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关键词:高速公路 机电通信系统 组成 展望
中图分类号:U412.36+6文献标识码: A 文章编号:
前言:在当下科学技术的进步的时代,社会生活方式也在日新月异的进步着,高速公路的快速发展中,其公路机电设备的种类日益增多,但是单单只是依靠人工的检测以及评定已经远远无法跟上高速公路系统的管理需求,因此进行办公的自动化,尽力创造高速公路机电设备以及养护、维修电子管理技术的系统便成为眼下最为急切的人物,当前时代,这种信息技术已深入的渗透进了国民经济以及社会生活的多个领域中,而实现交通现代化的必要之路便是将交通信息化以信息技术作为依托建立系统。以下主要通过高速公路机电通信系统的作用以及组成介绍,对于高速公路机电通信系统中加入新技术进行构建的展望。
一.高速公路机电通信系统
1.高速公路机通信系统的作用
高速公路通信系统主要作用便是对于高速公路运行管理以及监控、收费系统进行管理,同时对其实施必要的语音业务以及图像、数据的传输通道进行实施提供。
2.高速公路几点通信系统组成
高速公路主要由管线数字传输系统、谨记电话系统、图像数字传输系统、光缆工程以及电缆工程通信电源系统等几个主要部分组成。
光纤数字系统:光纤数字传输系统在高速公路机电通信系统中主要采用同步数字源系列干线传输系统同时将其与综合业务接入网相结合,同时同步数字源系列的主要作用便是将其和相邻线路进行联网。其主要组成形式为在一地设置ADM分路站,STM―4等级的ADM分差复用设备,同时将中继站设立在分中心,将综合业务和V5.2楼口设备相连接并接入网系统,按照STM-4等级的SDH系统进行配置速率,同时将所属SDH的内置综合业务进行入网的连接,采用隔站相连的方式进行组合构成自愈环,将系统的可靠性提高。
高速公诉监控系统的图像以及数据传输:数据的传输,高速公路监控系统数据的传输主要通过沿线监控完场设备的监控数据以及分中心的数据传输需要通过综合业务接入网音频话路以及电缆等方式进行传输完成。同时外场监控设备的数据传输主要采用模拟传输的方式进行,高速公路通信系统主要在ONU以及各个站点的设备上进行足够的VF音频话路借口进行提供,同时考虑到高速公路监控系统的数据在上传至中心以及相邻的分中心之间的数据进行互相传输的情况,LOT以及ONU两个系统之间需要为监控数据的传播提供2Mbit/sS数据通道,同时两种系统在设备上为高速公路监控系统提供了语气对应的数据接口。而高速公路的监控图像传输需要对于监控系统的外场的监控图像进行传输,同时通信系统需要为监控线路上的所有摄像机的图像传输提供一心光纤以保证其传输在主干线上,同时图像信号以及高速公路的反响控制信号进行反复使用后,需要使用光纤进行传输和发送。
3.高速公路机电通信系统的结构以及单一模块的功能特点:
高速公路的机电设备需要将其和控制指标进行比较之后做出有效的控制决策,最后通过下达指令进行控制,最终通过执行机构进行准确的工作,通信设备主要以达到语气的控制目标为主要目的,要深入了解高速公路几点通信系统的整体部分,就需要对于组成其控制系统的每一个环节进行有效的了解和分析,高速公路特几点通信系统主要有语音、数据业务、视频图像传输、多媒体业务等几项工作,同时当前高速公路的通信系统主要业务流向呈现为星形的分布状态,我国的高速公路主要管理机构都是有省中心、分中心、收费站、服务区、管理处以及相互中心等机构组成,主要采用安端管理的管理方式,一般现有管段内部数据管理汇集到分中心然后再于省中心会和进行传输。同时高速公路的机电通信系统具有传输距离长但业务接入点分散的贴点,需要不断的进行改进和正确的系统规划。
二.高速公路机电通信系统技术发展展望
随着同喜技术帝额不断发展,我国的电信领域电话业务十分不平衡,电话业务的发展远远落后于通信数据业务的发展,而电信网自从提供单纯的语音业务发展到数据和图像各业务的综合通信网的建立,需要将建设先进的宽带智能网为主要发展目标。高速公路的机电通信系统作为行业的专网,其发展的脚步应该紧紧的跟随电信公网同喜技术的发展步伐,从某种角度来看,从当初的有简单的用户线进行模拟的交换机发展到如今同时具备ISDN、SSP、B5.2等业务接入功能的交换机,是一个巨大的进步,从小容量的微波通信发展到早期的PDH传输系统,到现在基本采用SDH系列的数字化光纤传输系统进行业务的传输,把高速公路系统的中的多种业务逐渐融合到一个较为高端的传输平台。
根据高速公路机电通信系统的当前水平,一些新技术的发展不断的进入这个系统中进行对其的改造,因此一些新的机电通信系统的业务也会有机会进行推广和适用:
1.进行高速公路骨干传输业务的租赁服务
高速公路的通信网大部分都会进行跨区甚至跨省分布,因此根据其很少进入城市范围的特点,可以将高速公路的通信网想一些如网通等已经进入城域网但却没有完善的自助通信骨干网的提供商进行租赁的服务,可以有利于高速公路机电通信系统的安装范围的大面积提高。
2.高速路上提供数据业务的服务:
使用INTERNET的接入,对于电话、视频会议、ASP等系统进行接入,根据高速公路通信系统组件全省乃至全国交通通信网络的高度进行观测,适合高速公路通信的关键网络技术可以使用到ATM、IP、SDH等技术,可以将这些技术进行融合,会产生各种集成模型,可以提供各种各样的信息通信服务,提高高速公路机电通信系统的广泛化人性化推广。
结束语:我国的高速公路在建设以及管理表现为一路一公司的现状,因此这种形式决定了我国的单签的告诉公路信息系统设计和开发主要以路段监控系统为主,缺乏路网监控、网络信息的互通以及信息的共享功,而随着我国的的告诉网络的完善,实现高速公路全路网的信息汇集共享以及的职能,通过鉴赏力统一的额高速机电通信系统,全面规划建设高速公路机电系统新技术的导入,才能更好的建设我国的高速公路的管理系统,这需要我们不断地进行开发和构建,不断的用新的技术进行改革。
参考文献:
关键词:新材料新技术新工艺应用
一、前言
惠州惠东至东莞常平高速公路(简称惠莞高速公路)是广东省高速公路(2001-2030年)规划网中第四条横线福建漳州(省界)至广西玉林(省界)的组成部分,惠莞高速公路惠州段起点位于惠东县大岭镇国道G324线(K814+418m)处,终点于惠阳区沥林镇企岭村接惠莞高速公路东莞段,全长49.337km。本项目于2007年1月份开工建设,2009年12月建设通车。
沥青路面工程是整个工程项目的形象工程,路面工程质量好坏直接反映了整个工程项目的质量,为提高沥青砼面层质量,减少早期期病害,延长路面使用寿命,本项目的施工除了沿用以往比较成熟的施工材料、施工工艺和技术以外还使用了目前较为先进的一些施工技术和工艺。现就本项目的沥青路面采用新材料、新技术、新工艺的施工过程论述如下,供各同行借鉴。
二、施工参数及现场施工配备
1、施工温度控制
上面层:出厂温度抽检记录为175~180℃,到达现场温度为170~175℃,初压温度为150~165℃(PE改性为170℃),复压温度为140~150℃,终压温度为100~95℃。
中、下面层:出厂温度抽检记录为165~155℃,到达现场温度为165~150℃,初压温度为145~135℃,复压温度为135~125℃,终压温度为100~95℃。
2、松铺系数
中下面层采用1.15的松铺系数,上面层松铺系数采用1.10。
3、摊铺
惠莞高速惠州段沥青混凝土面层混合料采用一台陕西中大公司DT1600沥青混凝土大功率摊铺机进行全幅摊铺及采用一台ABG8620,一台ABG423前后相隔10m并机同步向前进行摊铺两种方式进行,摊铺速度为2~3.5m/min。
三、路面工程的技术创新
1、新材料
