机电工程复习要点.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流机电工程复习要点.精品文档.01 绪论高速公路定义：我国交通部“公路工程技术标准”规定，高速公路是指“能适应年平均昼夜小客车交通量为25000辆以上，专供汽车分道高速行驶并全部控制出入的公路”。高速公路特点行车速度快、通行能力大。l 一般高速公路行车速度在120km/h以上。一条车道每小时可通过1000辆中型车，比一般公路高出34倍。l 在美国高速公路仅占公路总里程的1.1%，却承担全国公路运输任务的19%， 物资周转快、经济效益高 。l 运距在300km以内，使用大吨位车辆运输，无论从时间或经济角度考虑，均优于铁路和普通公路运输。虽然高速公

2、路的投资大，但是综合经济效益也大，能促进了沿路地区的经济发展，其投资一般在57年内收回。如我国的广佛高速公路，其投资费用回收期不到6年。 交通事故少、安全舒适好 l 严格的管理系统，采用先进的自动化交通监控手段和完善的交通设施，全封闭、全立交，无横向干扰，因此交通事故大幅度地下降。l 高速公路具有完备的交通安全设施、管理设施和服务设施，且道路线性好，路况佳，服务质量好、排除了混合交通，行车安全舒适性高。 高速公路组成 高速公路交通运输是一个综合系统，由公路交通设施、车辆和人组成。公路交通设施由道路设施和交通工程设施两大部分组成；交通工程设施包含机电系统、安全、服务设施、交通标志与标线等。机电系

3、统6个子系统：监控、收费、通信、照明、供配电和隧道安全运行保障子系统机电系统定义 机电系统是在机构的主功能、动力功能、信息处理功能和控制功能上引进了电子技术，并将机械装置和电子设备以及软件等有机结合起来构成系统。 机电系统五大要素 1、动力 2、传感器 3、机械结构 4、执行机构 5、 计算机 02 监控系统交通监控是对高速公路交通流运行状态及其交通设施和交通环境的监测（视）与控制。由现场监控站和各级监控中心组成监控系统，是实现高速公路运行管理的主要手段。监控系统基本功能要求5R（Real-time） 实时采集 实时处理 实时分析 实时预测 实时控制交通监控系统的意义和目标l 对高速公路交通流

4、运行状态及交通设施和交通环境的监测。l 对高速公路交通流行为的控制。 l 监控系统的目的是保证行车“ 安全 ” 和 “ 畅通 ”，在此基础上再实现高速、环境保护等其他目标。 （监控系统目标，或者，最大行车安全、道路通畅、交通设施状态完好、其他优化目标如用户总旅行时间最小对环境污染最小等）交通监控功能图 闭环可控，注意其输入输出、干扰、控制对象、控制器交通流特性l 易变 干扰容易激发状态变化。如一辆车驾驶失误，可引起后随车辆车速和车间距离出现很大改变。l 变化幅度大 沿高速公路不同路段呵不同时间，交通流的状态可能相差很大。l 随机性 状态变化无法准确预测，但是具有一定的特征性倾向。描述这种变化特

5、征的物理量服从一定条件下的统计规律，可用统计方法研究其分布特性。P15 交通流状态交通流状态可分为稳态和动态两类。前者指不考虑各参数随时间的变化，只沿公路长度方向有不同分布；后者则既随空间也随时间变化。交通流状态可按不同方法对其分类，对监控而言，可分为两类：1、 流动（流动可分为通畅和拥挤两种，通畅流动又可细分为自由流和稳定流两种）2、 停车排队等待 自由流和稳定流属于连续流，拥挤流是一种不稳定流。干扰组成：气象环境 道路环境 交通环境交通流变化主要因素是干扰。需要采集的信息按性质可分为：数据、图像、语音三种类型。从信息所反映的功能可归属为：交通流、环境干扰、设备状态三大类。(P32页表2-8

6、)中值滤波中值滤波是一种非线性信号处理方法，与其对应的中值滤波器也就是一种非线性滤波器。原理：中值滤波就是用一个奇数点的移动窗口， 将窗口中心点的值用窗口内各点的中值代替。假设窗口内有五点，其值为80、 90、 200、 110和120， 那么此窗口内各点的中值即为110。高速公路监控的特点l 监控对象复杂l 监控系统复杂l 监控手段多样l 人的特殊作用检测设备 环形线圈、超声检测器、红外检测器、微波交通检测器、视频车辆检测器、车辆磁印象检测器各设备工作原理及特点：1环形线圈目前，高速公路检测交通流状态用的最多的传感器件是环形线圈。它可以检测交通量、车速、占有率、车头时距、车长和车辆存在等多个

