讲义 监控系统、收费系统和供配电及照明系统全.docx
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1、讲义监控系统、收费系统和供配电及照明系统1B415021监控系统的上要构成与功能一、监控系统的管理体制省域内高速公路监控系统设有一个省级监控中心,在一条路段的管理公司内设一个路段监控分中心,对本路的交通监控设施直接进行集中管理,根据地区和建设资金来源的不同,管理范围一般在50200km之间;在路监控分中心下可以设几个基层监控单元(包括隧道或桥梁管理站、监控所等),对特长隧道、特大桥或一定范围内的交通监控设施进行管理,构成三级管理架构。二、监控系统的主要构成监控系统按其功能可分为九个子系统:交通(信号)监控子系统、视频监控子系统、调度(指令)电话子系统、火灾自动报警子系统、隧道通风控制子系统、隧
2、道照明控制子系统、电力监控子系统、隧道紧急电话子系统、隧道广播子系统。其中交通信号监控、视频监控、调度电话、火灾自动报警、隧道紧急电话、隧道有线广播为独立的子系统,隧道通风控制、隧道照明控制、电力监控在逻辑构成上相对独立,在系统构成上则可以合在一起。三、监控系统的主要功能1 .信息采集功能。2 .数据处理。3 .信息显示功能。4 .视频图像管理。5 .路网监测、协调管理(交通管理与应急处置)o6 .公众信息服务。7 .信息共享。8 .统计查询。9 .数据备份和系统恢复。10 .设备管理功能。11 .系统安全功能。四、监控各子系统的功能与构成1.交通(信号)监控系统的功能与构成(1)功能交通信号
3、监控系统是高速公路监控系统的主要系统,通过采集实时变化着的道路交通流信息、道路及监控设施状态等信息,进行交通运行状态正常与否的判断、交通运行异常状态的预测、交通异常事件严重程度的确认、对已经发生或可能发生的异常事件提出处理方案等,通过交通信息发布而达到交通控制、诱导的目的,为管理部门提供有效的管理手段,为高速公路的使用者提供良好的交通信息服务。(2)构成一条路的交通信号监控系统通常由监控分中心和监控节点(若有的话)的计算机系统、外场设备以及传输通道等组成。计算机系统按管理体制又可以分为监控所计算机系统、路段监控分中心计算机系统、省监控中心计算机系统。计算机系统一般由以太网交换机、监控服务器、监
4、控工作站、打印机、视频事件自动检测器、不间断电源装置等构成局域网系统。外场设备包括:车辆检测器、气象检测器、能见度检测器等数据采集装置;可变信息标志、可变限速标志、车道指示标志、信号灯等信息发布装置。传输通道可以使用高速公路专用通信网,或者采用光端机、以太网交换机及光纤组网传输。2 .视频监控系统的功能与构成(1)功能视频图像监视功能;选择与控制功能;具有视频图像录像、检索、回放功能;具有视频图像配置及管理功能;多级联网视频监控功能。(2)构成视频监控系统由沿线、隧道、桥梁等地设置的遥控及固定摄像机及编码设备,传输通道以及监控分中心的视频监视、管理、存储等设备组成。监控分中心视频监控设备包括以
5、太网交换机、视频服务器、视频存储设备、视频工作站、监视器、纳幕拼接屏、视频解码器等。3 .火灾报警系统的功能与构成(1)功能火灾报警系统用于隧道内、变电所等发生火灾时,自动或人工发出紧急信号,迅速通告监控室或监控分中心,结合隧道交通信号监控的控制,阻止洞外车辆进入故障隧道,疏导已在洞内车辆,避免事故的恶化,保证隧道安全;通告消防系统启动消防水泵,并且通知消防部门及时进行灭火、救援等活动,减少人员伤亡,减轻隧道设施的破坏和损失。(2胸成火灾报警系统由人工和自动报警两个系统合成,是保障隧道安全运行系统中的一个重要子系统。自动报警系统由洞内火灾自动检测设备、监控分中心(监控所)的火灾报警控制器以及传
6、输通道等组成。人工手动报警系统与自动报警系统的构成相似,通常是在隧道内每50m间距的消防洞处设一个手动报警按钮(每个按钮带地址编码),由传输通道将其连接到监控分中心(监控所)的火灾报警控制器。当人们发现隧道内有火情时,按动手动报警按钮,即可将信号传送至火灾报警控制器,并产生相应的声光告警信号和地点信号。4 .隧道通风控制系统的功能与构成(1)功能隧道通风设施是用通风设备将新鲜空气强行送入隧道,稀释污染物质并将其排出隧道,使隧道内保持良好的卫生环境;提高能见度,保证行车安全。通风控制系统是根据一氧化碳/透过率检测器、风速风向检测器检测到的环境数据、交通量数据等控制风机的运转进行通风,同时控制风机
