张状况将全面缓解,其对国民经济发展的制约得到全面改善。再到2020年,公路交通基本适应国民经济和社会发展需要,能够提供更畅通、更安全、更便捷的交通条件。
目前,我市已开通8条高速公路,分别为京津塘高速公路、京沪高速公路(代用线)、唐津高速公路、京沈高速公路、津保高速公路、津蓟高速公路、津滨高速公路、津晋高速公路。总通车里程为500余公里。
在国家高速公路网规划酝酿、修改过程中,天津已经立足于社会经济发展的需求,开始研究规划天津高速公路发展的方案,围绕21世纪我市高速公路发展方向和目标,反复酝酿、合理规划出了天津高速公路网络格局。天津高速公路建设将再一次提速,到2008年初步建成天津高速公路网络骨架,到2010年左右基本建成天津高速公路网络。预计,2005年建成威乌高速公路、沿海高速公路、京津高速公路(一期塘沽-东丽);2006年建成津港高速公路、蓟平(津承)高速公路、京津高速公路(二期北京-杨村)、京沪高速公路(正线一期京津塘56K-当城);2007年建成京津高速公路(三期杨村-东丽)、京沪高速公路(正线二期当城-京沪代用线6K、三期当城-九渲闸)、津汕高速公路。2010年前建成国道112联络线高速公路、蓟塘高速公路、京沪蓟塘联络线高速公路。还将修建唐津高速公路延长线连接京石高速公路、修建京津塘高速公路与津滨高速公路联络线,修建国道112线高速公路延长线与京津南通道相接,届时,天津高速公路的总里程将再添1000余公里,达到1500余公里,形成以外环线为起点的7条放射线为主,南北有9纵,东西也9横,大、中、小三环相套、贯穿各个区县以及主要乡镇的高速交通网络。
二、天津高速公路联网后将面临的交通状况和需求
天津高速公路网络是全国高速公路网中重要组成部分,南北九纵中有两纵贯穿天津,首都7条放射线中有两条经过天津,河北省预计2020年前规划建设5纵6横7条线的高速公路中2纵2横1条线经过天津成网。到2010年以后,天津的18条高速公路将纵横交错、互相交叉,在每一个交叉节点上,将修建互通式立体交通枢纽,约计30-40个。与一、二级普通公路连接的收费站口约140余个。共计建成90余条高速车道,日通行能力130余万辆机动车(当量)。
根据国家计划,将在2007年以后逐步撤销高速公路上所有主线收费站,实行“一卡通”缴费模式。这就意味着我市原建、新建各条高速公路之间的互通节点不再建有缴纳通行费的闸口,与外省市高速公路连接端口的12处(含新建)收费站也将撤销,使天津界内、界外高速公路也真正形成无阻式网络。所有车辆一旦进入高速公路网,就可以任意选择路径,畅通无阻地到达网络任意一端。
根据天津安排计划,将来天津所有高速公路实现“一卡通”模式后,原由各个业主公司分别收缴的通行费改由新建天津高速公路计费管理中心联网统一计费分配,同时建立天津高速公路管理监控调度中心。日前,筹建的天津高速公路管理调度中心和收费中心合署办公的大楼,已经在现京沪高速公路代用线的津静站(外环线九号桥附近)破土动工。
从发展观点看,天津高速公路不仅早已是北京连接各个省市的重要通道,而且成网后还将成为河北省高速公路东部网络的重要枢纽,成为连接东北、华北、西北、华东等地区的重要路网组成部分。另外,高速交通将成为天津中短途旅行与郊县往返市区的主要出行通道。我们将面临崭新的高速公路网络交通,在这个网络基本形成后,还将继续不断地完善、加密。那么,在高速公路交通对管理模式和管理水准的需求上,将更加具有高标准、高效率的特点,以目前管理方式和管理能力是不可能应对的。所以,交通管理模式和技能不更新、不进步,不能与高速网络交通需求相适应,就将在客观上制约、阻碍高速公路网络交通功能的发挥,降低高速网络交通资源的使用率。解决这些问题,从时间上看,我们还有5年左右的准备空间,时不待人,已经很紧迫了。
三、天津高速公路发展中应当优先重点探讨的管理课题
展望未来,高速公路建设发展形势气势恢宏,我们担负的任务和责任更加艰巨和重大。在天津高速公路发展未来格局中,我们将面对很多难点和问题,很可能会有一些是我们现在还不能想象得到的。因此,从现在起我们就要高度重视,积极开展研究探讨,做好中、远期规划部署,为将来面对的形势奠定基础。