7、项目。环形线圈的特点l 适应性强。可改变线圈形状，适应不同的需要。l 检测精度高。检出率90%以上。l 抗干扰能力强。l 使用寿命长。10年l 施工要求高。l 破坏路面，维修和更换需封闭车道。2红外检测器主动式：将红外光发射器和接收器对中，水平安装在车道两旁。无车时，接收器接收细束线状红外光，车辆通过时，遮断光束，接收器无输出。通/断的转换即是对车辆的检测信号。 被动式(p54)：在路面相隔一定距离的地方，以特种涂料画出两个明显的区域，使他们在给定的环境温度下，辐射出比较稳定的能量。并安装好红外接受器。无车时，接收器分别感受两个特定区域的辐射能量，有车时，感受车辆的能量。红外检测器特点l 抗干

8、扰性强。l 路面温度变化对检测精度无影响。l 静态检测和动态检测。l 工作环境：-40度70度，湿度95%。3 车辆磁映像检测器磁映像检测器利用车辆通过时对地磁场的影响，检测车辆交通参数。它利用高灵敏度的磁材料，将地磁磁通线集中约束在比较小的空间，当车辆停驻、慢速接近或通过时，被约束的磁力线发生形变，产生原始信号，经处理输出一个随时间变化的曲线，从而检测出交通量、速度、车头时距、车场以及路面状况等信息。车辆磁印象检测器特点：检测器体积小、质量轻、安装不许破坏路面，直接平放于路面，加一薄保护罩即可工作；检测数据可先储存后处理，也可计算机现场实时处理，很适合做交通调查等科研使用。4 视频车辆检测器

9、l 视频车辆检测器是运用视频图像处理和计算机图形识别技术的检测器，可进行高效益的广域视频监视并现场实时采集各种交通参数。l 在需要检测的路段，安装一台或多台数字式摄像机，将一定范围的交通图像，经过图像处理软件分析处理，可得到交通量、平均车速、占有率、车头间距和排队长度等参数。视频车辆检测器特点l 功能强大。 （图像直观，软件控制，便于升级。）l 多车道检测。 （6条车道/台摄像机）l 使用方便。 （不破坏路面，不封闭车道。）l 受环境影响干扰。 （受恶劣气候影响，夜间需辅助照明。）5 微波交通检测器微波检测器向检测区发射小功率以不同中心频率连续调制微波，中心频率大于10GHz（波长约3cm），

10、带宽45MHz，进行分区扫描，获得被测物的反射回波。检测器最多可检测八个车道的交通量、平均车速、占有率、按长度划分的车型和排队长度等参数。组成：微波发射探头、微波接收探头、控制器、调制解调器和电源。安装方式：前视安装和俯视安装。微波交通检测器特点l 多车道检测。l 全天候工作。 不受风、雨、雾、雪的影响。l 使用方便。 不破坏路面l 检测精度高。 正确率90%l 漏检率低。 2%左右6 超声检测器超声检测器由波束发射器、接收器和时控电路组成。发射器和接收器主要用于波束的发射与接收，时控电路主要控制发射间隔，并计算发射接受时间差。将检测到的时间差与正常值进行比较，从而得出结果。超声检测器可对车速

11、、时间占有率、交通量等变量做出检测。超声检测器特点l 优点：1、价格便宜。2、安装方便。3、使用寿命长。l 缺点：1、 检测精度不高。 2、 抗干扰能力不强。闭路电视交通监视系统（CCTV）功能： 1. 获取实时的交通图像。2 与信息技术相结合，自动检测交通参数和交通事件。CCTV系统组成=前端设备+后端设备前端设备：摄像机，镜头，云台，防护罩，解码器。后端设备：监视器，视频控制切换器，视频分割切换器，视频矩阵，硬盘录像机。l 摄像头：l 1、照度，普通(2-3Lx)，微光(0.1-0.5Lx)。l 2、CCD的尺寸1/21/3寸。l 3、云台：采用控制水平、竖直自由度的步进电机。串口通讯。l

