机电一体化技术在公路工程中的应用

机电一体化技术在公路工程中的应用

彭年华

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摘要：公路工程是指公路构造物的勘察、测量、设计、施工、养护、管理等工作。由于以上工作繁杂、需反复操作，造成劳动量较大，亟需省时省力、可重复化操作的设备来代替。而机电一体化技术的应用， 将会是未来公路工程发展的趋势。这不仅减少了财政重复支出上的资本，也有助于公路工程的快速高效运作。将对机电一体化的概念、意义以及在公路工程中的应用做一探讨。

关键词：机电一体化；公路工程；应用措施；高效

1 公路工程机电一体化

机电一体化从字面上理解就是电气和机械统一在一个系统 上的新型的工业生产模式。随着计算机控制技术和电气控制技 术的结合，机电一体化已经从传统即“机械自动化”模式中走出，进入了智能化、电子自动化的时代。机电一体化的发展使得流程化的作业技术推广到了工程机械上，利用机电一体化的技术移植，将多种作业功能不同设备组合在一起，从而构建公路施工的移动的“流水线”，这也是机电一体化在工程施工方面的重要贡献。

2 机电一体化技术在公路工程中的应用

2.1 以传感器系统为主的监控系统应用

智能化技术的不断延展，处理器速度的提高以及微机高性能化，智能控制算法的集成与传感器系统的智能化，都有力地推动着机电一体化产品向着智能化 的方向发展。机电一体化在传感器系统智能化上的发展，为监控系统的进步提供了重要的技术资源。在公路监控系统里，一般分为外场及内部，而在总体上又分为监控站、监控分中心及监控总中心。总体架构又以视频监控系统建设为基础，主要分为前端电视监控系统、专用网络传输系统、指挥监控系统等5大部分， 都通过传感器系统在智能化上的深入不断提高。在以前，人为的监控管控容易出现纰漏，无法有效捕捉隐患。机电一体化在公路监控系统上的应用，以高性能的处理器及高质量的微机为基础，提高监控和信息处理、报警系统的敏感度和精准度，一旦有问题发生，工作异常，监控系统就会通过预警传递给控制人员，迅速遏制住隐患的源头。

2.2 机电一体化的智能化应用

机械智能化，指的是对机械制造的整个周期内，无需人类逐一设计，而是由智能系统自行作出决断，以高精准度的计算速度执行，以此来提高总体的生产效率以及生产质量。机电一体化朝着智能化的方向发展，能够在公路工程的施工上不断通过计算调整来适应复杂多变的工况作业，在勘察、测量、设计、施工、养护、管理等工作展开智能化的工序，为公路工程的构造提供更为便利的服务性技术。对于气候、地形、 土质、运输、场地的因素影响，机电一体化的智能化 能够更好地规避，减少不必要的因素影响而产生的各 种损耗。而在路基的夯实上，机电一体化的实施也能 够更加精准地划分好路基的路况，根据大数据计算出合适的方案。在排水系统上，也能通过智能化上的改善不断优化排水系统，从总体上改善排水系统受各种因素影响而不利的地方。在设备调控上，对于各种辅助作业的机械与设备可实现微操上的精准调控，对于设备后期的处理和保护都起到了重要的作用。

3.3机电一体化的绿色化应用

机电一体化的绿色化，能够最大限度减少对生态环境的影响。降低能源的损耗，提高能源的利用率，让未来的机电一体化朝着节能环保的方向发展。机电一体化的智能化、模块化、自动化使用，都对资源的节约起到了很大的作用。只用少量的智能化计算，就 可以实现大量的工程计算，简化了计算过程，也提高了计算效率。用精密的计算推动工程的发展，机电一体化的绿色化应用，减少对环境的破坏，也最大程度上保护了环境本身。高效率的机械作业，降低了不必要的损耗度，不仅是机械本身的损耗，也是能源上的损耗。并且，机电设备应用于网络化控制体系，也为控制流程的最优化提供了可实现的可能性，让机电设备本身的损耗率降低，同样也为绿色环境的改善提供了有力的条件。

