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交通部机电专业监理工程师考试.pdf
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交通部机电专业监理工程师考试.pdf
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二、监控系统的主要构成与功能
(1)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:交通监控系统、视频监
视系统、紧急电话系统、
火灾自动报警系统、隧道通风控
制系统、隧道照明控制系统、供
配电监控系统、调度指令电
话系统、有线广播系统。监控系
统虽然由九个子系统组成,但他
们之间并不是完全独立的,相互
之间要交换信息,有机地构成一
个系统。一个路段的监控系统是
根据道路的特点、桥梁与隧道大
型构造物的分布、交通量以及气
候环境等因素来构架本路段的
监控系统,可以是全部系统,也
可能只有交通监控、视频监视、
紧急电话和调度指令电话等子
系统。特大桥还会有桥梁结构安
全检测子系统。
(2)监控系统的主要功能
公路监控系统主要是实时收集
道路状况、交通流信息、气象信
息及相关设备状态,控制
与调节交通流,疏导交通,减少
交通事故,保证行车安全。其主
要功能如下:1)信息收集功能。
收集道路状况、交通流状况、气
象状况、设备运行状况、紧急电
话报警以及交通事故告警等信
息。2)动态显示和监视功能。对
交通数据进行统计分析处理,并
通过图形界面和显示媒体对
管辖范围内的各种数据、设备显
示内容进行静态与动态显示,对
监控系统的所有设备工作状
况进行实时监测和显示,使值班
员及相关的管理人员能随时监
视交通运行的状况和系统的运
行状况,实现对管辖范围内的公
路的全面监视。
3)视频监视功能。系统可对全省
特大桥、长隧道、特长隧道、高
接高枢纽立交、事故易发地点、
省(市)界主线收费站、大城市出
入口的收费广场等处的图像进
行选择与监视,并能进行实时存
贮录像、回放、检索等功能,实
现视频的多级监控。,4)控制功
能。监控中心系统能下达指令给
分中心进行监控外场设备信息
发布控制。被控对象包括可变情
报板、可变限速标志、交通信号
灯、车道指示标志、遥控摄像机
以及其他可能控制交通流的设
施等。5)交通事件的排除、救援
组织功能。系统可根据交通事件
的严重程度分成轻故障、重故
障、严重故障,并分别进行处理。.
一旦有告警信息,则在操作员工
作站上立即显示设备的状态告
警、交通运行状况告警等信息,
并且有相应的声光信号提示值
班员,同时系统根据故障的性质、
地点、时间等结合自动控制功能
进行相应的诱导方案提示,或者
由值班员进行人工控制处理。所
有告警随时进行存贮、记录、打
印。打印内容包括故障时间、地
点、故障性质、操作内容、控制
指令内容等。6)事件输入记录功
能。系统具有人工输入各种事件
及存贮功能,可针对紧急电话、
巡逻车、养护部门、路政部门送
来的各种道路维护、事故等信息
进行人工输入、包括事故的发生
时间和终止时间、地点、类型、
事故检测的手段、事故处理过程
中采用的监控措施、事故描
述等。7)报表统计与打印功 能。
系统能按预先规定的格式和内
容,定时进行日、月、年各种报
表的统计处理,并自动打印。
8)查询功能。值班员可随时查询
当前和历史数据,并且按值班员
的要求进行显示和打印。
9)自动数据备份和系统恢复功
能。系统具有数据自动备份功能,
能实时自动的将重要数据进行
备份,一旦系统受到破坏,可以
尽快地恢复系统运行。10)系统
具有自诊断功能。能自动测试系
统的工作状况,包括与各路监控
分中心的通道连接状况,并且在
检测到异常情况时,自动显示和
打印诊断报告。11)安全功能。
系统对不同层次和职责的使用
及管理人员,分别设置不同的访
问操作使用权限,设置不同的操
作口令和密码,防止越权存取和
修改,保障数据的完整性,并且
对值1K 月的操作进行存贮、记
录、打印,12)时间统一功能。
省监控中心负责提供全省监控
系统统一的基准时间,使各监控
分中心内部时钟与省监控中心
内部时钟取得一致。13)提供内
部其他系统相关信息。提供上级
管理部门及相关信息中心的交
通信息,实现信息共享。14)提
供对外界的服务功能。将公路的
实时交通状况、交通拥堵、事故