1)PK-P阳离子高渗透乳化沥青
本工程路面的透层设计要求渗透深度应不小于3mm,根据以往的经验普通的乳化沥青要达到这个要求是很难实现的,本工程由施工单位提出经业主和监理同意,用于透层的乳化沥青使用PK-P阳离子高渗透乳化沥青,这种材料的特点就是渗透性强,施工方便,用常规的施工工艺就能达到本工程设计的要求,经现场取芯,大部分的芯样的渗透深度能达到3~6mm,满足了设计要求。
2)PE改性沥青
(1)、PE改性沥青是现场改性而SBS改性沥青是成品改性
现场改性对于工程施工和监理来讲又增加了一些管理难度,因为目前在现场改性的生产过程中都是人工投料,搅拌时间也是人工控制,而对于改性沥青的性能试验又不多没有更好的检验手段,这就增加材料质量的不稳定性稳定性,特别是像本工程工程量大工期短的项目就更难保证沥青的改性效果,而SBS改性沥青是成品改性,只要选择较好的品牌和保证货物的质量,那沥青的质量就相对比较稳定。
(2)、施工性能不同
惠莞高速公路上面层采用两种改性沥青进行生产铺设,对比两种改性沥青的配合比情况从试验结果的技术指标上看SBS改性沥青的几个技术指标如残留稳定度、冻融劈裂试验残留强度比、动稳定度、渗水系数均略好于PE改性沥青但相差不大,但现场的施工情况显示,SBS改性沥青混合料的施工性能要优于PE改性沥青混合料,因为从现场的施工测试和施工后的芯样看,两种沥青的施工效果有较大的区别,PE改性沥青混合料在165℃以下就开始凝结比较难压实,施工后的芯样空隙较大,而SBS改性沥青混合料初压温度只要控制在150℃以上就能做到较好的压实效果,本工程沥青路面的施工期为冬季气温比较低,PE改性的施工性能较差就尤为明显,所以路面上面层在后期均改用SBS 改性沥青。
(3)、PE改性沥青混凝土施工质量控制
根据本工程前期PE改性沥青混凝土施工过程控制的经验,为了更好的控制PE改性沥青混凝土施工质量主要在施工过程中控制好以下几方面:
①、现场改性过程的控制
现场改性过程必须派专人对生产进行旁站监督,生产工程主要要控制好每一盘料的搅拌时间,一般控制为一分钟,其次是控制好每盘料投入的橡胶素数量的稳定性和准确性,另外成品要有储料罐进行储存经检验合格后,才能泵送到拌和楼的沥青罐。
②、现场施工工程的控制
现场施工时必须保证摊铺温度在170度以上(但不要超过规定值)并保证快速进行初压和复压,必要时,需适当增加现场的机械设备,以保证快速的完成碾压过程。
③、配合比设计方面
本工程PE改性沥青的施工开始目标配合比的油石比为5.0,试验室各项指标均能达到要求,但现场施工配合比油石比采用5.0的段落芯样的空隙比较大,个别压实度达不到要求,将油石比调整到5.2之后芯样孔隙率明显下降,碾压效果好,压实度也能满足要求,所以在目标配合比在选择最佳油石比时沥青油石比提高到5.2。
2、新技术、新工艺
1)利用陕西中大公司DT1600沥青混凝土大功率摊铺机进行全幅15M摊铺。
陕西中大公司DT1600沥青混凝土大功率摊铺机,目前在省内仍未大规模推广运用,在本项目的沥青路面工程中使用,是该生产厂家对该新设备及其新技术的试点之一,下介绍一下该设备的技术特点和施工性能。
陕西中大公司DT1600沥青混凝土大功率摊铺机,荣获国家九项科技创新专利,最大摊铺宽度达到16.5M,熨平板的振锤及螺旋布料器的功率,比一般的摊铺机大出将近一倍,同时加大了螺旋布料器的叶片,这个改进有利于把沥青混合料均匀的输送到边缘,克服了以往一般摊铺机在布料的中、边部的离析现象。同时,由于熨平板振动力及振幅的加大,可使摊铺出来的混合料已经受到了较好的初压,使松铺系数降低减少了,压路机初压时的推移从而提高沥青路面的平整度。
2)碎石采用PCL系列直通冲击式整形机生产线进行生产
本工程路面面层碎石,采用四条大型碎石PCL系列直通冲击式碎石整形机生产线进行生产。该类型碎石破碎机是一种物料自行冲击式破碎机,具有国际先进水平的高能低耗设备,是目前国内外最先进、最理想的中、细碎石整形设备。该设备具有细碎、粗磨功能,所破产品呈立方体状,更适合破碎中、高硬和特硬物料,生产的细集料级配合理,细度模数可调,产能大、质量好、级配稳定,该生产线是用以破碎过的2~4CM的碎石进行整形,这使得碎石源头的含泥量比较低,再利用该生产线的水洗功能,使得生产出来的碎石含泥量和粉尘含量降至一个较低的水平。
四、沥青路面的实体质量情况
经检测,用于面层的原材料质量均符合规范要求;沥青混合料拌和均匀,级配稳定,无花白、冒青烟和粗细料离析现象;混合料加热、出厂、摊铺、压实温度均处于规定范围内;施工质量控制各项指标如油石比、稳定度、流值、空隙率等均符合规范及《路面管理手册》的要求;碾压成型后的面层平整密实、无明显离析、泛油、集料压碎现象;抽检的压实度、平整度、弯沉、厚度、抗滑性能、宽度、高程等各项指标均符合设计及评定标准要求,沥青砼面层施工质量良好。
关键词:高速公路;智能监控;通信技术;分析
在高速公路来往行驶的车辆中,要想保证车辆可以更加安全的行驶,就需要对行车秩序加以严格的规范,进行高效的监控是十分必要的,这种监控系统的应用可以让人们养成遵章守法的好习惯,保持道路的畅通性,另外,在有些地区中,经常会发生各种气象灾害,加强监控系统的应用,能够对高速公路的车辆行驶情况做到时刻的监控,从而进行宏观调控。本文的最终目的就是为了能够让车辆在高速公路上得到正常的行驶,避免事故的发生,希望在本文的论述下,人们能够对智能监控通信技术在现实生活中的应用更加了解。
1 高速公路智能监控通信技术的概念
首先这种技术主要是由两部分组成的,一部分是中心站,一部分是分站,一般中心站都设置在高速公路的管理中心中,集中接收各方发来的信息,分站的主要工作任务则是要在各个站点接收信息,一个分站一般都要配有一个报警电话以及数据通路,还有监控端口,当高速公路上发生事故时,就可以在第一时间向分站拨打电话进行求救,并且将信息直接上传到中心站中,这样事故就能得到激素的处理,此外,中心站能够利用视频监控的功能随时掌握现场分站的工作情况。
监控通信技术主要是远距离通信,所以是利用光纤进行传输的,在供电电源方面主要采用的是太阳能蓄电池,为了保证太阳能蓄电池的蓄电能力,在不必要的时候可以请求将电源切断,让系统处在一种睡眠的状态中,将耗电量降到最低。监控通信系统主要采用的工作状态是分时工作,四路分站同时进行通话的设置可以达到系统所设定的要求,并且在系统容量方面也得到了极大的降低。在建设规模方面,主要是通过系统容量进行设定的,为了让传输距离变得更远,可以采用光器件提高传输距离。
2 高速公路智能监控中的视频监视系统技术
在高速公路中进行视频监控是一种十分有效的手段,这种手段还具有直观性的特点,在当前的社会生活中已经得到了普遍的应用。在高速公路的重要路段上,一般都会安装这样的监控系统,进行24h的监控,并且以录像的形式传输给监控室,一些重要的图像或者事件也能通过人工的手段进行控制与抓拍,以便在后续的图像管理中得到更加便利的查找。
在高速公路上,监视系统采用的是分布式的构成方式,下面还有许多子系统,以收费站为例,会将收费站来往的车辆随时的进行监控,一旦发现有车辆出现违章或者经过特殊处理的车辆,就会抓拍下来,除了收费站以外,在立交桥与隧道等位置上也安装了视频监控的功能,为了实现更加动态的图像监控提供了极大的便利。
对于超车道的黄牌车自动检测过程中,主要采用了食品检测的方式,另外在行车道上采用的检测方式为雷达检测,还有一些车辆非法占用了应急车道,也能通过视频检测的方式采集到相关的信息。使用高清的摄像机将全景录下来存储在设备中,再由管理中心集中对管理软件进行管理,实现了将全景录像与抓拍图片的相互联系。
3 智能全监控通信的关键技术
3.1 高速公路智能监控