7、的运行台数、风向、风速、运行时间,实现节能运行和保持风机较佳寿命的控制运行;并在发生火灾时根据不同地点对风机风向、风速、运行台数的控制进行相应的火灾排烟处理,以保证隧道的运行环境的舒适性及安全。(2胸成通风控制系统由监控分中心工作站、隧道本地控制器、风机、一氧化碳/透过率检测器、风速风向检测器以及传输通道等组成。5 .隧道照明控制系统的功能与构成(1)功能设置隧道照明系统能避免隧道黑洞效应,使驾驶员适应隧道内外的亮度差,保证行车安全;照明控制系统能根据洞外的照度变化、交通量的变化对洞内照明强度进行调节,节约用电,降低运营费用。(2胸成隧道照明控制子系统一般由分中心监控工作站、本地控制器、光强检
8、测器、隧道照明设备及传输通道等构成。6 .电力监控系统的功能与构成电力监控系统可与公路供配电系统相结合,构成功能完善、独立的供配电监控系统;也可只对重要供配电回路进行遥控、遥信、遥测,并作为监控系统的一个子系统。其监控范围包括专用变配电所、高压电源线路、高压馈出线路、主变压器、备用柴油发电机组、重要的低压配电回路及低压配电装置及传输通道等组成。(1)功能完成对公路专用供配电系统进行数据采集、监视和控制的系统,实现对系统的安全监控;完成供配电信息采集、处理和控制功能的自动化;值班员可以掌握系统当前的运行情况,实现人工或遥控操作,完成记录、统计、制表等调度日常工作。(2胸成由变配电所自动检测或监控
9、装置、远程通信装置、监控分中心(所)监控计算机系统以及它们之间的传输通道构成。分中心(所)监控计算机子系统一般也是一个计算机局域网系统,其硬件构成和监控分中心(所)交通信号监控系统相似,只是应用软件和功能不同。7 .隧道紧急电话系统的功能与构成详细内容参见1B415041中的紧急电话系统的功能与构成。8 .隧道广播系统的功能与构成详细内容参见1B415041中的有线广播系统的功能与构成。9 .调度电话系统的功能与构成详细内容参见1B415041中的数字交换系统的功能与构成。1B415022监控系统主要设施的施工技术要求一、设备安装通用要求1 .设备开箱检查必须由业主、承包方和监理共同参加。2
10、.检查时要对其外观、型号、规格、数量、备品、备件等随机资料等做好详细记录,并签字认可。3 .设备安装前要画线定位,核对地面水平,保持防静电地板的完好性。4 .设备应按设计位置水平排列,方向正确,位置合理。5 .室内布缆、布线,一般均在防静电地板下平行排列,不能交叉排列,每隔0.51.0m绑扎一处,电力电缆和信号电缆应分槽布设。6 .对有静电要求的设备开箱检查、安装、插接件的插拔,必须穿防静电服或带防护腕,机架地线必须连接良好。7 .设备配线如为焊接式时,焊点应牢固、饱满、光滑、均匀,如为螺栓固定时,应加焊线鼻子,螺栓紧固,焊接严禁使用带腐蚀剂焊剂。8 .设备安装完毕后,应重点检查电源线、地线等
11、配线正确无误,方可通电。9 .本机调试应先进行通电试验,然后测试相关的各项技术指标及调试软件。二、主要外场设备基础安装要求监控主要外场设备基础安装要求如下:基础采用明挖法施工;基础一般采用C25混凝土现场浇筑,内部配钢筋,顶面一般应预埋钢地脚螺栓;基础的接地电阻必须W4Q,防雷接地电阻必须WIOQ。三、光、电缆线路的施工要求(参见1B415042通信系统主要设施的施工技术要求)1B415030收费系统1B415031收费系统的主要构成与功能一、收费系统的总体框架省内联网收费总体框架一般由省级管理中心、路段收费分中心(或者区域收费分中心)、收费站三级组成。联网收费总体框架(三级)如图1B4150
