徐悅

安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801

摘要：傳統的以人力為主的處理高速公路上的數據信息的監控已經難以適應新時期巨量化、細節化信息的要求因而，引入新式物聯網技術和運用智能配電房監控物聯網系統是當下的迫切需要本文試圖通過研究高速公路智能配電房監控物聯網系統的概況、作用、必要性和實際需要等，闡述高速公路智能配電房監控物聯網系統對于高速公路交通管理和運營的優越性。

關鍵詞：高速公路；系統應用；智能監控；物聯網

引言

由于經濟的騰飛和人們物質生活條件逐漸提升，對于交通運輸行業尤其是高速公路交通領域物質條件的要求不斷增長和提高。人們的交通工具出行選擇日益多樣化，并且現實需求從快速出行到安全出行后轉變為舒適出行三合一的新要求，這對高速公路的運營和管理是挑戰。在此背景下，運用新式物聯網技術和運用智能配電房監控物聯網系統應對當前高速公路管理新需求十分必要。

一、系統組成

（一）物聯網技術

所謂物聯網指通過射頻識別（ＲＦＩＤ）、紅外感應器、全球定位系統、激光掃描器等信息傳感設備，按照與用戶簽訂的合同，把期間需用要到的物品同整個互聯網進行連接適配，用于信息交流與交換以及定位、通訊功能，來達到對主輛等的智能識別、定位、追蹤、監控及管理的一種互聯網系統。統而言之，物聯網的主要構成包括互聯網、傳輸（感）器和信息管理系統。其應用的目標是實現對車輛等的智能識別、定位追蹤、實時監控乃至有效管理其主要工作原理是將攝入信息進行輸入和輸出，然后在中轉站完成信息的傳輸及交互，后將信息處理后并存儲至終端。主要功能見下表。

（二）高速公路智能配電房監控的基本組成

高速公路智能配電房監控通常由以下三部分組成。

1.設備機房。主要包括系統主機、磁盤陣列柜、服務器、交換機、圖像編解碼器、通信系統干線光纖數字傳輸設備（包括分插復用器、光纜配線架和數字配線架）、數字程控交換機、通信網絡管理服務器和通信網絡管理工作站等設備以及擴展機柜。

2.指揮調度。包括大屏幕投影系統、計算機系統和監控系統。

3.電源室。主要包括不間斷電源（ＵＰＳ）和電源系統的配電柜。

二、必要性分析

交通運輸行業尤其是高速公路交通領域物質條件的要求不斷增長與提高人們對高速公路交通的現實需求從快速出行到安全出行后轉變為舒適出行三合一的新要求。運用新式物聯網技術和運用智能配電房監控物聯網系統以應對時下高速公路管理的新需要十分必要：目前我國新型智能監控物聯網系統能有效規避傳統電力自動化監控系統固有的諸如對供電系統的保養和維護工作的困難，自動化運行的程度較低，并且難以高效的對潛在安全隱患進行排查等問題，因而新型智能監控物聯網系統的引進和應用相比傳統的系統而言具有一定的優越性。

同時，又隨著科技的迅猛發展，高速公路的監控技術與方式有了長足進步，體現在技術的沿用和監控方式漸趨多樣化。技術體現在監控系統日趨數字化、智能化和信息化。監控方式多樣化體現在實時具體的數字影像取代了往昔的模擬播報并且以大屏幕顯示和實時攝像方式顯現。這種技術和多樣化的監控方式（尤其是高清視頻監控形式）對傳統監控系統進行了革新，現在的高清視頻監控系統，已經逐步成為收費監控系統、車牌及卡號查詢系統、數據分發系統、數據查詢系統、報警管理系統、圖像稽查系統不可或缺的重要基礎。傳統不清晰和不高清的監控模式徹底顛覆，迎來了高速公路監控技術的高速發展黃金期，亦使高速空路監控技術向智能化、信息化、數字化方向大步挺進并持續不斷發展。因而，運用新式高速公路智能配電房監控物聯網系統十分必要。

三、設計要求

高速公路智能物聯網監控系統的設計遵循高速公路監控系統的整體需要，并且結合現有復雜和全面的高速公路監控需求和實際狀況出發，具備以下五個基本原則。

1.可行性。首當是對于技術的選擇和高新設備的調查、考量與沿用。這時從整個監控系統的合理性以及安全性出發，不僅要對于所選技術和所用設備進行整體評估，而且還需要對相應技術和設備進行信息收錄乃至備份，為日后的復檢、復用、維護和維修工作奠定堅實物質基礎。

2.完善性。這時對于智能物聯網監控系統的實際功能而提出的要求，需要整個物聯網系統擁有完備和完整、涵蓋現實高速公路交通管理和運營工作需要的功能，包括信息的收錄、更改、計算、分析、總結、檢錄以及打印等功能。