在智能交通监控系统中,一般情况下都会应用闪光灯,这种闪光灯并不具备较大的额定功率,但是相应的却就具有瞬间放电的功能,并且功率还会非常大,在对这一系统进行设计的过程中,就必须要要保证瞬间功率高出系统的瞬间功率,这样闪光灯才能正常的在系统中进行工作。
3.2 视频系统数据传输、控制、存储设备相结合
在高速公路实施智能监控的过程中,大多数的监控都呈现出分散的状态,并且监控的数量也很多,所以如何进行有效的视频存储是一个重点,在智能监控系统中占有重要的地位。在高速公路上的收费站视频与服务区中的视频都应该处在控制室以及相应的服务区范围内,采用视频编码器的方式对视频进行编码,同时对当地的实际情况进行监控,将信号传输到控制中心中。在高速公路收费站上获取的视频要存储在本地设备中。
4 高速公路智能监控通信技术的主要系统
4.1 数据收集系统
在高速公路的智能监控中,数据是整个交通管理中的基本元素,也是各个系统的纽带。这种系统主要是根据系统参数来确定信息采集的周期,通过并行监视的模式来读取分中心的车辆检测器、收费站、紧急电话、限速标志设备的实时数据,它为整个交通系统提供了便利,可以为道路电视监控、调度指挥、车流量检测提供通信服务。
4.2 视频监视系统
这种系统会利用当今较为先进的视频技术,将收费亭、收费车道、广场的道路讯息进行收集,在将收集到的这些数字处理之后,通过信息传输系统将其传送到管理中心,对高速公路上的各种情况进行实时观察,可以帮助管理人员做出相应的管理措施。
高速公路的视频监控系统分为两部分,分别是收费监控和道路监控。其中收费系统主要是对收费亭和收费广场的收费情况,对收费车辆的车型和收费人员的操作流程进行监控。道路监控主要针对高速公路上的高架桥、互通立交等重要露点实行监控,掌握高速公路的交通状况,及时发现交通阻塞路段、违章车辆,对其给予及时引导,最大限度地保证了高速公路安全畅通。
4.3 交通监控系统
交通监控系统主要是收集路段上的外场设备数据、事件数据和高速公路的交通信息等,把收集回来的信息通过TGIS在地图上显示,对信息、高速公路养护和管制等叠加在路线网络中,并且对此进行事故处理、协调和诱导等。为了使这种功能充分发挥,增强调度的自动化程度,还在系统中增添了事件处理功能,这种功能可以将交通事故、天气状况记录下来。
其实,交通监控系统的主要目的就是对交通进行一个诱导。交通诱导好比是一个讯息发送的端口,它通过设置固定的指示牌、可变情报板、信息等设备,发送出及时有效的信息,为车主提供最有效的交通讯息,让车辆在道路上可以舒适、畅通地行使。
在高速公路交通诱导方案里,又分为自动和半自动诱导两种。假如是自动诱导,就会根据情况自动在交通拥堵的地方诱导信息。假如是半自动诱导,系统就要启动中心的联动系统,经过工作人员分析后,确定好诱导方案,通过外场提示给监控中心的值班员,对交通进行诱导。
结束语
综上所述,我国高速公路智能全监控是推动高速公路管理自动化和智能化发展的重要措施。高速公路的交通具有运输流量大、长途车辆多、危险品车辆比例高的特点,所以,这些都对道路通行能力和服务具有极大考验。系统在高速公路监控中的实际运用,对高速公路管理技术手段、降低成本和提升服务水平都有着重要意义。
参考文献
[1]冯航英.高速公路智能监控通信技术研究[J].中国高新技术企业,2013,01:15-17.
关键词:通讯系统 高速公路机电工程
中图分类号:U412文献标识码: A
高速公路机电工程由监控、收费、通信三大系统构成,其中通信系统属于基础类设施,为收费、监控系统提供信息(话音、数据、图像)传输通道,主要由光缆数字传输系统、程控数字交换系统、移动通信系统、紧急电话系统等组成。为适应高速公路的管理以及话音、数据、图像传输的需要,高速公路通信网拟为综合业务数字网(ISDN)。ISDN可以把各种电信业务综合在一起,它具有经济、灵活、使用方便等优点,是通信网发展的方向。根据高速公路通信系统的特点,高速公路通信网主要由长途通信干线传输网、程控数字交换机、数据传输网、图像传输网、移动通信网和卫星通信网等部分组成。
1. 通信系统
1.1 通信干线传输
长途通信干线传输系统设计的正确与否,决定着整个通信系统质量,它不仅关系到能否实现现代通信网设计的目的,还关系到工程投资的经济性、合理性和可靠性。目前,高速公路机电工程基本是采用光纤通信系统。高速公路通信系统长途通信干线传输网采用光纤通信,这是因为:
(1)高速公路通信网要求同时传输语音、数据和图像通,信量较大,选用频带、通信容量大的光纤通信系统是合理的。
(2)光纤通信具有通信容量大、抗电磁干扰能力强、通信质量高、传输距离长等特点,是其它通信传输方式无可比拟的。
(3)光缆通信中继距离长,适应公路沿线各通信站点间距离不一致的实际情况。
(4)采用长波长单模光缆传输方式,在中等容量以上长距离传输系统中,从经济上占有优势。
1.2通信系统的程控交换
根据高速公路通信系统业务的内容和特点,通信系统采用三级程控交换,第一级交换中心设在高速公路总公司通信总中心,其主要职能是完成本局终端的话务接转,汇接所有来话、去话的转接任务,并与二级公路网中心联接,完成本局话务接续与本局以外的话务转接;第三级交通中心分别设在各高速公路公司下属的管理所,其主要职能是完成本局的话务接续与出入本局的话务接续。为了提高系统的可靠性、灵活性及话务流向的需要,各级交通交换中心之间均可进行互连,以便组成一个多迂回、多路由的程控数字交换网。
1.3话音通信系统
高速公路通信网话音系统包括业务电话系统、指令电话系统和移动电话系统。业务电话系统为高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各种设施(如监控、收费、服务区、停车场、加油站、维修、交警、通信、供电、配电及养护等)提供内、外业务联系电话。业务电话为全网自动拨号,业务电话网应与市话公用网汇接。指令电话系统主要是为监控总中心以及监控中心下达交通监控和调度指令。为便于交通控制和交警业务调度,在监控中心和分中心可分别设置两套指令电话控制台,以便供公路值班员和交警值班员使用,指令电话应自成系统。指令电话控制台设置在各路公司内,分监控指令控制台和交警指令控制台,分别控制所辖路段各指令电话机和交警用指令电话机;指令电话控制台具群呼、组呼、单呼功能及自动录音功能;指令电话控制台具有转接功能,即实现指令电话控制台与指令电话机之间的转接。
1.4 移动通信系统
移动通信,就是指通信双方至少有一方在移动中进行信息交换。移动通信不仅指双方的通话,还应包括数据、传真、图像等业务。移动通信系统可以自己建网,也可以租用邮电部建立的公用蜂窝移动通信网。邮电部公用蜂窝移动通信网可实现全省漫游,管理也比较方便,可以省去了自己建网的费用,但公用蜂窝移动通信网费用很高,同时不能完成高速公路网要求群呼、组呼等调度功能。自行建立高速公路移动通信专用网,可以解决上述不足,但建网投资很大。建议高速公路移动通信系统自己建立专业移动通信网,采用800MHz集群移动通信系统。据了解,辽宁省高速公路管理系统应用移动通信较为先进,移动通信成为快速应变能力的强有力手段。
1.5卫星通信网
目前,各省地市已经建成卫星通信,成为一、二级通信网的主要通信方式。由于各路公司的通信中心或通信分中心基本与卫星站同在一地,因此,高速公路通信网规划中,干线通信网应考虑与卫星通信网的接口。
2、监控系统
高速公路监控系统应用图像传输可将道路现场的活动图像,利用图像传输系统的能力把图像信息用电信号的方式传送到远方,清楚地再现在屏幕上,有利于管理人员做出控制决策。活动图像传输采用光缆传输方式,高速公路监控摄像点不太多的特点,一般采用一对一(一摄像头对一监视器)方式传输到各路监控中心。通过视频切换方式,由总部的控制信号来选取所需的图像信号,由光缆传至监控总部的监视器,使总中心也能监视到它所关心的全省高速公路运行情况,以便进行宏观管理。
