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摘要：二十一世纪新时代的发展，加快了我国高速公路工程的建设，同时也促进了我国高速公路交通机电工程的发展。随着数量的增加以及工程规模的加大，对高速公路的质量要求也逐渐增高。虽然，我国高速公路交通机电工程得到了快速的发展以及取得一定的成效，但依旧存在着问题急需解决。本文将对工控机在高速公路交通机电工程中的现状与展望进行分析。
关键词：工控机；高速公路；交通机电工程；现状；展望
前言：国家经济迅速发展，科学技术水平也大幅度的提升，国家政府对交通事业的发展给予高度的重视以及大量资金的投入，这些现象的出现无疑加快了我国高速公路交通机电工程的发展，促使公路交通设施的发展速度在世界上是首屈一指的。因此，浅析工控机在高速公路交通机电工程中的现象以及发展前景是很有必要的。
一、公路交通机电工程简述
公路交通机电工程的组成部分有以下四点：
1、监控系统
监控系统是实现高速公路大流量、快速和安全的指挥调度系统，它是根据交通流、气候、路况及随时发生的意外情况，对车流进行适时指挥。尤其是意外情况，会不同程度地对交通状况产生影响。如由于交通事故、车辆故障、道路维修以及恶劣天气等造成的局部交通阻塞，甚至引发二次交通事故，因此必须及时地采用先进的、自动化程度较高的监控系统设备来检测、发现、疏导和处理这些异常事件，保证高速公路的安全和畅通。高速公路监控系统由信息采集子系统、信息处理子系统、信息发布子系统和信息传输子系统组成。
2、道路的通讯系统
通信系统为高速公路的管理、监控、收费和图象信息的传输提供不间断地通信保障，是管理人员及时掌握路况，利用集群调度和专网电话作出快速反应，保证救援工作及时有效地进行，确保高速公路安全畅通的重要基础建设。主要由光纤数字传输系统、程控用户交换系统、集群移动通信系统、紧急电话系统、网管系统、通信电源系统等六个子系统组成高速公路的调度和管理网络系统。
3、收费站的收费系统
通过对所管辖段的车流量、汽车类型及收费情况，进行实时的科学统计、分析及数据备份，并对收费广场、车道进行监控，及时处理站区内发生的紧急或异常情况。车道收费系统是对进出口车道的车辆进行收费或发卡，将收费数据实时的存入收费站的管理服务器，在车道本系统内控制通行信号灯、雨棚信号灯、电动栏杆、车道检测器及报警系统。对冲卡车辆，系统可以抓拍冲卡车辆的外形、车号，并自动发出报警信息通知值班人员，以便及时采取响应的处理措施，维持通道的正常秩序。
目前，主要有条码、磁卡、非接触式IC卡以及不停车收费等几种收费方式。收费系统的建立与使用，将使高速公路通行费的征收工作更加科学化、现代化，同时也更能体现出高速公路方便、快捷、安全的优点。
4、供、配电系统。
该系统包括10KV高压供电线路与自备发电机组构成的供电系统；为设备正常运行提供稳定、可靠电源的低压配电子系统；以及由高杆灯、广场灯、匝道灯、草坪灯和庭院灯所组成的为驾驶员提供良好视觉条件的照明子系统。
上述四个重要的系统并非是独立存在的，它们之间相互配合，形成一套完善的公路交通机电系统，对公路交通安全稳定的运行具有至关重要的意义。这四部分的大部分设备是由工业控制计算机和各种接口卡板构成的。虽然经过十几年的发展和更新换代，这些设备有了很大的发展，但是这些设备还是有些方面不能适应公路交通的发展，对公路交通的运营管理带来了很大的障碍，使交通秩序受到一定程度的影响。这已经成为交通机电工程中需要尽快解决的问题，也是交通机电工程下一步发展需要面临的问题。
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二、分析工程中工控机在高速公路交通机电工程中应用现状
虽然经过多年的发展，中国的交通机电设施得到了很大的发展，也在不断地改进和完善，但是存在如下的一些问题：
1、扩展和接口问题