12、31所示。对省内联网收费实施区域联网收费的,其区域构架由省级管理中心、区域管理中心、路段收费分中心(或者区域收费分中心)、收费站四级组成。二、收费系统的主要构成一条高速公路收费系统,按其基本功能可分为计算机系统、收费视频监视系统、内部对讲系统、安全报警系统、电源系统、计重系统、车牌自动识别系统、ETC车道系统等。计算机系统根据级别可分为车道计算机系统、收费站计算机系统、路段收费分中心计算机系统、省级收费管理中心计算机系统。三、收费系统的主要功能I-系统参数管理。2 .数据通信管理。3 .数据处理与存储管理。4 .报表统计及打印管理。5 .数据查询管理。6 .通行券及票证管理。7 .收费监控管理
13、。8 .兼顾本路段入、出口交通管理,定时向监控系统提供交通数据。9 .通行费的拆分与结算管理(如果采用路段分中心拆分)。10 .具有严密的数据安全体系,保证收费数据的安全,满足信息安全技术信息系统安全等级保护基本要求GB/T222392008的相关规定。11 .数据备份与恢复管理四、收费各子系统的功能与构成(一)车道计算机系统的功能与构成1 .功能(1)按车道操作流程正确工作,完成收费原始数据(包括计重收费数据、非现金支付数据)的采集、存储、处理、管理,实时上传收费站计算机系统。(2)接收收费站下传的收费运行参数(包括费额表、黑白名单、同步时钟、免费车、系统设置参数等)。(3)对车道设备的管理
14、与控制,具有设备状态自检功能,并将故障状态信息实时上传收费站。2 .构成车道计算机系统由车道控制机(含工控机和车道控制器)、收费员终端(显示器、专用键盘)、通行卡发卡装置(入口)、通行卡读写装置(出口)、电动栏杆、车辆检测器、雨棚信号灯、车道通行信号灯、雾灯、声光报警器、手动栏杆、计重收费设备(出口)、收据打印机(出口)、费额显示器(出口)等设备、系统软件以及收费应用软件等构成。车道计算机系统通过广场以太网交换机与收费站监控室的以太网交换机相连构成收费站局域网。为了实现收费视频监视功能,还需在车道安装车道摄像机、收费亭摄像机、广场摄像机、数字图像叠加器、视频编码器等设备。(二)收费站计算机系统
15、的功能与构成1.功能(1)实时采集收费车道原始数据(包括计重收费数据、非现金支付数据),同时进行存储、处理与管理。(2)对收费车道的运行状况实施实时检测与监视,具有故障自动检测功能。(3)向路段收费分中心和收费管理中心传送收费业务数据(收入、交通、管理)。(4)接收路段收费分中心下传的系统运行参数(费额表、同步时钟、系统设置参数等),并下传给收费车道。(5)收费站内的系统维护、数据管理和备份。(6)断电时可由后备电源供电,收费分中心或通信系统故障时,收费站可维持系统正常工作。2.构成收费站计算机系统包括服务器、计算机工作站、数据存储备份设备、打印机、IC卡读写器、三层以太网交换机或路由器、不间
16、断电源、系统软件以及收费应用软件等。这些设备与收费站监控室的以太网交换机相连,收费车道的以太网交换机与收费站监控室的以太网交换机相连构成一个收费站局域网。(三)路段收费视频监视系统的功能与构成路段收费视频监视系统一般采用收费站和收费分中心二级监视方式。收费分中心收费视频监视通常与监控分中心视频监视系统合并集中监控。1 .功能(1)实时监视收费车道、收费亭、收费站监控室、金库等的工作情况,保证收费员和金库的安全;实时监视收费广场交通状况,便于收费时的交通管理。(2)实时监视收费车道通过车辆的类型、车牌号、通行券的发放、收回、收费员操作及收费过程,并进行有效的监督,防止收费员发生差错、漏收、逃费、
17、贪污等现象。(3)视频图像选择与控制功能。(4)视频图像监视功能。(5)具有视频图像进行录像、检索、回放功能。(6)与监控系统结合具有视频图像配置及管理功能。(7)与监控系统结合具有多级联网视频监控功能。2 .构成参见1B415021中的监控各子系统的功能与构成中视频监控系统的功能与构成。(四)内部对讲系统的功能与构成3 .功能(1)为收费站或收费分中心与收费亭间提供直接语音通道,便于收费站的监控员或者收费分中心的监控员与收费员之间的业务对话。(2)对讲主机可群呼、组呼、单呼收费亭的分机。(3)收费站监控员可对每个收费亭通话进行监听。4 .构成内部对讲系统由收费站内对讲主机、收费亭内对讲分机、
