淺談高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用

任運(yùn)業(yè)

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：傳統(tǒng)的以人力為主的處理高速公路上的數(shù)據(jù)信息的監(jiān)控已經(jīng)難以適應(yīng)新時(shí)期巨量化、細(xì)節(jié)化信息的要求因而，引入新式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和運(yùn)用智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)是當(dāng)下的迫切需要本文試圖通過(guò)研究高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的概況、作用、必要性和實(shí)際需要等，闡述高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)對(duì)于高速公路交通管理和運(yùn)營(yíng)的優(yōu)yue性。

關(guān)鍵詞：高速公路；系統(tǒng)應(yīng)用；智能監(jiān)控；物聯(lián)網(wǎng)

引言

由于經(jīng)濟(jì)的騰飛和人們物質(zhì)生活條件逐漸提升，對(duì)于交通運(yùn)輸行業(yè)尤其是高速公路交通領(lǐng)域物質(zhì)條件的要求不斷增長(zhǎng)和提高。人們的交通工具出行選擇日益多樣化，并且現(xiàn)實(shí)需求從快速出行到安全出行后轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m出行三合一的新要求，這對(duì)高速公路的運(yùn)營(yíng)和管理是挑戰(zhàn)。在此背景下，運(yùn)用新式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和運(yùn)用智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)對(duì)當(dāng)前高速公路管理新需求十分必要。

一、系統(tǒng)組成

（一）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

所謂物聯(lián)網(wǎng)指通過(guò)射頻識(shí)別（ＲＦＩＤ）、紅外感應(yīng)器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設(shè)備，按照與用戶(hù)簽訂的合同，把期間需用要到的物品同整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行連接適配，用于信息交流與交換以及定位、通訊功能，來(lái)達(dá)到對(duì)主輛等的智能識(shí)別、定位、追蹤、監(jiān)控及管理的一種互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。統(tǒng)而言之，物聯(lián)網(wǎng)的主要構(gòu)成包括互聯(lián)網(wǎng)、傳輸（感）器和信息管理系統(tǒng)。其應(yīng)用的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛等的智能識(shí)別、定位追蹤、實(shí)時(shí)監(jiān)控乃至有效管理其主要工作原理是將攝入信息進(jìn)行輸入和輸出，然后在中轉(zhuǎn)站完成信息的傳輸及交互，后將信息處理后并存儲(chǔ)至終端。主要功能見(jiàn)下表。

（二）高速公路智能配電房監(jiān)控的基本組成

高速公路智能配電房監(jiān)控通常由以下三部分組成。

1.設(shè)備機(jī)房。主要包括系統(tǒng)主機(jī)、磁盤(pán)陣列柜、服務(wù)器、交換機(jī)、圖像編解碼器、通信系統(tǒng)干線(xiàn)光纖數(shù)字傳輸設(shè)備（包括分插復(fù)用器、光纜配線(xiàn)架和數(shù)字配線(xiàn)架）、數(shù)字程控交換機(jī)、通信網(wǎng)絡(luò)管理服務(wù)器和通信網(wǎng)絡(luò)管理工作站等設(shè)備以及擴(kuò)展機(jī)柜。

2.指揮調(diào)度。包括大屏幕投影系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。

3.電源室。主要包括不間斷電源（ＵＰＳ）和電源系統(tǒng)的配電柜。

二、必要性分析

交通運(yùn)輸行業(yè)尤其是高速公路交通領(lǐng)域物質(zhì)條件的要求不斷增長(zhǎng)與提高人們對(duì)高速公路交通的現(xiàn)實(shí)需求從快速出行到安全出行后轉(zhuǎn)變?yōu)槭孢m出行三合一的新要求。運(yùn)用新式物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和運(yùn)用智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以應(yīng)對(duì)時(shí)下高速公路管理的新需要十分必要：目前我國(guó)新型智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)能有效規(guī)避傳統(tǒng)電力自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)固有的諸如對(duì)供電系統(tǒng)的保養(yǎng)和維護(hù)工作的困難，自動(dòng)化運(yùn)行的程度較低，并且難以高效的對(duì)潛在安全隱患進(jìn)行排查等問(wèn)題，因而新型智能監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的引進(jìn)和應(yīng)用相比傳統(tǒng)的系統(tǒng)而言具有一定的優(yōu)yue性。