监控系统主要由两部分组成:监控中心计算机系统和外场设备。
2.1监控中心计算机系统
监控中心计算机系统即情报处理系统,它包括通信控制器、网络服务器、交换式集线器、终端计算机等。这些计算机组成局域网,组网方式:收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网,只是多了一台通信控制器,它配有多串行接口控制器,用于外场设备与中心的数据通信管理。
2.2监控中心的外场设备
监控的外场设备包括车辆检测器,可变情报板,可变限速标志,气像检测器等。由于这些检测点(数据采集点)距离通信站较远,相对分散,且数据量较小,无法采用标准的高速数据接口进行传输,因此在每个远端数据点配一台MODEM,将数据传到就近通信站的ONU,最后通过通信系统传至监控中心通信控制器。
2.3监控数据传输
监控数据分二级管理:监控中心、监控外场设备。通信系统在各站综合业务接人网的ONU设备业务通道中提供足够的2/ 4wVF接口,监控数据采用模拟传输方式,通过这些音频接口完成,由监控系统提供MO-DEM进行数模转换。
2.4监控图像传输
监控系统在全线设置了一定数量的摄像机,各摄像机的图像和控制信号均要传至监控中心。通信系统负责为摄像机的图像和控制信号传输提供光电缆,视频图像信号和控制信号经过数字/视频复用光端机复用后,占用一根光纤。
3、收费系统
高速公路收费系统一般采用半自动收费方式,即人工判别车型,车道入口发放通行卷,出口验卷,计算通行费,人工收费,计算机管理,辅以车辆检测器校核,闭路电视监视。目前,提倡计算机联网收费。远期,逐步实现自动收费方式。通行卷有采用非接触式IC卡,也有采用磁卡 。为便于计算机联网收费,联网收费区域内均应采用同一种 通行卷。
3.1计算机收费系统
计算机收费系统一般分两级,即收费中心计算机系统和收费站计算机系统。收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网。各局域网之间、收费中心与区域拆帐中心之间需要通过通信系统实现数据传输进行勾通。
3.2收费数据传输
收费数据分三级管理:收费中心计算机、收费站计算机及收费车道计算机。收费站与收费中心之间的数据传输是通过数据通道直接传输的,各通信站的ONU设备提供必要的2Mbps ( G . 703)数据通道接口。通信与收费系统是通过收费站和收费中心的路由器连接起来的,在区域收费联网的情况下,路由器至少要具备两个E1(G.703)接口,一路传往收费中心,一路传往区域拆账中心。
3.3收费图像传输
收费系统在个收费站广场出口均设置了摄像机,各摄像机的图像信号既要传到相应的收费站又要传到收费/监控中心。从摄像机到收费站的视频及控制信号传输是由收费系统完成的,而图像及控制信号的远程传输与监控有所不同,未采用复用方式,庵个摄像机图像对应一芯光纤,而控制信号是经MODEM通过通信系统的话路通道传输的。
关键词:高速公路;拓宽;新旧路基;施工技术
Abstract: Along with our country highway transportation enterprise rapid development, has been successfully put into use in the construction of high grade highway widening problems facing maintenance renovation, due to the new and old roadbed is different, plus the new highway construction technology differences, is very easy to cause the whole body of highway foundation uneven settlement, deformation, ultimate crack. This article from the highway widening the disease cause proceed with, analyzed in high grade highway widening new old roadbed treatment of several construction techniques, the hope can solve roadbed widening engineering problems in providing some method.
Keywords: highway; widening; new and old roadbed; construction technology
中图分类号:[TU997]文献标识码: A 文章编号:2095-2104(2012)07-0020-02
随着现代公路工程项目的建设数量、施工规模的逐步加大,国内将涌现出更多的公路拓宽工程,只有科学分析、计算新老路基的土体结构、强度、密度,采取有效措施加以处治、控制,才能从根本上提高新老路基的结合程度,避免发生不均匀沉降、变形,以保证公路的使用安全、功能完备。
1高等级公路拓宽中的病害成因
1.1纵向裂缝
在高等级公路的拓宽工程中,纵向裂缝的产生主要是由于新、老路基的沉降存在差异而造成的。老路基在多年的使用过程中,受过往车辆的荷载作用,地基的沉降、变形已趋于稳定,而新路路基的兴建时间较短,在施工的过程中、投入使用后均将出现幅度较大的沉降、变形,新、老路基地基压缩、固结时间的不同,以至于公路地基的整体出现不均匀沉降、变形,最终引起裂缝的产生。
1.2 新、老路基衔接位置的处理不当
在高等级公路的拓宽工程中,新、老路基的衔接位置是项目施工的最薄弱部位,极易产生各种病害。在实际施工的过程中,对于路面系统倘若没能采取有效的排水措施,地表水将透过缝隙渗入地基,进一步加剧了路基的沉降、变形;对于新老路基的衔接位置,其外表面刚度、强度的不足,或是没能采取有效措施进行台阶的开挖、加筋,均将造成拓宽路基沿新旧路基的衔接面蠕滑、位移,而衔接路面也将出现不同程度的纵向裂缝。
1.3 新老路基刚度、强度不同
高等级公路的新、老路基,由于施工建设的年代不同、取土地点各异,在进行公路路基的拓宽施工时,填筑用的土料与老路基的施工土体无法保持一致,在公路投入使用后,受填土材料自身的重力、过往车辆与路面系统的荷载影响,老路基的土体结构已被彻底压实,而新路基虽在在施工期间得到了压实处理,但其土体结构中仍将存有变形、沉降空间,以至于新老路基的刚度、强度存在差异。此外,施工的方法、技术、工艺以及公路工程的标准与等级对于新老路基的强度、刚度有着一定影响。
2 高等级公路拓宽中新旧路基处治的施工技术
2.1 低路堤的处治施工技术
在高等级公路的拓宽工程中,针对低路堤区域的施工,倘若施工地基的土体并不软弱,由于进行路基填土时的高度相对较小,而地基上方所承受的荷载也不大,或是路面外表、地基外层存有硬壳结构,地基内部的土体结构所承受的应力更小,公路拓宽部分的新地基施工可按有关常规标准进行。在进行项目的设计、施工时,应充分发挥、利用地基原有土体的刚度、强度,尽可能在不扰动下卧层的情况下施工。此外,在进行路基的填筑时,可考虑增设土工格栏、土工布,以此提高路基的整体刚度、强度,避免出现不均匀沉降、变形,防止裂缝的产生。
2.2 新路基的填筑施工