3.可更改性。這是對于物聯網監控系統的程序而言的，要求其程序的設計呈單一功能的模塊化，同時保證模塊化的程序預留一部分空間，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，為整個監控系統的完善工作而服務。

4.可操作性。對于監控系統的設計要盡可能直觀化，人性化，要做到一切為了方便人的使用而設計，同時盡量以直觀形象的圖片、圖案設計代替僵硬的文字設計界面。

5.安全性。對于整個監控系統數據的安全性要嚴格把控，盡量實現系統的分級別管理，對不同權限的分級別授予，以力求保障數據安全。

四、基本功能

高速公路物聯網監控系統主要包含以下四方面的功能。

1.長距離監控

通過在各個監控路口設置監控攝像機和大屏幕以及監視裝置，將監控地的實時全程視頻圖像等信息傳輸至相應的路段的監控終端，可以對本地監控地乃至遠程的監控地實施實時、有效的監察和監視，而終端的數據可以有效下載和保存，方便曰后進行調查、復檢和取證工作的進行，可謂一體兩用。

2.對監控信息和視頻的自主智能分析

由于高速公路各監控地的視頻和信息是全程且實時的，因而對巨量的信息和視頻圖像信息進行調取、挖掘、分析工作。而智能化物聯網監控系統有效解決了這一問題。

3.實時交通地理信息系統

實時了解交通地理信息是高速公路運行和管理的剛需。由于物聯網技術的引入，高速公路上各類的靜態和動態地理信息、地理數據以圖像化的形式反饋到監控系統終端。其涵蓋了高速公路及其周邊的種種環境信息，包括但不限于：路段概況、加油站、服務區、收費站等靜態的地理信息，乃至高速公路上的施工信息、車輛通信狀況、事故及事故地點信息、交通管制概況以及天氣因素等動態地理信息。在即時反應和實時推送信息的基礎上，還能提供具體的通行車輛概況等情況的具體計算數據及分析，便利了高速公路監控運行與管理工作，同時也提升了其工作效率。

4.與物聯網相結合的智能監控

物聯網技術在高速公路智能監控系統的具體應用體現在：在高速公路上，不僅可以彳夬速準確和實時獲取相應路段的具體高速公路交通信息和視頻信息，為交通管理和運營乃至交通信息服務提供強大數據支持（包括路況、車道概況等實時信息），而且運用在高速公路收費站時，能夠有效提升收費站系統的工作效率和工作質量。一方面，可以實現代收費車輛較短時間的停運甚至達到不停車收費；另一方面，ＲＦＩＤ技術的引用有效提高收費效率和收費站車輛的通行能力。

五、應用要求

1.設立專業人員和專屬機構

目前我國高速公路管理和運營方面主要有以下三個問題。

（1）管理問題。高速公路發展總體呈多樣化趨勢，具有復雜性特征，總體上秉持著一個管一個路段。但由于路段繁多且復雜，對于應急事件的處理，各難以展開有效溝通交流乃至合作。

（2）信息發放的即時性問題。由于渠道和平臺等問題的限制，導致公眾無法實時、準確獲取有效高速公路的真實和全面的路況等信息。

（3）監控信息的規范化收錄和處理問題。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控方式導致的。因而，針對這一

問題，設置相應的專門監控崗位，招納相應的、專業的高速公路監控人才，并且設置行之有效的專屬管理結構和部門。盡管目前已有新式技術解放了對于監控信息的處理與收納，但仍然需要對已處理和已收錄的信息進行存儲等工作，這是日后其他工作的基礎和基本要求。

2.有效協調管理，對標現實需要

雖然目前正在大力引入和沿用高新物聯網監控技術，但我們首要的目標仍然是要完善整個高速公路監控系統體系。對于高速公路管理系統而言，要綜合考量高速公路的整體布局、高速公路建設的整體情況和運營中的高速公路的概況信息，適時調整和管理使得這些部分形成一個健康的整體；對于收費系統而言，要引用新型智能收費技術和智能車牌識別系統，在有效提升收費效率和收費質量的基礎上，對已有技術進行審視和革新，力求達到新時期的高速公路交通收費需求；對于監控系統而言，在引入高新技術和設備的同時，還要結合實際，具體考察時下高速公路網絡，及時發現其存在的問題和安全隱患乃至監控系統的問題，在及時反饋的同時還應綜合分析，迅速有效地處理，將監控工作和現實需要對標。