以及处理情况及时向社会及相
关单位发布。(3)监控各子系统
的功能与构成1)交通监控系统
的功能与构成①功能通过实时
采集变化着的道路交通流信息
(包括交通信息、气象信息、交
通异常事件信息等)、道路及监
控设施等信息,进行交通运行状
态正常与否的判断、交通异常事
件严重程度的确认、交通运行异
常状态的预测、对已经发生或可
能发生的异常事件处理方案的
处理等从而达到信息发布、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
路的使用者提供最好的交通信
息服务。②构成交通监控系统由
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、路监控分中心计算机系统、
省监控中心计算机系统。路监控
分中心管辖各自路段,省监控中
心对各路监控分中心进行协调
管理。一个路监控分中心通常管
辖一条路,或者管辖一个或多个
(隧道、大桥)监控所,本身具有
收集信息功能、信息分析处
理功能、交通控制功能、特殊事
件控制功能、辅助管理功能等。
省监控中心管辖若干个路监
控分中心,它处于高一层的协调
管理地位,具有宏观监视功能、
宏观协调控制功能。2)视频监视
系统的功能与构成①功能
●在分中心可任意选择调看所
管辖范围内每个外场摄像机的
视频图像,并对其进行水
平、垂直方向的旋转、变焦等控
制。●通过监视器和大屏幕投影
等显示设备,分中心、中心监控
人员可直观地了解摄像机覆
盖区的交通运行状况、拥堵情况
和交通事件,以便正确的做出拥
堵和事件确认,并做出有效
的控制决策。●具有对拥堵、交
通事故现场的视频图像进行录
像、存储,并能利用路段地点、
时间等参数对录像图像进行检
索、回放,为交通事件的事后分
析和取证提供依据。●当监控分
中心和省中心或区域中心实现
视频联网监控时,系统应具有多
级联网视频监控功能,即上级中
心可任意选择和控制沿线遥控
摄像机。②构成
一条路的视频监视系统包括沿
线遥控摄像机,视频和数据传输
设备以及监控分中心的视
频监视、存储及控制装置等组成。
监控分中心的视频监控装置一
般由监视器、视频切换控制
矩阵、数字录像设备、控制键盘
(或视频工作站)、大屏幕投影机、
视频编解码器等组成。3)紧急电
话系统的功能与构成详细内容
参见通信各子系统的功能与构
成的(3)紧急电话系统的功能与
构成。4)火灾自动报警系统的功
能与构成①功能用于隧道内发
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,启动消防水泵,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、损失;
结合隧道交通监控的控制,阻止
洞外车辆进入故障隧道,避免事
故的恶化,保证隧道安全。
②构成火灾自动报警系统分人
工和自动报警两种。自动报警系
统由外场火灾自动检测设备,监
控分中心(监控所)的火灾自动
报警系统,以及传输通道等组成,
是隧道安全运行保障系统中的
一个重要子系统。当火灾自动检
测设备检测到附近有火情发生
时,会立即生成一个报警信号传
到监控分中心(监控所),监控分
中心(控所)产生声光报警和地
点信号,值班员可进行确认和处
理。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)。
5)隧道通风控制系统的功能
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。该系统根据检测到
的环境数据、交通量信息等
控制风机的运行台数、风向、运
行时间,能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
进行相应的火灾排烟处理,以保
证隧道的安全及运行环境的舒
适性。6)隧道照明控制系统的功
能合理地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;并根据洞外的照度变
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。7)供配电监控系统
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。它作为
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、馈出高压线路、备用柴