同時(shí)，又隨著科技的迅猛發(fā)展，高速公路的監(jiān)控技術(shù)與方式有了長(zhǎng)足進(jìn)步，體現(xiàn)在技術(shù)的沿用和監(jiān)控方式漸趨多樣化。技術(shù)體現(xiàn)在監(jiān)控系統(tǒng)日趨數(shù)字化、智能化和信息化。監(jiān)控方式多樣化體現(xiàn)在實(shí)時(shí)具體的數(shù)字影像取代了往昔的模擬播報(bào)并且以大屏幕顯示和實(shí)時(shí)攝像方式顯現(xiàn)。這種技術(shù)和多樣化的監(jiān)控方式（尤其是高清視頻監(jiān)控形式）對(duì)傳統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了革新，現(xiàn)在的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)，已經(jīng)逐步成為收費(fèi)監(jiān)控系統(tǒng)、車(chē)牌及卡號(hào)查詢(xún)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)分發(fā)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)查詢(xún)系統(tǒng)、報(bào)警管理系統(tǒng)、圖像稽查系統(tǒng)不ke或缺的重要基礎(chǔ)。傳統(tǒng)不清晰和不高清的監(jiān)控模式dian覆，迎來(lái)了高速公路監(jiān)控技術(shù)的高速發(fā)展黃金期，亦使高速空路監(jiān)控技術(shù)向智能化、信息化、數(shù)字化方向大步挺進(jìn)并持續(xù)不斷發(fā)展。因而，運(yùn)用新式高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)十分必要。

三、設(shè)計(jì)要求

高速公路智能物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)遵循高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的整體需要，并且結(jié)合現(xiàn)有復(fù)雜和全面的高速公路監(jiān)控需求和實(shí)際狀況出發(fā)，具備以下五個(gè)基本原則。

1.可行性。首當(dāng)是對(duì)于技術(shù)的選擇和高新設(shè)備的調(diào)查、考量與沿用。這時(shí)從整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的合理性以及安全性出發(fā)，不僅要對(duì)于所選技術(shù)和所用設(shè)備進(jìn)行整體評(píng)估，而且還需要對(duì)相應(yīng)技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行信息收錄乃至備份，為日后的復(fù)檢、復(fù)用、維護(hù)和維修工作奠定堅(jiān)實(shí)物質(zhì)基礎(chǔ)。

2.完善性。這時(shí)對(duì)于智能物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際功能而提出的要求，需要整個(gè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)擁有完備和完整、涵蓋現(xiàn)實(shí)高速公路交通管理和運(yùn)營(yíng)工作需要的功能，包括信息的收錄、更改、計(jì)算、分析、總結(jié)、檢錄以及打印等功能。

3.可更改性。這是對(duì)于物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的程序而言的，要求其程序的設(shè)計(jì)呈單一功能的模塊化，同時(shí)保證模塊化的程序預(yù)留一部分空間，為曰后新式模塊的添加和舊式模塊的更改工作騰出更改余地，為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的完善工作而服務(wù)。

4.可操作性。對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要盡可能直觀(guān)化，人性化，要做到一切為了方便人的使用而設(shè)計(jì)，同時(shí)盡量以直觀(guān)形象的圖片、圖案設(shè)計(jì)代替僵硬的文字設(shè)計(jì)界面。

5.安全性。對(duì)于整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)的安全性要嚴(yán)格把控，盡量實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的分級(jí)別管理，對(duì)不同權(quán)限的分級(jí)別授予，以力求保障數(shù)據(jù)安全。

四、基本功能

高速公路物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)主要包含以下四方面的功能。

1.長(zhǎng)距離監(jiān)控

通過(guò)在各個(gè)監(jiān)控路口設(shè)置監(jiān)控?cái)z像機(jī)和大屏幕以及監(jiān)視裝置，將監(jiān)控地的實(shí)時(shí)全程視頻圖像等信息傳輸至相應(yīng)的路段的監(jiān)控終端，可以對(duì)本地監(jiān)控地乃至遠(yuǎn)程的監(jiān)控地實(shí)施實(shí)時(shí)、有效的監(jiān)察和監(jiān)視，而終端的數(shù)據(jù)可以有效下載和保存，方便曰后進(jìn)行調(diào)查、復(fù)檢和取證工作的進(jìn)行，可謂一體兩用。

2.對(duì)監(jiān)控信息和視頻的自主智能分析

由于高速公路各監(jiān)控地的視頻和信息是全程且實(shí)時(shí)的，因而對(duì)巨量的信息和視頻圖像信息進(jìn)行調(diào)取、挖掘、分析工作。而智能化物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)有效解決了這一問(wèn)題。