经过反复思考,我认为以下议题应当优先重点开发研究。
1、创新管理观念,推动智能化管理,提升管理效率
创新高速公路智能化交通管理理念,瞄准高速公路网络交通需求,制定实施“ITS”(智能交通信息系统)管理高速公路交通的阶段性规划,力争在2010年前交通管理水平与高速公路建设和管理需求达到基本一致。
目前,我们管理高速公路交通的模式基本依靠站口管控、路段巡查的方法。科技装备寥寥无几,且不成管理手段的体系,科技手段很落后,依旧靠大量的人力资源维持日常的管理。公安部曾经制定高速公路交通警察配置标准,即比对高速公路长度计算公式,为每公里配置一线警力1.5人。目前天津高速公路警力配置是每公里0.44人。公安部这个标准已经制定了十几年,当时能够应用于高速公路交通管理的科技装备还没有得到普及和推广,针对现在科技发达的情况看,这个侧重于人工管理的标准已经落后于高速公路网络交通形势发展。从粗浅了解到的国外高速公路交通管理手段来看,各个经济发达国家早已高速公路网建设中,逐步实行“ITS”智能系统管理,而且已经进行了十余年的探索,现在依然继续在完善、提升功能之中。
“ITS”是指将先进的信息技术、电子通讯技术、自动控制技术、计算机技术以及网络技术等有效地综合地运用于整个交通管理体系,而建立起的一种在大范围内,全方位发挥作用的,实时、准确、高效的交通管理控制系统。它由若干子系统组成,通过系统集成将道路、车辆有机地结合在一起,以最为安全和经济的方式引导车辆到达目的地。同时通过对车辆和道路实时信息的采集来提高管理效率,以达到充分利用交通资源的目的。
使用“ITS”智能系统管理高速公路交通,应是管理模式的发展方向。对于我们来讲,创新观念更为重要,要先对推广应用“ITS”智能管理技术取得共识,再具体落实如何实现“ITS”智能化管理。实现“ITS”智能化管理,应当本着“他有为我用、他无我创新”,在项目建设和资金使用上,不搞重复投资建设的思路,确立各个高速公路经营公司是建设“ITS”智能化管理系统设备的主体,实现这个目的要大致通过三个渠道,一是利用现有设备升级,做好端口连接,添置必须的新设备;二是通过立法、规定的方式,促使“ITS”设备成为新建高速公路配套标准;三是自己做最优化投资建设,与公路经营部门的设备连接实现信息共享。
2、围绕天津地域狭长且高速路网密度相对大的实际,探索推出适应自己特点的管理结构,借此拉动管理能力的提升
改革高速公路管理结构,提升基层大队的作战能力,已经成为各地高速警察队伍正在研究的课题。从现在各地高速交警管理结构调整的情况看,大致有四种类型。一是放弃支线、把稳主线,就是把原来直管的支线高速公路转交属地管理,把撤回的警力全部投入到主要干线高速公路(河南等);二是把以块为主改为以条为主,过去全部实行属地管理的,这次全部变为直线管理(福建等);三是在大队内增设科室,健全各种业务功能,提高工作效率和一线实战能力(陕西等);四是在大队加挂公安分局牌子,除交通管理业务外,治安功能由先期处置转变为直接办案,不再向属地分局移交治安和刑事案件,减轻属地分局的负担,同时避免执法上的扯皮现象(吉林)。由于各地具体情况不同,我看这些办法未必就适应天津高速公路交通发展需求,未必就能应对将来网络化交通带来的复杂变化。
天津高速公路交通管理结构应当与时俱进作相应的调整,但绝对要围绕供需关系。不能简单地把供需关系理解为,你建成一条,我组建大队接收一条。这样没有系统规划的接管方式势必造成将来管理方式的滞后和机构设置的浪费,不利于将来高速公路联网后交通组织的供需关系。天津高速公路网络建成后,在南北长、东西窄的狭长地域内,将呈现北部路网稀疏、中部路网较密、南部路网适中的特点,较密的路网集中在北到宝坻、宁河,南到西青、津南之间,基本呈现正方形地域内,高速公路纵、横交叉,近不到七、八公里,远不过二、三十公里。这一区域内的高速路段流量,将是天津高速路网中南北和东西流量最为集中地区,也将是体现管理结构优化和管理水平的关键地区。