油发电机组、主变压器、重要的
低压配电回路及低压配电装置
等。①功能●是完成对公路专用
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。●是完成供配电信息收
集、处理和控制功能的自动化系
统。它通过人机联系子系统的屏
幕显示和调度模拟屏对供配电
网运行进行在线的安全监视;并
有越限告警、记录、打印制表、
事故追忆、本系统的自检、远动
通道状态的监测等功能;对供配
电系统中重要开关进行遥控;
对有载调压变压器分接头、静电
电容器等无功功率补偿设备进
行自动调节或投切,实现供配
电监控。●调度员可以掌握该系
统当前的运行情况,实现遥控操
作,完成记录、统计、制表等调
度日常工作。
②构成
由远动子系统、监控中心计算机
子系统和人机联系子系统组成,
也可将人机联系子系统
归入到监控中心计算机子系统。
动消防水泵,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、损失;
结合隧道交通监控的控制,阻止
洞外车辆进入故障隧道,避免事
故的恶化,保证隧道安全。
②构成
火灾自动报警系统分人工和自
动报警两种。
自动报警系统由外场火灾自动
检测设备,监控分中心(监控所)
的火灾自动报警系统,以
及传输通道等组成,是隧道安全
运行保障系统中的一个重要子
系统。当火灾自动检测设备检
测到附近有火情发生时,会立即
生成一个报警信号传到监控分
中心(监控所),监控分中心(监
控所)产生声光报警和地点信号,
值班员可进行确认和处理。
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)。
5)隧道通风控制系统的功能
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。该系统根据检测到
的环境数据、交通量信息等
控制风机的运行台数、风向、运
行时间,能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
进行相应的火灾排烟处理,以保
证隧道的安全及运行环境的舒
适性。
6)隧道照明控制系统的功能
合理地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;并根据洞外的照度变
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。
?)供配电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。它作为监控系统的
一个子系统,其监控范围包
括专用变配电所、高压电源线路、
馈出高压线路、备用柴油发电机
组、主变压器、重要的低
压配电回路及低压配电装置等。
①功能
●是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。
●是完成供配电信息收集、处理
和控制功能的自动化系统。它通
过人机联系子系统的屏
幕显示和调度模拟●调度员可
以掌握该系统当前的运行情况,
实现遥控操作,完成记录、统计、
制表等调
度日常工作。
②构成
由远动子系统、监控中心计算机
子系统和人机联系子系统组成,
也可将人机联系子系统
归入到监控中心计算机子系统。
8)调度指令电话系统的功能与
构成
详细内容参见通信各子系统功
能与构成的2)数字程控交换系
统的功能与构成。
9)有线广播系统的功能与构成
详细内容参见通信各子系统功
能与构成的4)有线广播系统的
功能与构成。
三、收费系统的主要构成与功能
收费系统指从车辆进入收费道
路开始到实现收费,车辆交纳通
行费直到费款安全进入存
储点以及能提供各种收费过程
相关信息的设施和人员的集合
体。
收费制式分为三种:全线均等收
费制(简称均一制)、按路段收费
制(简称开放式)、按车
型与实际行驶里程收费制(简称
封闭式)。
收费方式分为三种:人工收费、
半自动收费、全自动收费。
通行券:《高速公路联网收费暂
行技术要求》[交公路发
(2000)463 号]推荐三种通行券
即多次重复使用的非接触式IC
卡、一次性使用的纸质磁性券、
一次性使用的纸质二维条形
码券。目前我国主要使用非接触
式IC 卡。
(1)收费系统的主要构成
就一条高速公路收费系统来说,