在进行路基填土时,施工材料的性质与路基填土的模量,对于施工路基的密度、强度、变形等方面有着一定影响,尤其对于高路堤拓宽部分的地基,此种影响将更加明显。因此,在进行新路基的填土施工时,有必要加强对填土压实。若要改善、提高填土材料的性质与填土模量,可采用石灰、粉煤灰等自重较小的轻质材料来填筑路堤,其不仅能够大幅缩减路堤自身的重量、减小压缩变形的幅度,同时还能有效提高新路堤的刚度、强度,减少路基在投入使用期间受过往车辆荷载而产生沉降、变形的幅度。此外,采用压缩性较小的砂砾石材料进行填土,可有效提高路堤的承载能力,减小压缩变形,而对于路基的压实,可采用冲击压实技术,以提高土体的压实度、降低沉降量。
2.3高路堤的处治施工技术
在进行高等级公路的拓宽施工时,对于高路堤区域内的地基施工,由于地基的沉降幅度较大,必须采用处治施工技术进行处理,否则必将出现较大的不均匀变形、沉降,以至于不同程度的产生纵向裂缝。在高路堤的施工中,倘若公路拓宽区域的地基为软土结构,则更需要采取各种控制、处理措施加以整治。在进行公路拓宽工程的设计、施工时,为保证路基的安全、稳定,最大限度的减少路基使用后的沉降,高路堤拓宽区域的施工可采用砂桩、碎石桩、粉喷桩、塑料排水体等处治施工技术,同时选用轻型材料进行路基的填筑。
在实际的公路拓宽工程中,对于高路堤的处治施工,土体加固技术、换填砂石技术,对于浅层处治、填土高度较低的路基较为适用。在高路堤区域进行单一方向路基的拓宽施工时,应注意避免新路基出现失衡、失稳的现象。此外,由于新老路基的沉降时间、幅度存在较大差异,新旧路基的衔接位置极易出现滑动剪切面,如果施工进度过快,将导致路基产生滑动。因此,在进行高路堤区域的公路拓宽时,应加强重视对施工路基稳定性的检验、计算,及时采取控制措施,避免出现质量隐患。
2.4 新旧路堤衔接部分的处治技术
对于新老路堤衔接部分的处治,应事先将原有路肩边坡上的一切杂物、污物,倘若原有路肩的存有质量缺陷或未能达到工程标准、设计要求,应针对土路肩进行二次碾压处理、翻晒处理。为进一步提高新、老路基间的结合度,消除老路基边坡密实度不足的问题,避免新老路基衔接位置出现不均匀变形及沉降,可改进路基开挖台阶的方法,或先行修筑试验路,将台阶的挖设由以往自土路肩区域开始,改为自硬路肩区域开始下挖。为增加新、老路基之间的接触面积与数量,应尽可能的增加台阶数量,而对于一些填方高度较大的路段,可逐步进行挖掘施工,但需要注意施工期间的排水、安全问题。对于新老路基衔接区域的地基土体,应严格控制其压实度,可利用打夯机分薄层填筑压实,若压实效果不够理想,还可采用冲击碾压技术作进一步的碾压、密实,从而提高新老路基间的结合程度,避免出现不均匀变形、沉降。在路槽纵向开挖的台阶上铺设跨施工缝的土工格栅,以加强新老路基的横向联系,减少裂缝反射,土工格栅的宽度不应小于2m,且跨在老路基一侧的格栅宽度应为其总宽度的 1/3 到1/2 左右。
从短期来看,ATM技术在通信技术中将扮演主角,用来满足传输和交换相关的综合数据业务。从中期来讲,ATM会与IP技术一同发展。那时,ATM技术会更偏向网络核心方面。着重达到业务的汇接交换、同时提供QoS。IP则更侧重于网络边缘技术方面,满足质量要求相对较低的业务类传输需求。不过,从长期发展来说,IP技术会逐渐发展为主导性的通信技术,而ATM技术逐渐会滑向网络边缘。总的来说,随着这些技术的不断融合升级,将极大促使通信行业的飞跃发展,为实现三网合一CATV、PSTN、Internet奠定基础。
二、关于联网通信组网模式分析
当前,高速公路内部通信组网技术应用最多的形式是SDH(同步数字系列)。虽然SDH设备比较便宜,但带宽利用率低,OAM花费也极大。因此,综合来看,如果把SDH作为联网通信模式,其预期成本也偏高。
ATM作为新型通信技术中的代表,它具有高带宽、低时延、可靠性、强适应等诸多优点。当然,它具有实时性和QoS等特性,正满足联网通信业务的需求。不过,该技术会极大增加通信系统的复杂性,高昂的成本也不能更好地推广应用。
IP技术通过统一的地址格式和协议,如网络互联只需在IP层获得一致就行。TCP/IP协议能提供较好的API,即应用程序端口,达到用户可自行开发应用软件的目的。但是这项技术也有不少弱点,会给互联通信带来极高的成本。
2.4.1关于IP over SDH组网模式
该项技术是根据PPP协议,即点对点协议把IP包封装处理,按照相关的差错控制和链路初始化要求。这样,构成高层数据链路控制(HDLC)的帧来达到定界作用。再利用字节同步方式直接映射到SDH的同步净荷封装(SPE)中,并同时按照各个次群对应的线速率来进行连续传输。
2.4.2IP over ATM(MPLS)组网模式
这里对IP数据包的封装主要是通过AAL5适配层来处理的。然后组成相应的ATM信元来达到IP数据包的传输目的。
2.4.3IP over Fiber(WDM)组网模式
这是利用一根光纤,在其上面建立起IP网络,从而实现从TDM信道到WDM信道的转变。这样,通过把光纤和通信设备的连接,实现路由交换,完成无缝连接,达到对多个波长的光信号传输的目的。
三、ATM over SDH组网模式的提出
通过ATM交换设备加上V5B光纤接口,WDM、SDH等技术和设备,才能逐渐满足高速公路联网通信数字化、智能化、宽带化的需求。
因此,下面探讨的ATM over SDH联网通信模式,即交换设备利用ATM更换机制、SDH传输标准。这种模式通过分组交换带宽,从而保证同步数字传输的大容量、短延时性,确保在一样的B-ISDN拓扑条件下,交换和传输工作都具备良好的兼容性及扩展性。
四、联网通信ATM over SDH组网解决方案
4.1.1关于对联网管理系统的支持
联网高速公路绝大多数的管理模式都是采取分层管理,一般实行四级行政机构管理:(局、处、所、站)。这些机构都分布在不同的地方区域。因此,联网通信必须做好对各个管理部门的支持工作。
4.1.2关于对联网收费系统的支持
要保证收费信息,如数据、图像、指令等能快速、准确地在不同的机构、场所完成传送,同时,要积极搭建统一的网络平台及相关的通信接口,满足联网收费系统的所有信息传送。
4.1.3关于对集中监控系统的支持
因集中监控系统的监控终端一般距相应的监控中心都很远,同时,车辆行驶速率很快,这都要求能及时有效地处理好那些异常信息。同时,集中监控外场设备也比较多,需要合理地对通信线路分配,保证信息通道的畅通。
联网通信和高速公路的各个工作系统都有着密切的联系。因此,要求这些系统都要和相关的通信网络所对应。即联网通信各级中心都要保证如管理、收费、监控等分系统,它们对应级别的中心必须确保杂物理条件上同处一地。其功能模块如图1。
目前,高速公路联网通信宽带网的几个主要网络,是为了实现高速汇接、传输、交换及高性能流量的管控目的。主要分为骨干交换网、边缘交换网、骨干传输网。如图2所示。
4.3.1宽带骨干交换网
主要利用ATM技术。通过GCC(通信总中心)及CC(通信中心)的ATM网络提供通信分中心(BCC)网络之间的高速链路,从而完成对多种业务的支持。
它基本是由性能较高的ATM骨干交换机构成。其吞吐量要满足622bit/s以上,有的甚至达到2.5Gbit/s,进而确保其交换带宽达到高速、高效的目的。另外,还应尽可能运用网状网来完成ATM骨干交换机的互联,不能通过汇接方式,这样,才能避免造成汇接点传输方面的问题。
4.3.2宽带骨干传输网
这种网络一般采用SDH技术,这是一种基于TDM的物理层传输技术,具备相对广泛的OAM能力。从而达到满足混合业务流量定义传输速率、线路编码、信号复用机制的要求。其相应的智能检测装置和自愈环结构能较好地定位全网故障。SDH还具有一套符合标准的STM-N即信息等级结构。通过ADM还可对分叉处2Mbit/s支路信号进行处理。