可以这样考虑,以将来高速公路发展蓝图为参照,以将来形成的网络交通流量参数为依据,以将来必然出现的若干个高速交通关键枢纽为基点,设立区域管理机构,以重要交通枢纽为中心放射管理相接的各条高速公路,再以若干个区域管理机构组成高速公路网管理体系。这样就形成高速支队协调指挥各个大队(区域管理),大队(区域管理)指挥警组(管理各个路段)的三级管理体制。这种体制将具备网络管理的框架,具有调整网络内流量不均衡的功能,可以使交通流量的导流、管制更加快捷,将基本能够适应高速网络交通的发展。
3、摸索恶劣气候条件下高速公路零关闭的管理模式,合理配置高速交通资源,开创高速公路与普通道路协调交通流的新途径
高速公路网络交通构造出崭新的通行形式,在完善的诱导提示系统下,互通互联使交通流量趋于均衡,发生严重堵塞的可能性降低,同时也为在恶劣气候条件下控制交通提出了新的课题。
现在我们应对恶劣气候条件下管理高速公路交通的办法,基本以管制为主。管制方式主要为警示、限速、限距、分流、关闭等级别,一般视天气变化程度梯次增减。可当面对网络化交通时,使用关闭高速公路的办法就要受到互通互联的制约。其原因主要为,一是高速公路相邻过密,气象区域遮盖幅面大,高速公路流量彼此影响;二是互通交叉节点太多且无站口,难以关闭单条高速公路;三是跨省市高速公路交界端口无法控制,界内近端站口无力分流;四是远端分流牵扯高速公路上下两方警力过多,给普通公路造成过多压力;五是过境车辆下路后,盲目行车造成事故和堵塞。在网络化交通条件下,单纯采取关闭高速公路进行管制的办法是否依然适用,现在还难以得到完整的答案。
过去我们采取关闭管制时,会给地方道路造成巨大的交通压力,经常造成普通公路的堵塞。例如,关闭京津塘高速公路后,103国道就要发生严重堵塞,关闭唐津高速公路时,205国道就要出现堵塞。这样就出现一个怪圈现象,一方面高速公路上已经流量净空,民警昼夜巡查把守各个站口路段,防范车辆进入高速公路发生严重事故;一方面在各条普通公路上车满为患,民警昼夜疏导堵塞。从交通流量整体调整的角度看,无疑是高速公路通行资源的搁置或浪费。
关闭高速公路的动因是预防发生严重交通事故,它是高速交通管制中最后一招,也是防范措施中最落后、最消极的。如果在主动防范事故措施上多做文章,做好文章,做到有完全的把握,就没有必要关闭高速公路。长期以来,在习惯做法运作下,人们已经形成“动力定型”心理状态,就是感觉恶劣气候下关闭高速公路是必须的不可缺少的一个主要方法。所以,要改变旧的管理模式,首先要消除僵化的头脑,再去寻找解决的方法。
从高速公路交通发展趋势预测,零关闭的模式很可能是将来的方向。据了解国外高速公路通行情况看,很多与我国相同纬度的高速公路在恶劣气候条件下不关闭,不是仅仅因为科技管理水平高于我国,而是交通需求决定根本不能关闭。或许很快,我们也将面临这种情况。所以,要从现在开始摸索恶劣气候条件下高速公路零关闭的管理模式,合理配置高速交通资源,努力开创高速公路与普通道路协调交通流量的新途径。
4、高度重视经费与管理水平之间平衡,逐步构建合理供需关系
我们应当努力把握好高速公路网络交通对管理的需求与保障供给之间关系的发展规律,力争把两者的互依互存才能发挥高速交通效率促进社会经济发展的特点,转化促为各个相关部门和各级领导机关的共识,确保在高速公路高速度建设的同时管理高速交通的各种消耗得到及时供给保障。
管理高速公路的交通秩序,一般需要3个基本要素,一是高速交通法规;二是管理人员;三是营房、车辆、装备、经费。但是要管理好高速交通,仅靠这样的理解就太肤浅了。简明地讲,这三条要素都需要一定的前提,即:高速法规应当自成法理体系,能够对高速公路执法提供强有力的法律支持,现在实施的《道路安全法》没有提供这样完整的条件;管理人员整体素质结构和自身素质应与高速工作环境需求相一致;涉及到营房建设、车辆配备更新、科技装备配置维护、经费消耗等保障供给的渠道应当是通畅的。我曾经在公安网络上作过一些简单调查,在这三要素中,各地相对更重视保障供给渠道的建立和通畅。东部沿海地区的供给保障好于中部和西部地区,广东、福建、浙江、上海、江苏等地好于山东、河北。其特点是相对经济发达地区好于较发达地区,较发达地区好于正在发展地区。供给保障的方式体现出“取之于路、用之于路”的鲜明特点,而且,高速公路业主公司始终是提供经费保障供给的主体。