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、电源系统等,其
扩展系统有计重系统、车牌自动
识别系统等。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、路段分中心
计算机系统。在省域高速公
路联网收费系统中,计算机系统
还应包括省收费结算中心计算
机系统。
收费站、路段收费分中心、省收
费结算中心计算机系统各自构
成一个局域网。
收费站局域网与路段收费分中
心局域网之间一般采用路由器
或三层交换机经通信系统
连接的方式构成广域网,其逻辑
拓扑结构为星形结构或环形结
构。
路段收费分中心局域网和省收
费结算中心局域网之间一般也
采用路由器或三层交换机
经通信系统连接的方式构成广
域网,其逻辑拓扑结构为备用通
道的星形结构,或不完全的网
状结构,或两个环的自愈保护结
构。
(2)收费系统的主要功能
1)对本高速公路使用者正确、合
理地收取通行费,减少逃票、漏
收现象的发生,最大限
度地堵塞来自司机的财务漏洞。
2)具有采集收费交易数据、收费
设施状态信息等功能。所有收费
交易必须人账,所有收
费过程的登记、记录必须完整,
最大限度地堵塞来自收费人员
的财务漏洞。
3)具备较高的服务水平,尽可能
减少因收费引起的交通延误。
4)具备高可靠性,具有防止人为
(有意或无意)和自然事故损害
系统的能力。
5)具有后备功能,局部故障不会
影响其他部分的正常工作。
6)具备可扩充性,易于实现升级,
兼容性强,开放性好。
7)具有处理、统计、查询、打印
功能。统计报表准确、及时,满
足管理方面的需要;所
有收费登记力争实现计算机化,
利于实现办公自动化。
8)收费操作过程简明、实用,有
助于减轻收费员的劳动强度
9)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。
10)根据收费管理的需要能完成
收费站、路段分中心、省结算中
心之间的收费业务数据、
费率、时钟等的通信。11)完成
对收费车道、收费站等收费设施
以及对收费业务的监视,保证收
费系统正常工
作。12)具有严密的数据安全体
系,保证收费数据的安全。
13)具有票证、通行券的管理功
能。
(3)收费各子系统的功能与构成
1)车道计算机系统的功能与构
成
①功能
●按车道操作流程正确工作,并
将收费原始数据实时上传收费
站。
●接收收费站下传的收费运行
参数(费率表、黑白名单、同步
时钟、免费车、系统设置
参数等)。
●对车道设备的管理与控制,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。
●可保存一定时间段的收费原
始数据,可降级使用,但不丢失
数据。
●通信中断时,具有后备独立工
作能力。
●为车辆提供控制信息。
●将各种违章报警信号实时上
传给收费站。
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)、通行券发券装置(入口)、
通行券读写装置(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、收据打印
机(出口)、费额显示器(出
口)等设备构成。车道计算机系
统通过广场以太网交换机与收
费站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、数
字图像叠加器等设备。
2)收费站计算机系统的功能与
构成
①功能
●与收费车道控制机通信完成
信息采集。
●与分中心计算机通信、上报各
种信息,接收下发的收费运行参
数(如:时钟、费率等),
并下发到收费车道控制机。
●对各种数据进行查询、检索。
●打印输出各种报表。
●对站内的通行券进行管理。
●对票证(收据、定额票)进行管
理。
●系统自检及状态监视,软件具
有容错功能,并能对硬件进行自
检,发现故障立即显示。
●收费站内的系统维护、数据管
理和备份。
●系统加电自启动,分中心或通
信系统故障时,收费站可独立工
作。断电后可由后备电源供电。
②构成
收费站(包括收费车道)一般采
用快速以太网技术。收费站计算
机系统包括服务器、计算
机工作站、数据存储设备、打印
机等。这些设备与收费站监控室
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。
收费站与收费车道之间的网络
连接方式视采用的局域网网络