4 机电一体化技术在公路工程中的具体应用

4.1 在高速公路通信系统中的应用

随着中国信息化建设的不断加快，在进行高速公路的现代化建设过程中，不断地向智能化、信息化、 高效化发展。机电一体化技术在高速公路的建设过程中逐渐被深入应用，具体的应用范围包括通信系统、电子缴费系统、供电系统以及监控系统等。其中最主要的应用环境就是通信系统中的应用，机电一体化在这过程中作为一种主流技术参与高速公路网络通信的建设。通过信息传送以及网络传递体系的构建，将高速公路的各个子系统，也就是信息处理中心、道路安全管理部门、缴费系统、监控系统、供电照明系统等进行连接和信息传递。最大程度上提高中国交管部门对高速公路整体运行状况的管理和干预，大大提高了道路交通工程设施的运行效率和稳定性。可以说，通信系统是机电一体化技术应用的主流环境，将高速公路工程设施运行的实际情况通过数字信息化处理和信息传送实时传递。真正意义上实现中国高速公路数据资料的数字化处理，提高人们日常通行的安全性和可靠性。

4.2 在高速公路电子缴费系统中的应用

随着中国基础建设能力的不断提高，高速公路的总里程数和规模越来越大。因此，交通设施体系也在不断地进行完善升级。越来越多的人们在出行方式上选择高速公路，尤其是近年来私有车辆规模的不断扩大，极大地增加了中国高速公路的运行压力。为促进 中国高速公路的正常运营，并进一步提高运营效率，必须要在交通工程设施中实行电子缴费。目前中国大多数高速公路都需要进行缴费，以半自动化收费和电子收费为主。汽车数量的不断增加，增大了中国高速公路的运行压力。半自动化的收费方式仍然需要人工进行干预，这无疑增加了时间成本和人力成本，在节假日等高峰期极容易造成堵塞以及交通事故的发生。为保证中国高速公路的正常运行以及缴费工作的高效率开展，将机电一体化技术在高速公路的缴费工作中应用开来，目前电子缴费系统已经逐渐取代了泛自动化的收费系统。相关部门可以通过高速公路各个路段的监控系统以及通信系统，准确地对高速公路用户总里程进行详细的记录和数据展示。在缴费的方式上也更加多样化，除去可以通过纸币缴费之外，还可以通过第三方支付平台以及网络缴费系统进行缴费，取代了传统人工的缴费模式，最大程度上提高了中国高速公路的运行效率。

4.3 在高速公路照明供电系统中的应用

照明供电系统是中国进行现代化高速公路建设过程中必不可少的重要组成部分，尤其是中国目前运输压力正以极快的速度上升。高速公路在夜间的车流量逐年递增。高速公路工程的建设拉近了各个地区的经济距离，促进了不同地区的综合发展和文化交流，但也增大了高速公路的交通安全隐患，夜间交通事故的发生率也逐渐上升。为了进一步提高高速公路夜间行 车的安全性和便利性，通过机电一体化技术将照明供电系统进行进一步的完善，加强监控系统、消防设施、 通风以及照明等基础设施的建设和完善。同时，为了更好地提高高速公路夜间应急处理能力，必须建立完善可行的网络信息管理体系，采用目前最先进的供电系统，促进夜间供电的稳定运行。

结束语:

机电一体化在公路工程的应用前景无疑是宽广的。随着科学技术时代的发展，高新技术随着大数据时代的到来而得到进一步提升，方便人们生活的同时，也为各种工程的展开提供了技术上的稳固帮助。机电一体化的高效化、智能化、自动化、模块化、绿色化，提高了公路工程的总体质量，也为作业本身减少了很多不稳定因素的阻力。随着工程的大量实施，机电一体化在工程方面的作业将会不断地被普遍推广并运用，占据技术时代的全自动化优势。

参考文献：

［1］邱民.高速公路改扩建机电工程施工管理的难点及对应策略［J］.西部交通科技，2020（8）：51-53.

［2］刘光雄.高速公路机电设备二维码标识应用研究［J］.福建交通科技，2020（1）：135-139.