3.實(shí)時(shí)交通地理信息系統(tǒng)

實(shí)時(shí)了解交通地理信息是高速公路運(yùn)行和管理的剛需。由于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的引入，高速公路上各類(lèi)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)地理信息、地理數(shù)據(jù)以圖像化的形式反饋到監(jiān)控系統(tǒng)終端。其涵蓋了高速公路及其周邊的種種環(huán)境信息，包括但不限于：路段概況、加油站、服務(wù)區(qū)、收費(fèi)站等靜態(tài)的地理信息，乃至高速公路上的施工信息、車(chē)輛通信狀況、事故及事故地點(diǎn)信息、交通管制概況以及天氣因素等動(dòng)態(tài)地理信息。在即時(shí)反應(yīng)和實(shí)時(shí)推送信息的基礎(chǔ)上，還能提供具體的通行車(chē)輛概況等情況的具體計(jì)算數(shù)據(jù)及分析，便利了高速公路監(jiān)控運(yùn)行與管理工作，同時(shí)也提升了其工作效率。

4.與物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的智能監(jiān)控

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在高速公路智能監(jiān)控系統(tǒng)的具體應(yīng)用體現(xiàn)在：在高速公路上，不僅可以彳夬速準(zhǔn)確和實(shí)時(shí)獲取相應(yīng)路段的具體高速公路交通信息和視頻信息，為交通管理和運(yùn)營(yíng)乃至交通信息服務(wù)提供強(qiáng)大數(shù)據(jù)支持（包括路況、車(chē)道概況等實(shí)時(shí)信息），而且運(yùn)用在高速公路收費(fèi)站時(shí)，能夠有效提升收費(fèi)站系統(tǒng)的工作效率和工作質(zhì)量。一方面，可以實(shí)現(xiàn)代收費(fèi)車(chē)輛較短時(shí)間的停運(yùn)甚至達(dá)到不停車(chē)收費(fèi)；另一方面，ＲＦＩＤ技術(shù)的引用有效提高收費(fèi)效率和收費(fèi)站車(chē)輛的通行能力。

五、應(yīng)用要求

1.設(shè)立專(zhuān)業(yè)人員和專(zhuān)屬機(jī)構(gòu)

目前我國(guó)高速公路管理和運(yùn)營(yíng)方面主要有以下三個(gè)問(wèn)題。

（1）管理問(wèn)題。高速公路發(fā)展總體呈多樣化趨勢(shì)，具有復(fù)雜性特征，總體上秉持著一個(gè)管一個(gè)路段。但由于路段繁多且復(fù)雜，對(duì)于應(yīng)急事件的處理，各難以展開(kāi)有效溝通交流乃至合作。

（2）信息發(fā)放的即時(shí)性問(wèn)題。由于渠道和平臺(tái)等問(wèn)題的限制，導(dǎo)致公眾無(wú)法實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確獲取有效高速公路的真實(shí)和全面的路況等信息。

（3）監(jiān)控信息的規(guī)范化收錄和處理問(wèn)題。這是由于部分高速公路人員、資金的匱乏，并且沿用了落后的人工監(jiān)控方式導(dǎo)致的。因而，針對(duì)這一

問(wèn)題，設(shè)置相應(yīng)的專(zhuān)門(mén)監(jiān)控崗位，招納相應(yīng)的、專(zhuān)業(yè)的高速公路監(jiān)控人才，并且設(shè)置行之有效的專(zhuān)屬管理結(jié)構(gòu)和部門(mén)。盡管目前已有新式技術(shù)解放了對(duì)于監(jiān)控信息的處理與收納，但仍然需要對(duì)已處理和已收錄的信息進(jìn)行存儲(chǔ)等工作，這是日后其他工作的基礎(chǔ)和基本要求。