交通机电工程的外接设备非常多，需要很多的接口，当当前的系统需要拓展新的功能需求时（多个USB接口，网络接口，串口和打印机接口），很显然，设备本身的接口满足不了外接设备的需求，这时就必须要占用有限的设备插口，需要增加新的接口进行扩展，这样就会增加设备成本，而且还会增加设备的耗电量。
2、能耗及体积问题
众所周知，工业控制计算机设备耗电量比较大，对于电源的功率和稳定性都要求非常的高。在全社会都在提倡环保节能的情况下，这种耗能大的设备显然是不合适的。特别是当供电系统发生故障，电力供应中断时，这时工业控制计算机设备耗能特别大的缺点就暴露无遗了。很难找到相应的高质量大功率的稳定电源来供电，所以会导致公路交通机电系统的暂时瘫痪，这样就影响到了整个高速公路的交通控制与管理，对整个高速公路上的交通秩序造成了很大的影响。再一个就是收费站岗亭的空间有限，当放上这么一个体积庞大的机器之后，里面的空间就更加的狭小，占用了放置其他重要物资的空间。
3、使用寿命和环境问题
工业控制计算机的受用寿命比较长，寿命长并不意味着机器能够一直稳定的工作。在工业控制计算机使用后期，机器的稳定性和可靠性会大幅度降低，时常会出一些故障。工控机设备能够适应各种各样的环境，但是噪音比较严重，对环境会造成很大的噪声污染，在环保越来越重要的今天，这是一个必须要考虑到的问题。
4、建设及运营问题
工业控制计算机是公路交通机电系统的核心，需要耗费大量的人力和时间进行安装，劳动强度非常大，需要的投资比较大，而且建成后运营花费也比较高。
5、后期维护问题
经过对机器使用过程中使用规律的统计，随着机器使用时间的延长，其维护费用也逐年的升高，而且维护费用增长速度越来越快，到了后期，维护费用就是一笔很大的支出。而且等到设备报废之后需要巨大的投资来进行设备的更换。
三、工控机在高速公路机电工程中的展望
因为以工程控制计算机为核心的道路机电系统存在的缺点，所以想要提高道路的服务水平，必须要应用新的技术进行道路机电工程的革新。嵌入式技术走进了公路交通工程技术人员的视线。嵌入式系统以应用为中心，技术基础是现代计算机技术。与普通的工程控制计算机系统相比，嵌入式系统具有以下特点：
1、嵌入式系统的功耗比较低，体积要比工控机系统小很多，而且集成度很高，将原来的卡板功能集中在芯片之中，所以嵌入式系统体系非常小。而且功耗都比较低，而且便于移动，能够联网。
2、嵌入式系统是将半导体技术、先进的计算机技术和电子技术与其他行业相结合制造出来的系统，是具有技术密集性、分散度比较高的集成系统。
3、嵌入式系统深度结合了具体的应用，具有较强的应用性与市场竞争力，使用周期也比较长。
4、嵌入式系统的软件都是储存在芯片之中的，不需要再从硬盘之中周转，这样就大大提高了系统的运行速度和系统的可靠性。
5、嵌入式系统对于实时任务具有很强的支持能力，能完成多任务并且有较短的中断响应时间，从而使内部代码和实时内核的执行时间减少到最低限度。
6、嵌入式微处理器的低功耗特点，尤其是用于便携式的无线及移动通信设备中，在电池供电的嵌入式系统中，更显示出它无与伦比的特色。
综上所述，嵌入式系统正以其稳定、安全、可靠、体积小的特点，势将在道路交通机电设备中得到广泛应用。
结束语：
综上所述，我国当前在高速公路交通机电工程方面已经取得相应的成效，但是依旧存在着不足之处急需解决。因此，在未来的发展中，相关部分必须对该问题给予高度的重视，尽快制定出科学的、合理的规范，加快智能交通系统统一化发展，提高我国高速公路机电水平。
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[2]韩卫平；浅谈工控机在高速公路交通机电工程中的现状与展望；电子世界；2013（18）
[3]王平；论工控机在高速公路交通机电工程中的现状与展望；黑龙江交通科技；2015（07）
论文作者:张靖
论文发表刊物:《基层建设》2015年29期
论文发表时间:2016/9/19
标签：系统论文; 机电工程论文; 公路交通论文; 高速公路论文; 设备论文; 子系统论文; 嵌入式系统论文; 《基层建设》2015年29期论文;