18、通信线缆和电源等构成。(五)安全报警系统的功能与构成1.功能收费员在遇到人身、金钱安全威胁等紧急情况下向收费站监控室发出报警信息,请求救援帮助。2.构成安全报警系统由收费站内报警主机、收费亭内的报警开关和它们之间连接的信号电缆构成。(六)电源系统的功能与构成I-功能:为收费各设备提供电力供应,保证收费系统正常工作。2.构成:电源系统主要由低压配电箱、稳压电源、不间断电源UPS等构成。(七)计重收费系统的功能与构成计重收费系统只是对货车采用计重收费,对车、货总重超过总的轴载限的比例来计算超限幅度,不同的幅度采用不同的费率收取通行费。计重收费系统对超限车辆征收惩罚性收费,使超限车辆逐渐减少,重在以
19、经济杠杆减少不规范行为。1 .功能(1)有效防止超重车辆对高速公路的破坏,保护道路,延长高速公路的使用寿命。(2)净化货物运输市场,维护守法者的利益。(3)减少高速公路的维修保养费用。(4)减少道路交通事故,提高道路服务水平。2.构成计重收费系统一般只需在出口(或入口)车道设置低速/静态轴重检测系统。它主要由称重仪、轮胎识别器、红外线车辆分离器、称重数据采集处理器等组成。该低速/静态轴重检测系统与车道控制机协同工作,由车道控制机来判断此车辆是否超限,同时结合通行卡信息计算出应收取的通行费。超限管理系统是在超限车辆驶入高速公路、重点路段、特大桥、长隧道之前,被拦截进行超限(重)检测,杜绝超限车辆
20、对重点路段、桥隧的破坏,重点在于防范。超限管理系统一般是在需要检测处(入口车道前)设置超限(重)检测点或站,并设低速/静态轴重检测系统,对车辆进行计重检测。此外,还有在主线车道上(或入口检测站前)设置高速动态轴重检测系统,对驶往被保护的特大桥、终点主线站方向的车辆进行高速动态称重,并辅以车辆检测器、摄像机、警示牌等指示超限车进入静态称重区;静态称重区管理房里设置称重计算机设备和静态轴重检测设备,对超限嫌疑车辆复核,同时辅以各种监视设备,对超限车辆劝阻退回或卸载不得进入。超限管理站一般自成系统,也可以将超限车辆信息送到收费站或车道。(八)车牌自动识别系统的构成和功能1 .功能(1)防止不同车辆之
21、间的换卡。(2)防止通行卡流失。(3)防止收费员利用车种或降档车型进行营私舞弊。(4)自动放行,提高通行能力,减少通行券的投资。对于免费车和月票车,通过车牌号和数据库中免费车和月票车库的比较,可实现公务车、军警车、特殊车、月票车的不发卡自动放行。(5)稽查黑名单。通过车牌号和黑名单库比较,可发现各类黑名单车。(6)车辆管理统计。可实现某一辆车、某单位车、某地区车的通行情况分类统计。(7)辅助车型分类。通过车牌号对应出车的车型,可对收费员的分型进行核查。2 .构成车牌自动识别装置由车辆检测器、摄像机、辅助光源、图像采集卡、车牌识别处理器和软件组成。(九)ETC车道的构成和功能ETC系统就是电子(
22、不停车)收费系统。在人口车道,控制RSU(路侧单元)与其通信区域内的OBU(车载单元)建立通信链路,完成双向认证,将入口车道信息通过OBU写入用户卡CPU内,根据执行结果控制车道外部设备状态,放行或拦截车辆。在出口车道,控制RSU(路侧单元)与其通信区域内的OBU(车载单元)建立通信链路,完成双向认证,计算通行费额,扣除本次通行费额,并将本次交易信息写入。BU,根据交易的执行结果控制车道设备放行、警告通行或拦截车辆,并将出口信息和入口信息组成一条完整的原始收费交易数据,记录存入本地数据库,通过网络上传至收费站,进入联网收费系统。ETC车道预告类标志设置在收费站前500m适当位置,主要用于告知驾
23、驶员前方收费站设有ETC车道。一般在ETC车道岛头设置岛头标志,用于车辆驶入ETC车道后提示建议限速值和保持合理车距。1 .功能(1)无现金交易安全方便。(2)从根本上杜绝了收费工作中的贪污作弊现象。(3)有效地提高了车道的车辆通过能力,加快了收费速度,提高了公路利用率。(4)降低收费站、车道的噪声水平和废气排放。2 .构成ETC车道分为入口车道和出口车道。入口车道和出口车道配置的设备基本一致,主要由车道控制器、RSU(路侧单元)、自动栏杆、报警设备、信息显示屏、雨棚信号灯、车道信号灯、车辆检测器及车道摄像机等组成。1B415032收费系统主要设施的施工技术要求一、设备安装通用要求同1B415
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