种类及传输距离而定,一般
采用光纤或五类非屏蔽线。
3)路段收费分中心计算机系统
的功能与构成
①功能
●收集本区段内的各收费站计
算机上传的收费信息,并上报到
省收费结算中心。
●接收省收费结算中心转发的
各种命令(如时钟、费率等),并
下发到各收费站。
●汇总、整理、统计、存贮、打
印所辖收费站上传的数据信息。
●对管辖范围内的通行券进行
管理。●对票证(收据、定额票)
进行管理。●收费分中心内的系
统维护、数据管理和备份。●通
信线路故障时,收费分中心计算
机系统可独立工作。
②构成
路段收费分中心一般采用100M
快速以太网或千兆以太网技术。
路段收费分中心计算机
系统包括的设备与收费站计算
机系统基本相同,服务器、计算
机工作站、打印机等设备与路
段收费分中心以太网交换机相
连构成一个局域网。收费站与路
段收费分中心组成收费网络的
逻辑拓扑结构采用星形结构或
环形结构。
4)省收费结算中心计算机系统
的功能与构成
①功能
●确定收费系统运行参数(费率
表、车型分类、黑名单、同步时
钟等系统参数),并下发
给各路段收费分中心、收费站。
●接收收费站上传的收费交易
原始数据和通行费拆分数据。
●接收路段收费分中心上传的
收费交易统计数据及管理数据。
●按规定的原则进行通行费的
拆分与结算,或者对路段收费分
中心(或管理所)提交的拆
分与结算进行校核、审定。
●与指定结算银行进行账目信
息的交换和结算。
●对通行券、收费票证等进行管
理。
●具有收费数据、交通量及各种
管理报表的统计与打印功能。
●具有查询功能。值班员可随时
查询当天或历史数据,并按要求
进行显示和打印。
●系统具有自动数据备份功能,
一旦系统受到破坏或停止运行
时,可尽快恢复系统运行。
●系统具有自诊断功能。能自动
测试省收费结算中心系统的工
作状况,包括与各路段收
费分中心、收费站通道的连接状
况,并在检测到异常时自动显示
和打印诊断报告。
●安全功能。系统能对不同层次
和职责的使用及管理人员,分别
设置不同的访问使用权
限,设置不同的操作口令和密码,
防止越权存取和修改,保障数据
的完整性,并对值班员的
操作进行存贮、记录、打印。与
指定银行的数据交换或有通过
公用电信网与路段收费分中心
进行数据通信的要有安全技术
防范措施,保证数据的安全。
●提供内部系统及上级管理部
门有关信息,实现信息共享,但
与办公管理系统要有安全
隔离措施。
②构成
省收费结算中心系统的构成,应
根据公路网络规模的大小、交通
量、采用的收费技术体
制等来决定。目前收费结算中心
局域网宜采用千兆以太网,并且
网络系统宜结合监控系统,
考虑本地办公自动化的需求,提
供网络支持。省收费结算中心网
络、结算服务器等重要设备
郎应具有高可用性,采用高可靠
冗余系统,避免单点设备故障影
响系统的正常运行。为了保
证收费网络的可靠性,省收费结
算中心与各路段收费分中心组
成收费网络的逻辑拓扑结构应
采用备用通道的星形结构,或不
完全的网状结构,或采用两个环
的自愈保护结构。
省收费结算中心主要由高可靠
性、安全性的服务器、磁盘阵列、
工作站、交换机、路由
器、打印机、数据存储设备、通
行券(非接触式IC 卡)发行管理
系统和收费票据管理系统等
组成。
5)收费视频监视系统的功能与
构成
收费视频监视系统一般采用收
费站和路段收费分中心二级监
视方式。
①功能
●便于收费时的交通管理。
●实时监视收费员工作情况、车
辆通过收费车道、收费广场情况,
防止漏费,制止作弊。
●实时监视金库情况,保证金库
的安全。
●实时监视收费站监控室监控
员的工作情况,实现多级监视,
防止监控员与收费员勾结
进行集体贪污等。
● 收到车道报警信号,自动切
换图像,便于重点监控。
●实时记录图像资料,为进行收
费工作的动态分析、随机管理、
善后处理和稽查等提
供正确依据。
②构成
参见监控各子系统的功能与构
成的 2)视频监视系统。__
6)内部对讲系统的功能与构成
①功能
●为收费站与收费亭间提供直
接语音通道,便于收费站监控员
与收费亭内收费员之间的
业务对话。
●对讲主机可群呼、单呼等。
●收费站监控员可对每个收费
亭进行监听。
②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、通信
线缆和电源等构成。
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