基于上述分析,骨干传输网要达到622Mbit/s或2.5Gbit/s的速率(STM-4或STM-16模块)才能完成信息传输。一般利用骨干SDH设备ADM来形成双行双向复用段倒换环,从而使信息传输能够顺利进行。如果节点很少,业务量也很少,即可采用单向通道保护环的方式来完成组网;若节点不超过4个,也可用622Mbit/s的SDH设备来完成组网。
4.3.3关于宽带边缘交换网
关键词:高速铁路;通信电源;施工技术
中图分类号:U238文献标识码: A
一、铁路通信电源的系统特点
关于通信电源,铁道部陆续颁布了技术要求,制定了严格的设计规范,一直非常注重于这方面的技术管理,随着技术的改进,通信电源系统不断完善,设备规格大有提高,通信电源系统成为铁路部门的重要组成部分。作为供电系统,铁路通信电源独立于铁道部,由外供交流供电系统与直流供电系统组成,外供交流电源的来源有两部分组成,第一部分是铁路内部的变电所配电所等专用电源,第二是内部发电电源。每隔六十公里,铁路局设置一座10KV配电所,自动闭塞电力线路和电力贯通线供电赖此供给。
在铁路干线、运输较繁忙的支线无能建有连结铁路沿线两相邻变、配电所,对沿线各车站行车电力负荷等供电的10kV~35kV的电力贯通线路;自动闭塞区段不仅仅设置了电力贯通线,还设有自动闭塞电力线路,后者为专用电源,专门为铁路自动闭塞信号设备供电。电力贯通线路属于备用电源。高速铁路有严格的要求,无论是任何情况,必须保证正常供电。专网通信系统都配备精良,准备充足,确保无虞。应急油机、开关整流设备、免维护蓄电池等电源供电系统应有尽有,把这些设备维护好了,它们的寿命又得到了延长,就会减少故障,就会保证铁路专用通信的状态良好。对这些设备要经常进行检查、维护,定期检查和抽查交替,检查完毕制定检修项目表格,惟其如此还能够更可靠和稳定的让电源系统正常运转,从而保证高速铁路专网的良好运行。
二、铁路通信电源的重要组成部分
在铁路通信电源中阀控式密封蓄电池的使用频率较高,它是直流供电系统的重要组成部分。在市电正常的情况下,它与铁路通信供电设备整流器并联运行,虽然在它工作的过程中没有起到向铁路通信设备供电的作用,但它能够有效改善并提高供电设备整流器的供电质量,具有平滑滤波的作用。当市电出现异常或供电设备整流器不能正常工作的时候,蓄电池可以肩负起单独供电的任务,有效解决通信故障问题。虽然蓄电池有该有点,但其供电时间是十分有限的,不是无穷无尽的,因此在蓄电池内的电量完全放完以前,必须及时恢复供电,让供电设备整流器重新开机启动,输出质量高、稳定性强的直流电源为铁路通信设备供电,与此同时,还能向蓄电池进行安全均衡的充电。阀控式密封蓄电池的有点有很多,主要包括:电池体积小,污染少,能量大,对于出现故障的蓄电池维修渐变,可以节约占面积,将其与铁路通信设备同置一室,有效节约铁路通信设备安装工程的施工费用。因此,阀控制密封蓄电池在铁路通信设备中应用广泛。
三、高速铁路通信电源对电源系统的新要求
随着技术的提升,供电方案复杂多样,电源应用方案设计五彩纷呈。多组供电电压的一个最明显的的需求是低压、大电流。其次,模块化自由组合扩容互为备用,提高安全系数。模块化含义有二,第一个是功率器件,第二个是电源单元。频率一旦有所提高,引线寄生电感,对器件造成应力,就有了过电压、过电流毛刺的表现。最为突出的是集中监控和智能化、自动化。现代的信息发展一日千里,远程监测和控制已经运筹帷幄,这一切都能够在机房完成。更为精工的要求是,电源本身即可监控,并通过接口传输,立即直达远程维护中心,所有过程瞬息完成;这样,一切变异都在掌握之中,即时分析故障,维护及时,人力物力的投入达到最低化;工作效率得到最大的提高。智能化,就是电池能够进行全自动管理,自动检测,无需人员操作。出了故障,能够主动保护自身,自动报警、自动诊断与修复。另外,高速铁路通信电源对电源系统的新要求之一是小型化:经济、精良。蓄电池属于后备物品,十五年前就提出全密封免维护的概念产品,小型化的发展则灵活多变,经济适用。
四、高速铁路通信电源的施工技术要点
1、施工技术要点
铁路通信网分枢纽及以上通信设备均被列为一级负荷;分枢纽以下电源室和中间站通信机械室为二级负荷。一级负荷的供电标准是:从两个不同的变电所各引一路或从不同的母线段引出两路供电。因此分枢纽及以上通信设备是由两路可靠交流电源供电的;分枢纽以下由一路可靠交流电源供电,当其附近有第二路交流电源时,采用两路交流电源供电。
铁路通信自备发电电源一般采用油机发电机组,对满足日照要求或风速要求的地区,采用太阳能或风力发展电源作为备用电源也是一种可行的方案,但其一次性投资较高。自备交流发电机组,随着技术的进步,目前均采用具有自动投入,自动撤出,自动补给性能的设备,此外还必须具有标准化接口和通信协议,以完成其遥信、遥测和遥控功能,达到少人维护、无人值守的目的。
自备发电机组的设置是保证对通信设备不间断供电的唯一可靠措施,尤其是对灾害造成的故障,其中断时间很难确定。所以铁路通信站均要求配置自备发电机组;中间站通信机械室每2-4个站配置1台机动式发电机组,故障时,由通信工区携带至故障地点使用,以确保供电的可靠性,同地可减少蓄电池组的备用时间,从而降低蓄电池的容量。
自备交流发电机组的容量,按满足通信设备用交流功率、直流电源的浮充功率、蓄电池组的充电功率、通信站主机房内应提供保证的用电功率。保证照明一般接实际情况计算、无资料时,除主机房的照明予以保证外,其余房屋的照明功率可按其30-50%估算。
电源系统的可靠性是由交流供电系统,直流供电系统的可靠性共同组成,研究资料表明,交流供电系统的可靠性占系统总可靠性指标的65%,因此,提高交流供电可靠性最为重要。
2、电源系统维护
2.1防尘和定期除尘
大量的灰尘容易造成电源器件散热不好,特别在气候干燥的地区。通信电源系统在正常使用的过程中,维护的日常工作量比较少,主要是安排人员定期防尘除尘。而且一季度要彻底地清洁一次,而且在人员除尘时主要检查各连接件和插接件是否有松动和接触不牢固的状况发生。
2.2电源周边环境要保持洁净、恒温、恒湿
湿度和温度是衡量生产环境因素的重要衡量标准对生产的环节有着至关重要的作用。在一定体积的空气当中含有的水分越少,空气越干燥;反之成立。湿度就是空气的干湿程度。离开温度控制来谈湿度控制是无意义的。通信电源系统设备通常控制电子元件很多,电子元件本身对空间的温湿度都有一定的标准和要求,只有达到了恒温和恒湿,才能使电子设备保持良好的运作效率;而洁净的环境则是防止灰尘进入电源器件当中,造成不必要的器件故障。
五、高速铁路通信电源技术的发展趋势
“忽如一夜春风来”,高速铁路通信电源技术发展迅速,前景喜人,高效率高功率是大势所趋,网络化智能化的监控管理的实现标志着监控管理全数字化控制时期的到来,高速铁路通信电源技术安全、可靠、良好、绿色,随着高速铁路通信行业的发展,用高频开关电源取代相控电源,用钒电池组代替防酸式蓄电池,用计算机远程监控代替人工控制,是目前高速铁路通信电源的发展潮流。随着高速铁路通信行业的飞速发展,高速铁路通信电源系统从体制、规范、维护产品标准等方面不断纳入新观念、新技术、新产品,从而为高速铁路通信的腾飞奠定了坚实的基础,在通信产品方面,中达电通股份有限公司的通信电源、UPS以及监控产品堪称业中翘楚,品质优良,运行稳定,足可信赖。
结束语
做好铁路通信电源的维修工作,保障其良好运行,才能有效保证电源的供电质量。铁路通信电源的维修管理人员应该兢兢业业,对于铁路供电系统中存在的问题进行细致的分析,并找到有效的解决方案,这样才能保障铁路通信电源正常工作,有效提高电源工作的可靠性。
参考文献
[1]田红.略谈高速铁路通信电源[J].科技风,2013,03:159.