[关键词]高速公路;机电系统;预防性维护
现代智慧高速公路的建设是要建立在机电系统稳定运行的基础上,所以要建立起更加积极主动的、以预防性为主的维护保障体系,将维修工作不断前移,大大降低系统故障率。针对高速公路机电系统稳定运行方面,虽然进行了相应的研究,但是更多的研究还是针对日常性维护以及建立考核机制等方面,缺少更加全面的预防性维护计划以及实施等内容。针对此方面,本文分析高速公路机电系统预防性维护体系存在的问题,同时提出高速公路机电系统预防性维护技术的相应内容,对于推动高速公路机电系统发展具有实际意义。
1.现阶段高速公路机电系统预防性维护体系存在的问题分析
近些年,高速公路的智能化水平逐渐提高,其机电系统的规模越来越高,但是在系统的预防性维护方面还存在如下几方面问题:一是对于故障的诊断更多依靠人工方式。以往针对高速公路机电系统维护更加依赖的是工程技术人员的经验来进行的,在实际操作时先要对故障现象进行分析,将其划定在一定范围内,之后利用维修或者设备更换等方式进行故障修复。虽然通过人工方式进行故障维修较为灵活方便,但是此种方式对于人员的经验过于依赖,特别是随着机电系统逐渐向着复杂化方向发展,人员经验很难满足现代设备发展需要。二是机电系统维护缺少有效数据支撑。现阶段有关高速公路机电系统设备的运行情况监控以及评估还没有建立起统一性标准,无法对其进行集中性数据获取,并没有建立起综合性应用平台来系统性获取机电系统相应数据。另外,在机电系统设备数据采集方面的标准不一致,无法获取大量有效数据,不能真实反映出规律所在,从而造成对机电系统的维修更加被动,无法制定有效的维护计划。三是不能对机电系统设备进行有效的监控,很难对故障进行预估。现阶段对于机电系统设备故障判定更多是利用设备巡查、人员上报等方式来进行,但是这些方式都属于故障事后处理,无法在故障发生之前对其进行预判,也无法在发生故障情况下进行报警,表现出明显的滞后特点。另外,现有模式无法对机电系统运行状态进行在线实时评定,这样就无法对可能产生故障的设备进行判定,对工作人员的具体维护性工作造成较大影响。四是设备的安装和维修无法进行统一。高速公路机电系统相关设备在建设—安装—维护整个过程涉及到不同的工作人员,同时机电系统设备在经过一定时间运行之后所处环境会发生较大变化,这些较大的改变都会对设备的安装、维修造成影响,很难对相应设备实施预防性的维护。
2.高速公路机电系统预防性周期维护和具体措施分析
2.1高速公路机电系统预防性维护周期
预防性的周期维护是做好高速公路机电系统的维护工作最基本的有效方法之一,通常来说我们需要根据设备的性质、规模、使用环境等不同,来制定和进行相应的维护工作,维护工作分两方面。一方面是常见的机电系统的预防性维护,具体的维护项目及相应的维护周期和方法。另一方面是对于公路上使用年代较长的设备的维护工作,由于长时间的使用,使得该设备已经趋于老化,不能按照常规的维护周期表进行维护,需要加大维护频率和制定维护方法,同时根据使用年限可进行相应更换,表2为高速公路上设备使用年限。
2.2高速公路机电系统预防性维护技术措施分析
某高速公路建设于上世纪90年代,近些年随着信息技术的发展,此高速公路也在不断进行信息化改造,通过各种方式提升信息机电系统的运行效率,从2014年开始就开始启动机电系统设备预检预修项目建设,发展到2018年已经开始利用智能化车道检测和机电信息系统设备管理系统进行道路管理,能够对各种机电设备的性能进行分析、融合,制定出统一性、标准化的预防性维护方案,大大增强了信息机电系统的运行稳定性,降低了故障率。
2.2.1车道设备智能检测及机电信息设备管理系统