2.有效協(xié)調(diào)管理，對(duì)標(biāo)現(xiàn)實(shí)需要

雖然目前正在大力引入和沿用高新物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)，但我們首要的目標(biāo)仍然是要完善整個(gè)高速公路監(jiān)控系統(tǒng)體系。對(duì)于高速公路管理系統(tǒng)而言，要綜合考量高速公路的整體布局、高速公路建設(shè)的整體情況和運(yùn)營(yíng)中的高速公路的概況信息，適時(shí)調(diào)整和管理使得這些部分形成一個(gè)健康的整體；對(duì)于收費(fèi)系統(tǒng)而言，要引用新型智能收費(fèi)技術(shù)和智能車(chē)牌識(shí)別系統(tǒng)，在有效提升收費(fèi)效率和收費(fèi)質(zhì)量的基礎(chǔ)上，對(duì)已有技術(shù)進(jìn)行審視和革新，力求達(dá)到新時(shí)期的高速公路交通收費(fèi)需求；對(duì)于監(jiān)控系統(tǒng)而言，在引入高新技術(shù)和設(shè)備的同時(shí)，還要結(jié)合實(shí)際，具體考察時(shí)下高速公路網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其存在的問(wèn)題和安全隱患乃至監(jiān)控系統(tǒng)的問(wèn)題，在及時(shí)反饋的同時(shí)還應(yīng)綜合分析，迅速有效地處理，將監(jiān)控工作和現(xiàn)實(shí)需要對(duì)標(biāo)。

3.完善高速公路監(jiān)控體系并逐步推廣

這是基于目前高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的現(xiàn)狀以及未來(lái)而言的，隨著科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)，各種高新技術(shù)和高新設(shè)備層出不窮。因而以開(kāi)放新觀(guān)念和思維對(duì)待高新技術(shù)，不能只拘泥于現(xiàn)有的新式高速公路智能配電房物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的引入和沿用，還要在新技術(shù)的創(chuàng)新上和接納上秉持開(kāi)放性觀(guān)念，要有創(chuàng)新技術(shù)的思維和訴求。更重要的是，對(duì)于已經(jīng)沿用了新式物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)的地區(qū)要加以示范，積極鞭策未沿用地區(qū)革新傳統(tǒng)落后的監(jiān)控技術(shù)，并激勵(lì)其沿用后進(jìn)行積極推廣，為促進(jìn)我國(guó)整體高速公路建設(shè)與發(fā)展提供動(dòng)力支持和技術(shù)支撐。

六、安科瑞配電室環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)

1.概述

配電室綜合監(jiān)控系統(tǒng)包括智能監(jiān)控系統(tǒng)屏、通訊管理機(jī)、UPS電源、視頻監(jiān)控子系統(tǒng)（云臺(tái)球機(jī)、槍機(jī)）、環(huán)境監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統(tǒng)（燈光、空調(diào)、除濕機(jī)、風(fēng)機(jī)、水泵）、門(mén)禁監(jiān)控子系統(tǒng)（讀卡器、開(kāi)門(mén)按鈕、磁力鎖）、安防監(jiān)控子系統(tǒng)（雙鑒檢測(cè)器）。

2.應(yīng)用場(chǎng)所

適用于軌道交通，工業(yè)，建筑，學(xué)校，商業(yè)綜合體等35kV及以下用戶(hù)端供配電自動(dòng)化系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行維護(hù)。

3.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.系統(tǒng)功能

4.1實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

能夠顯示配電室設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)配電室環(huán)境參數(shù)信息，實(shí)時(shí)顯示有關(guān)故障、告警等信息。

4.2數(shù)據(jù)查詢(xún)

在人機(jī)界面中，可以直接查看配電室中各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

4.3曲線(xiàn)查詢(xún)

可以直接查看各電參量曲線(xiàn)。

4.4運(yùn)行報(bào)表

查詢(xún)配電室內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)報(bào)表。

4.5實(shí)時(shí)告警

具有實(shí)時(shí)告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)ε潆娛覝囟取穸?、有害氣體、設(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

4.6歷史事件查詢(xún)

能夠?qū)Ξa(chǎn)生的所有事件記錄進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，方便用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)事件和進(jìn)行歷史追溯、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、事故分析。

4.7用戶(hù)權(quán)限管理

設(shè)置了用戶(hù)權(quán)限管理功能，可以定義不同級(jí)別用戶(hù)的登錄名、密碼及操作權(quán)限。

4.8網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

支持實(shí)時(shí)監(jiān)視并診斷各設(shè)備的通訊狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

4.9遙控功能

可以對(duì)整個(gè)配電系統(tǒng)范圍內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程遙控操作。

5.系統(tǒng)硬件配置

參考文獻(xiàn)：

1. 陳錦鴻.高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用淺析[J].中國(guó)交通信息化，2020（8）.

2. 韋永浩.高速公路智能配電房監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)用.

3. 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊(cè)2022.05版.

作者簡(jiǎn)介：

任運(yùn)業(yè)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司。