关键词:软土地基; 换填; 塑料排水板; 预应力管桩
1、工程概况
广东新台高速公路南延伸线工程T合同段位于台山市斗山镇,起点桩号K60+110,终点桩号K65+827.504,路线全长5.717公里。全线采用设计时速100公里/小时的双向四车道高速公路技术标准,路基宽度24.5米,桥梁与路基同宽。
本项目位于滨海平原地带,软基分布范围广,处理难度大。软基处理总长约3.45km,处理比例高达60.3%。本项目采用的软土地基处理技术主要有:软基换填、塑料排水板、预应力管桩。
2、软土地基处理施工技术
2.1软基换填施工技术
根据本项目的施工图设计,对于软土分布较集中、埋深浅、厚度小的路段,主要采用软基换填方法进行处理。主要施工工艺为:测量放样及清淤基底检验换填施工检查验收。
测量放样及清淤。换填前,应测量原地面高程,填写三方联测资料。然后用挖掘机将淤泥挖除,并运至指定位置。
基底检查。清淤至设计标高后,检测基底承载力并测量清淤后的基底标高,如果承载力达不到规范要求,联系设计单位进行处理。地基承载力合格后,进行基底标高测量,填写三方联测资料。
换填施工。先换填片石,再回填20cm碎石,换填材料必须符合设计要求。回填材料地基底面宜铺设在同一高程上,如深度不同时,基土面应挖成台阶或斜坡搭接,搭接处应夯实,施工应按先深后浅的顺序进行。分段填筑时每层接缝处应做成斜坡型。
为保证换填压实的均匀及密实度,在重型辗压机辗压前,应整平层面,低洼处应及时补充填料。控制辗压机械的速度,经静压2遍后,采用强振3~5遍。最后一层辗压完成后,应检查高程和平整度。检查合格,方可进行下一步施工。
2.2塑料排水板施工技术
根据本项目的施工图设计,对于软弱地基层厚度大于3米,填土高度大于5米的一般软弱路基地段(涵洞基底段除外),均采用插设塑料排水板进行处治。排水板间距按计算确定,一般不大于2.0m,采用正三角形布设。
施工工艺为:购置塑料排水板泥岩摊铺砂砾石垫层摊铺施工区划分插板施工上层路基土填筑。
购置塑料排水板。本项目采用SPB-1型塑料排水板,性能指标应符合设计要求和规范的规定。排水板材料严禁被污染或混合堆放,过期产品严禁使用。塑料排水板应堆放在现场并加以覆盖贮存,防暴露在空气中老化,不被日光直接照射和被雨水淋泡,根据工程进度和日用量按日取用。
泥岩摊铺。施工前先平整场地,并开挖纵、横向排水沟,将农田水疏干,然后摊铺一层泥岩填料,并设置成路拱状,其边缘厚度为30cm,中心厚度小于100cm。
砂砾石垫层摊铺。摊铺完泥岩后,再填筑50cm的天然的砂砾石垫层,以进行插板处理。砂砾石垫层所使用的天然砂砾最大粒径不大于50mm,含泥量不大于5%。砂砾石垫层施工过程中应避免对软弱土的过大扰动和隆起。在剪断排水板时,留出孔口长度应保证伸入砂砾石的垫层不小于50cm。
施工区划分。在塑料板施工区内根据地质资料,结合淤泥底标高情况对插板施工区域进行划分。淤泥底标高差异大的,采用20×20 m的方格网进行划分;淤泥底标高均匀差距不大的,才用40×40m的方格网划分。用竹杆为标定插位。
插板施工。塑料排水板采用插板机打设,采用液压法施工。插板机就位后通过振动锤驱动套管对准插孔位下沉,排水板从套管内穿过与端头的锚靴相连,套管顶住锚靴将排水板插到设计入土深度,拔起套管后,锚靴连同排水板一起留在土中,然后剪断连续的露在垫层外的多余排水板,并对排水板予以保护,以防因插板机的移动、车辆的进出使塑料排水板受到损坏而降低排水效果。塑料排水板在插入地基的过程中应保证板不扭曲,透水膜无破损和不被污染。
2.3预应力管桩施工技术
对本项目涵洞、挡土墙等结构物下的软土地基处理,根据施工图设计,软土深度大于8m全部采用预应力管桩进行处理。
处理工艺为:地表整平桩位放样桩机就位管桩起吊就位打桩接桩终止打桩托板施工。
地表整平。按设计及施工规范要求,施工前必须对路基原地面进行清表、整平,便于管桩施工,以及保证托板基坑开挖后的基底承载力。
桩位放样。先精确测放出中桩及控制桩的桩位,用木桩做好标记,并报测量监理验收,然后根据管桩施工平面布置图用钢卷尺逐桩测放桩位,确定桩位中心,再以桩位中心为圆心,以管桩桩身半径划出桩位的圆周,桩中心插小竹片桩,圆周撒白灰线标记。桩位放样完成后,对已定好的轴线进行复核,根据桩位图逐桩位校核,桩位放样允许偏差不大于5cm,发现不符合要求的及时纠正。
桩机就位。首先检查桩机,确保设备正常运转后移动设备就位,打桩机就位时应对准桩位中心,并将机身调平,使校正平台处于水平状态。
管桩起吊就位。利用打桩机自带的起重机吊桩。采用单点起吊,吊点设置在距桩端四分之一至三分之一桩长位置,采用一根闭合钢丝绳捆绑牢固。起吊过程必须小心、缓慢,严防吊桩过程钢丝绳滑脱或管桩在空中晃动幅度过大而与机架等碰撞。在管桩离地过程中,人工用绳套拉住桩下端,以防止将堆区中的桩撞裂、碰损。小心移桩入桩架的两滑道中间,将桩下放到桩尖离地面l0cm高度处,再利用桩架的挺杆和夹桩器将管桩固定,同时利用经纬仪从两个正交方向调整桩的垂直度。
打桩。为了便于控制打桩,必须详细记录打桩过程与桩入土深度,以便了解桩尖入持力层深度是否满足设计要求。
接桩。当下节桩的桩头距地面0.6~0.8m左右时,开始进行上一节管桩的起吊。在上节管桩夹持牢固后将两管桩端板上的泥土、铁锈等用钢丝刷清理干净,再调整上节管桩位置及垂直度。管端接触后,观测管桩错位偏差,如有错位可使用木锤敲击上节管桩的端板,将错位偏差控制在2mm以内。也可以在下节管桩的桩头加上定位板,依靠定位板将上下桩接直。接着清理坡口,将桩端接缝空隙用楔形铁片全部填实焊牢。最终焊完后要自然冷却至少8~10min才能进行打桩施工,严禁用水冷却,以防止高温焊缝冷脆而被压坏。接桩动作必须迅速,尽量保证连续施工,避免因中断时间过长,打桩阻力增大,造成后续施工困难。
终止打桩的标准。收锤标准采用双控原则,以进入桩端持力层2m、终压力不小于设计单桩承载力600KN为控制标准。打桩结束后及时将打桩机移开,到下一个桩位就位,重复上述施工。
2.5结语
目前,新台南高速公路的软基处理已完工,其上层土的填筑均已开工半年以上,根据软基沉降监测数据,其监测结果为:软基沉降基本稳定,且逐步趋于收敛。位于结构物基础处的软基处理,采用预应力管桩施工工艺,较好地解决了地基承载力和不均匀沉降等问题。本工程的软土地基处理施工技术对其他项目具有较好的借鉴意义。
参考文献:
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【2】中华人民共和国行业标准,公路软土地基路堤设计与施工技术规范(TJT017-96),人民交通出版社
【3】刘玉卓,公路工程软基处理[D],人民交通出版社,2003,2
关键词:信息采集技术 智能高速公路 视频 RFID 定位
中图分类号:TP277 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2014)11(c)-0012-02
随着汽车工业的发展和城市化进程的加快,社会对于交通运输的需求日益增加。高速公路作为城市间的纽带,承担着巨大的交通压力,如何在交通量持续增长的情况下,减少交通拥堵和事故,提高道路的安全性和舒适度,成为智能高速公路发展中亟待解决的问题。而全面、实时的道路交通信息,则是实现高速公路智能化的基础。
如今,传统的道路信息检测技术,正逐渐被新型采集技术所取代。该文简单介绍了传统道路信息采集技术的工作原理,重点对新型信息采集技术进行了研究,并在对比各项技术在高速公路应用中的优劣之后,提出了高速公路信息采集技术的应用趋势。
1 传统信息采集技术
传统的道路信息采集技术出现早,有些已经广泛应用于高速公路的车辆信息采集之中。
1.1 环形线圈采集技术
环形线圈采集技术基于电磁感应原理,由埋设在路面下的环形线圈、馈线和信号检测处理单元组成。当有车辆驶过环形线圈上方时,车辆自身铁质产生的涡流效应起主导作用,造成线圈电感量减小。电路通过检测该电感量的变化,判断是否有车辆存在或通过。结合线圈宽度和线圈间隔,对采集数据进行处理,即可得到道路车流量、瞬时车速及时间占有率等信息。比如,两个线圈之间的距离为,车辆到达线圈的时间间隔为,则车速。
环形线圈采集技术成本低、适应性强,不受恶劣天气及光照条件影响,在全天候、高精度车辆检测方面有其他检测技术无法比拟的优势[1]。目前在高速公路的应用中占据主要地位。不足之处在于,其检测精度受路面状况的影响,安装与维修需要破坏道路、中断交通,极易造成拥堵及交通事故,这将极大地限制其在未来的应用。
1.2 微波雷达采集技术