高速公路始终处在24小时运行过程中,所以对于车道进行实时检测是非常关键的,因此利用无人值守车道智能化设备是非常必要的,能够对车道设备实施智能化检测。另外,为了提升预防性维护的全面性,所采用的机电设备信息管理系统要涵盖人员、费用、设备等不同方面,要以大数据为基础建立起机电系统设备分析模型,能够第一时间对各个设备的运行数据进行采集、记录、分析,从而可以对机电系统实现连续性跟踪监测。第一,进行机电设备运行状态的监测。主要就是对机电系统相应设备的运行状态以及高速公路现场的具体运行情况实施监测,在实际操作中对于设备运行质量的监测更多涉及的是运行质量情况,一旦运行过程中发生故障就要第一时间判定故障的类型以及所在位置,从而为后续针对性的处理做好准备。在对机电系统设备所处环境进行检测时,由于绝大部分设备被集中设置在机房当中,所以需要确保对环境的监测要涉及到不同类型(包括:温湿度、电压、电流等)的数据,同时要按照环境具体情况设定相应的极限值,一旦环境的数据超出极限值就会及时发出警报,通知工作人员进行必要的维修处理。第二,对于机电设备进行在线信息管理。充分分析机电设备信息系统每一部分的特点,以此为基础进行在线信息管理,在此过程中要考虑多方面因素(包括不同设备的属性、运行具体情况、拓扑位置等等),确保实现有效的在线监测和管理。在具体运行过程中一旦机电系统设备所处状态产生某些变化,那么相应的信息也会随之改变。那么就可以以此为基础对故障进行分析处理,按照故障分析保修—具体维修处理—故障恢复—正常运行的基本流程进行操作,使得机电系统设备的维护充分体现出网络化、流程化特点,同时完成设备维修之后的相应内容(包括设备运行情况以及设备信息等)都会发生动态性改变。第三,进一步增强机电系统自身的维护性能。一旦机电系统设备在运行过程中产生某些问题,系统就会根据具体情况自行进行优化,实现重启等行为。同时,机电系统所发出的优化指令也属于系统各部分联系的枢纽性渠道,能够确保在不同管理程序之间实现即时通信,在设备获取相应指令之后就会执行系统优化操作。如果机电系统设备所处外部环境受到多种因素影响,那么为了最大程度保障设备运行稳定性,可以通过远程指令对其进行重启,系统会远程发出指令来对远端设备进行操作,使其完成重启等行为。
2.2.2建立起统一性、标准化的维修技术方案
通过对过往高速公路机电系统设备监测大数据进行整合分析,充分考量设备运行计划、配件更换标准、设备故障周期等内容,能够对整个系统预防性维修工作提供更加准确的引导,从而建立起更加完备的预防性维护计划,能够更加准确的确定出系统设备的预防性维护周期等内容。在充分考量整个机电系统具体情况的基础上。
3.结语
对于现代高速公路来说,机电系统预防性维护体系已经成为交通系统中必不可少的组成部分,通过机电系统的有效应用可以进一步增强设备自身的管理能力,优化整个系统的软硬件体系,提升系统的合理性。同时以所检测数据为基础来对设备运行状态实施预估,从而建立起更加合理的预防性维护计划,能够对具体的维护工作进行有效指导,将传统事后维修转变成事前维护,降低机电系统设备的故障率,进一步提升机电系统运行稳定性。
【参考文献】
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一、加快智能交通建设,提升现代化管理水平
创新是实现科学发展的重要途径。虽然我国目前的高速公路里程已居世界第二位,但缺乏现代化管理和服务手段,存在效率低下的问题。充分运用现代科学技术,大力发展智能交通,以信息化手段改造传统管理模式,提高运营效率和服务水平,显得尤为重要和迫切。智能交通系统的主要目标就是要充分有效地利用现有的交通资源,使其利用效率最大化。智能交通系统将从缓解交通拥挤、减少交通事故、降低交通环境影响以及提高生产效率等方面生产可观的社会经济效益。在科学发展观的学习中,我们围绕加快智能交通建设,认真分析目前京张高速存在的不足,认为存在监控系统外场设备偏少、可变情报板设置的位置和密度不理想的问题,未能有效地起到交通状况准确而及时的检测、判断、分流、警示、交通诱导等作用,遇到恶劣天气、交通事故、道路施工等情况,无法提前分流车辆、缓解交通堵塞。对此我们制定了发展智能交通的总体目标,即:从实现监控系统的“自动化、智能化、序列化”基础入手,逐步实现路政、养护、交警、救援等综合体系的适时调度,最终实现京张高速“全程监测、重点控制、智能调度”的目标。但是要建立完善的现代化公众出行信息服务网络,仅仅靠一、两条路段显然不行,必须由有关部门牵头,着手制定区域乃至全省的信息网络建设计划才能实现。我们的当务之急是做好智能交通的基础工作。