3.完善高速公路監控體系并逐步推廣

這是基于目前高速公路監控系統的現狀以及未來而言的，隨著科學技術突飛猛進，各種高新技術和高新設備層出不窮。因而以開放新觀念和思維對待高新技術，不能只拘泥于現有的新式高速公路智能配電房物聯網監控系統的引入和沿用，還要在新技術的創新上和接納上秉持開放性觀念，要有創新技術的思維和訴求。更重要的是，對于已經沿用了新式物聯網監控技術的地區要加以示范，積極鞭策未沿用地區革新傳統落后的監控技術，并激勵其沿用后進行積極推廣，為促進我國整體高速公路建設與發展提供動力支持和技術支撐。

六、安科瑞配電室環境監控系統

1.概述

配電室綜合監控系統包括智能監控系統屏、通訊管理機、UPS電源、視頻監控子系統（云臺球機、槍機）、環境監測子系統（溫度、濕度、水浸、煙感）、控制子系統（燈光、空調、除濕機、風機、水泵）、門禁監控子系統（讀卡器、開門按鈕、磁力鎖）、安防監控子系統（雙鑒檢測器）。

2.應用場所

適用于軌道交通，工業，建筑，學校，商業綜合體等35kV及以下用戶端供配電自動化系統工程設計、施工和運行維護。

3.系統結構

4.系統功能

4.1實時監測

能夠顯示配電室設備的運行狀態，實時監測配電室環境參數信息，實時顯示有關故障、告警等信息。

4.2數據查詢

在人機界面中，可以直接查看配電室中各個設備的運行數據。

4.3曲線查詢

可以直接查看各電參量曲線。

4.4運行報表

查詢配電室內設備的運行數據報表。

4.5實時告警

具有實時告警功能，系統能夠對配電室溫度、濕度、有害氣體、設備故障或通信故障等事件發出告警。

4.6歷史事件查詢

能夠對產生的所有事件記錄進行存儲和管理，方便用戶對系統事件和進行歷史追溯、查詢統計、事故分析。

4.7用戶權限管理

設置了用戶權限管理功能，可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限。

4.8網絡拓撲圖

支持實時監視并診斷各設備的通訊狀態，能夠完整的顯示整個系統網絡結構。

4.9遙控功能

可以對整個配電系統范圍內的設備進行遠程遙控操作。

5.系統硬件配置

名稱	型號	圖片	功能
系統	ACREL-2000E		Acrel-2000E配電室綜合監控系統，可實現開關柜運行監控、高壓開關柜帶電顯示、母線及電纜測溫監測、環境溫濕度監測、有害氣體監測、安防監控，可對燈光、風機、除濕機、空調控制等設備進行聯動控制。實現動力環境各數據的檢測與設備控制，優化動力環境，避免運行環境的失控導致配電設備運行故障，保證維護人員安全，延長設備使用壽命，實現配電動力環境的分布式遠程管理。
智能通信管理機	Anet-2E4SM		通用網關，2路網口，4路RS485，可選配1路LORA，帶電告警功能，支持485，4G從模塊擴展。
主機	Acrel-2000E/A		數據采集、狀態監測、設備控制、報警事件記錄查詢，可以根據采集到的設備數據或狀態聯動啟動風機、聲光報警器、空調、水泵等設備。
	Acrel-2000E/B		參數設置、通信管理、圖形繪制、狀態監測、設備控制、視頻監控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。
	Acrel-2000E/M		參數設置、通信管理、圖形繪制、狀態監測、設備控制、視頻監控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝。
	Acrel-2000E/G		參數設置、通信管理、圖形繪制、狀態監測、設備控制、視頻監控和回放、報警事件記錄查詢、報警圖片和視頻查詢功能。立柜式安裝
環境監測硬件	RS-WS-NO1-8		用于配電房溫度和濕度。工作電源：AC/DC 85～265V工作溫度：-40.0℃～99.9℃工作濕度：0%RH～99%RH
	BRJ-307		光電式煙霧傳感;電源正極（DC 12V）：+12V，繼電器輸出：常開觸點
	RS-SJ-N01R01-2		接觸式水浸傳感器，監測變電所、電纜溝、控制室等場所積水情況，工作電源：DC 10-30V工作溫度：-20℃~+60℃工作濕度：0%RH~80%RH響應時間：1s繼電器輸出：常開觸點
環境監測硬件	T35-II-5.6		風量4800，帶溫控器，帶消聲段，電機變頻
	AT8002		常開型；感應距離：30-50mm材質：鋅合金，銀灰色電度干接點輸出
	DS-2DC6120BY-A		視頻監控
	ARTU-KJ8		8路開關量輸入,8路繼電器輸出

參考文獻：

陳錦鴻.高速公路智能配電房監控物聯網系統應用淺析[J].中國交通信息化，2020（8）.

韋永浩.高速公路智能配電房監控物聯網系統應用.

安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.05版.

作者簡介：
徐悅，女，現任職于安科瑞電氣股份有限公司。手機：18702111076（微信同號），QQ：2885206556
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審核編輯 黃宇