微波雷达采集技术基于多普勒效应,通过雷达检测器向路面发射线性调频微波,并接收经车辆反射后的回波来检测车辆。在道路应用中,有正向和侧向安装两种方式。正向安装时天线波束发射方向与车辆行驶方向一致,检测精度高,但只能检测单一车道。侧向安装时,检测器在扇形区域内发射连续的低功率调制微波,并在路面上留下一条多分层的投影,如图1所示。由于微波的衍射特性,侧向检测器可以检测被遮挡车辆,完成多车道同时检测。
微波雷达采集技术抗干扰性强、不受天气环境的影响,对车速的检测精度高,尤其适用于长距离、开放、车速相近的道路。因此在高速公路信息的采集中,有着广泛的应用。但其对安装高度、后置距离等有严格的要求,检测精度也受隔离带等因素的影响。
1.3 超声波采集技术
超声波采集技术利用声波的传播和反射原理,通过测量发射波和反射波的时间差实现车辆检测。经过传感器以及信号处理模块的分析和处理,可以得到车型、车速及车流量等信息。
超声波采集技术成本低、使用寿命长、易于安装维护,对车型的识别能力突出。但其检测精度受大风、暴雨天气的影响,探头下通过的人或物也会造成误检。所以其在高速公路信息采集中的应用要比前两种技术少。
1.4 红外采集技术
红外采集技术基于光学原理,一般采用反射式检测。其工作原理是由调制脉冲发生器产生调制脉冲,经红外探头向道路发射脉冲,当车辆通过时,红外脉冲从车体反射并被红外接收管接收,再经解调、选通、放大和整流滤波处理后输出一个检测信号。进而实现车辆类型、车速和流量的信息采集。
红外检测技术具有快速准确、轮廓清晰的检测特点,安装方便。但空气中的烟尘颗粒,以及恶劣天气(如雨、雾、雪等)会影响系统的正常工作。在高速公路车辆检测中,应用较少。
2 新型信息采集技术
近年来,随着传感技术、通信技术、控制技术以及计算机信息处理技术的快速发展,新型的道路交通信息采集技术应运而生。这些新型技术不仅能够完成传统的车辆信息采集工作,还提高了采集信息的实时性、准确性和全面性,极大地推动了高速公路的智能化发展。
2.1 视频采集技术
视频采集技术结合了视频图像和计算机模式识别,是近些年发展起来的一种新型道路信息采集技术。视频检测器由摄像机和视频处理器组成,通过设置虚拟检测区域实现车辆信息的采集。如图2所示。
与传统的采集技术相比,视频采集成本偏高,夜间检测精度低。但视频采集技术不仅能采集车流量、车速、占有率等信息,还能为监控中心提供车牌号和视频画面,检测违章违规及突发事件,实现车辆跟踪。同时,图像处理算法的不断出现和改进,也在不断改善光学噪声、能见度、照明条件及遮挡对视频检测精度的影响。周冬梅等人[2]提出了一种基于区域聚类的阴影消除算法,较好地去除了运动车辆的阴影。刘建伟等人[3]利用车辆底盘阴影和车辆边缘特征,提出了一种因局部遮挡而粘连的车辆分离方法。徐文聪等人[4]设计并实现了一种基于车灯的夜间交通流视频检测系统,检测率达到96%。
伴随硬件成本的下降、图像处理功能的丰富以及道路管理对信息要求的提升,视频采集技术以其安装维护的方便性、检测的实时直观性,必将在高速公路智能化的过程中扮演越来越重要的角色。
2.2 基于RFID的信息采集技术
RFID(Radio Frequency Identification)技术是一种利用无线射频原理实现非接触式自动识别的技术。RFID的基本工作原理如图3所示。电子标签是RFID系统的数据载体,分为有源和无源,可实现与阅读器之间的双向通信。阅读器通过天线发射无线载波信号,当装有RFID电子标签的机动车进入发射天线的工作范围时标签即被激活,此时,标签可以将自身携带的车辆信息编码后发射出去,经过阅读器的解调、解码后,信息最终送到数据库控制中心。
与传统的信息采集技术相比,RFID技术在恶劣天气环境下可全天稳定工作,有识别速度快、识别距离远,数据容量大、寿命长等优点。同时,将车牌号码等车辆信息存储于RFID电子标签中,形成“电子车牌”,能够有效地解决传统车牌易伪造和遮挡的问题。近几年,将RFID技术应用到道路信息采集中的研究层出不穷。胡兴丽等人[5]通过建立交叉口数据存储处理模型,提出了一种基于RFID的交叉路口流量检测的方法。陈武弟等人[6]结合能见度检测仪,设计了一种基于RFID的雾天高速公路车辆实时预警系统。高宁波等人[7]基于RFID采集车辆信息,利用信息融合约简方法计算交通流参数之后,建立了基于模糊层次分析的道路拥堵评价模型。
然而,目前还没有形成RFID技术的国际统一标准,这会导致硬件设备及软件系统的兼容统一性问题。电子标签的安全性和价格也在一定程度上制约着RFID技术的广泛应用。但基于RFID的电子不停车收费系统(ETC)已经在我国许多地方投入使用,国家也在逐步实施统一的ETC标准,预计在“十二五”末,全国高速公路ETC覆盖率将达到60%。
2.3 浮动车信息采集技术
浮动车交通信息采集技术,是基于FCD(Floating Car Data)的一种新型交通信息采集技术。其基本原理是:根据装备车载全球定位系统(GPS)的浮动车在行驶过程中定期记录的车辆位置、方向和速度信息,应用地图匹配、路径推测等相关的计算模型和算法进行处理,使浮动车位置数据和城市道路在时间和空间上关联起来,最终得到浮动车所经过道路的车辆行驶速度以及道路的行车旅行时间等交通信息。流程如图4所示。
基于FCD的信息采集技术,覆盖范围广、投入成本低、采集信息丰富、可实现全天候的实时采集。作为一种低成本、高覆盖率的实时交通信息采集方式,其在世界范围内得到了广泛的关注和推广应用[8]。但GPS卫星信号受楼群等建筑物的影响会造成定位精度下降,导致无法精确地匹配电子地图。为了保证参数估计的精度和可靠性,各种估计方法也都要求道路网络中有足够多安装GPS的车辆,比如城市道路交通中的出租车、公交车。同时,无法获取车辆的车型及车牌号信息,也会在一定程度上影响其在高速公路信息采集中的应用。
2.4 基于手机数据的信息采集技术
随着移动通信网络及终端设备的迅速发展,将手机信息和定位技术应用于交通信息的采集成为一项研究热点。其系统框架如图5所示。
手机定位技术是进行交通数据采集的基础。此技术通常分为两种:模糊定位和精确定位。其中,模糊定位技术主要包括基于小区识别号(CELL-ID)、基于到达时间差(TDOA)、基于小区切换(Handover)等,其安装成本低廉、模型简洁,但精度低(30~2000 m),易受基站分布密度的影响。而精确定位的精度可达5~20 m,但需要考虑定位更新频率、道路匹配率与算法等复杂问题,其主要技术包括增强观测时间差(E-OTD)、上行到达时间差(U-TDOA)、辅助全球定位系统(A-GPS)等[9]。
基于手机数据的信息采集技术,可以采集大空间范围、连续时间的交通信息,获取公众出行轨迹及活动范围等信息。其充分利用了现有无线通信系统基础设施,无需对手机终端进行改造,已经成为国内外智能交通领域的研究热点之一。目前这项技术已经在我国深圳的城市交通信息采集中得到了应用。但总体来讲,手机定位技术的研究还不够成熟,地图和路径匹配相关算法的精度也需要改进。
3 高速公路信息采集技术应用趋势
高速公路具有设计标准高、交通流量大、行车速度快等特点,其道路信息采集方案,不仅应拥有强大的采集性能,还需要综合考虑工程应用实施的要求。
高速公路信息采集技术的应用趋势之一,是多种采集技术的融合。比如,将微波雷达测速精度高的特点,与超声波对车型识别率高的特点结合起来,能够解决机动车分型与地点车速数据采集精度的问题。其技术优势,与单一采集技术相比提升了一个层次。目前,这项技术已成为江苏高速公路数据采集技术方案[10]。同时,新型采集技术功能强大、实时全面,正是为了实现高速公路的智能化而不断发展起来的。随着硬件成本的下降、高速公路管理要求的提高以及采集技术更加成熟,视频采集、基于RFID的采集等技术在高速公路中的应用,将巨大的推动其信息化、智能化的发展。
参考文献
[1] 张永忠,张军强,李颖宏.多路环形线圈车辆检测器设计[J].电子技术应用,2013,39(13):23-26.
[2] 周冬梅,张明星,代永霞,等.基于纹理的车辆阴影消除新算法[J].自动化与仪器表,2014(1):133-138.
[3] 刘建伟,王佳锐,曹泉,等.基于车辆底盘阴影的车辆精确分割算法研究[J].现代电子技术,2010,33(5):154-160.
[4] 徐文聪,刘海.夜间环境交通数据采集系统设计与实现[J].测控技术,2012,31(6):60-66.
[5] 胡兴丽,刘伟.基于RFID的交叉口流量检测[J].交通信息与全,2013,31(2):140-143.
[6] 陈武弟,龙伟,丁柱.基于RFID的雾天高速公路车辆实时预警系统[J].中国制造业信息化,2010,39(1):60-63.
[7] 高宁波,王薇,黄瑛.基于RFID的道路拥堵信息识别模型[J].交通科技与经济,2013,15(5).
[8] 邹娇,吴坚,高万宝,等.基于FCD和DAB交通信息采集与服务系统研究[J].交通信息与安全,2012,30(4):104-108.