研制和开发特种结构与特大型桥梁的健康检测和监控系统是发展智能交通的又一重要内容。京张高速横跨官厅水库,而官厅水库是北京市的重要水源地,确保官厅水库特大桥的安全尤为重要。为此,我们选定官厅水库特大桥进行健康监测与安全评估系统项目的系统安装。该系统采用“实时监测+定期检测”模式,实现对桥梁结构多种状态参数的实时监测,并在多种信息特征的提取及融合基础上,实现对大桥健康状态及病害损伤情况的监测与评估,同时采用人性化的工作界面和数据库管理模式为养护部门提供方便而又快捷的数据分析和查询功能,为大桥的科学管理和养护维修,为确保大桥的运营安全提供翔实可靠的监测数据。我们将在认真实施和总结官厅水库特大桥健康检测系统运行的基础上,在今后几年完成对全线所有特种结构与特大型桥梁健康检测系统的安装,确保桥梁安全。
二、完善高速公路应急管理体系,保障特殊条件下道路畅通
高速公路作为大容量公共服务设施,应建立反应迅速、组织有序、高效运行的应急管理体系,确保在应对突发事件中发挥积极作用,进一步发挥高速公路对经济社会发展的促进作用。
高速公路应急管理体系的建立,应加强组织体系、运行机制、应急能力等方面的建设;建立完善各部门各单位之间、相邻路段之间等方面的协调机制,实现责任到岗、责任到人;加强信息、运行调度、设备装备配置、应急物资和应急队伍储备等方面的能力建设,确保应急体系运行高效、协调有力。通过改革等措施,解决投资多元化、管理多模式带来的影响路网高效运行的问题;加强应急演练,提高应急反应和处置能力,检验预案的科学性、实用性,确保应急预案在紧急情况下发挥作用。依照国家《生产经营单位安全生产事故应急预案编制导则》,我们组织编制了京张高速应对突发事件总体预案,其中包括:《桥梁突发事件应急预案》、《防汛应急预案》、《冬季除雪预案》等,形成了较为完整的应急管理体系,根据应急抢险的需要,成立了应急抢险队,备齐了各类应急抢险物资,加强对应急队伍培训和装备建设,进一步规范应急现场的协调指挥和管理工作。根据应急抢险预案要求,对各类机械设备、车辆进行了统一部署,确保一旦发生险情,做到组织到位、人员到位、机械设备到位、责任到位。我们还将冬季除雪作为冬季养护工作重点,经过几年的探索,制定了一整套适合当地气候特点的除雪预案,做到了雪前监控天气、雪中上路撒布,雪后机械清除,确保了雪后道路畅通。
三、切实转变观念,提高高速公路综合服务能力
进一步发展面向民生的服务业,积极拓展新型服务领域,不断培育形成服务业的新增长点。加快构建服务业市场体系,优化服务业组织结构,提高服务业市场化、产业化、社会化和国际化水平,是科学发展的一项重要内容。
按照构建“东出西联、南北通衢”交通新格局的要求,我们从道路保畅、日常养护、服务区工作等方面多方进行审视,查找服务中存在的问题。对全路段进行了认真的安全隐患排查调研。针对一些路段警示标志较少的问题,增设了安全标志牌20块;更换了所有大桥的轮廓标;对高速公路互通区匝道和服务区进出口的标线进行了重新施划,增加柔性柱、暴闪灯等安全标志;在全线增设太阳能频闪灯共40处,保证了行车安全。我们还增设了京张高速流动服务车,对过往车辆提供最便捷的服务。
随着经济的不断发展,充分考虑服务区的升级改造和战略发展,按照交通运输和公众出行的需要,大幅度提升服务区的规模和档次是一项重要工作。我们今年将原外包的两个服务区收回自主经营,在服务区软硬环境的改善上下大功夫,计划用两到三年的时间投入资金,重新按高标准对服务区规划建设,使之在不久的将来成为京西一道靓丽的风景。