12、 4、解码器：对远端的控制信号进行解码，并对云台、镜头，除雾等控制。03 通信系统公路专用通信的系统构成l 光缆系统（主干线）l 紧急电话系统l 移动通信系统l 微波通信系统l 卫星通信系统高速公路通信特点l 专用性强 通信对象主要针对公路管理部门和公路沿线行驶客户l 信号类型复杂类型：语音、图像、控制信息、GPS定位信息等要求：图像和语音的实时性、控制指令和报警信号的可靠性、收费数据的连续性。l 通信方式繁多 光缆通信、程控电话、移动通信、卫星通信等。l 计算机直接参与公路通信。l 可靠传输。 全天候24小时不间断工作l 通信里程受限。 属小型通信系统，通信里程50400km。终端不超过10

13、00个。l 严格的分级管理体制。在各管理分中心建有通信分中心，为保证长距离信号的有效传输，可设立中继站。高速公路为什么是专用通信系统？ 高速公路管理需要将多种信号沿公路传输和交换，通信成为高速公路管理、监控、收费不可缺少的工具。为了保证通信的高可用性，高速公路建有专用通信系统。高速公路普遍建造专用通信网的另一个原因是在道路修建时预设通信管道，可节省通信建设投资。通信系统定义：实现信息传递所需的一切技术设备和传输媒质的总和。组成：信源、信宿、传输介质（信道）和接收设备、发送设备。l 信源 消息的产生地，其作用是把各种消息转换成原始电信号，称之为消息信号或基带信号。l 信道 传输信号的物理媒质。l

14、 无线信道:大气（自由空间）。l 有线信道:电缆或光纤。l 信宿 传输信息的归宿点。作用:将复原的原始信号转换成相应的消息。l 噪声源l 不是人为加入的设备，而是通信系统中各种设备以及信道中所固有的。l 噪声的来源是多样的，它可分为内部噪声和外部噪声，而且外部噪声往往是从信道引入的.l 为了分析方便，把噪声源视为各处噪声的集中表现而抽象加入到信道。 信息：信息可以是语音、图像、文字和数据等，由模拟和数字两类信号表示。 凡幅度可连续取值的为模拟信号，信号只在有些时间区间才出现，幅度也只能用有限个数量近似表示的为数字信号。模拟通信的主要特点l 抗干扰能力差。l 不易于保密通信。l 设备不易于大规模

15、集成。l 不适应飞速发展计算机通信的要求。l 简单、易于实现。数字通信优点：l 抗干扰能力强；l 差错可控；l 易于与各种数字终端连接；l 易于集成化；l 易于加密处理。 数字通信不足： 占用带宽大； 需要同步。有线信道1. 对称电缆（双绞线）l 在同一保护套内有多对相互绝缘的双导线的传输媒质。l 导线材料是铝或铜， 直径为0.41.4 mm。l 为了减小各线对之间的相互干扰，每一对线都拧成扭绞状。l 类型： 非屏蔽（UTP）和屏蔽（STP）l 特点l 电缆的传输损耗比较大。l 传输特性比较稳定。l 价格便宜。l 安装容易。l 用途 主要用于市内交通信息中继线路。l STP与UTP的区别 特性

16、相同，由于加入了屏蔽措施，对噪声有更好的屏蔽作用，但是其价格要昂贵一些。 2. 同轴电缆 l 由同轴的两个导体构成，外导体是圆柱形的导体，内导体是金属线，它们之间填充绝缘介质。l 实际应用中同轴电缆的外导体是接地的，对外界干扰具有较好的屏蔽作用，所以同轴电缆抗电磁干扰性能较好。l 在交通视频信息有线传输中大量采用的同轴电缆l 为了增大容量，将几根同轴电缆封装在一个大的保护套内，构成多芯同轴电缆。3.光纤 主要用于高速公路沿线设施之间的通信，为监控、收费系统的数据、传真、图像提供传输通道。l 光纤通信的特点l 传输衰减小，传输距离长。l 传输频带宽（300T），通信容量大。l 抗电磁干扰，传输质

17、量好。l 体积小、重量轻、便于施工。l 原材料丰富，节约有色金属，有利于环保。l 易碎不易接续。l 便于保密。无线信道l 1.微波通信 主要用于高速公路设施与车辆的短距离通信，如ETC、轮渡监控、运河监控。两个地面站之间传送距离：50 -100 kml 频率范围一般在几百兆赫至几十兆赫。l 在自由空间沿视距传输，不能存在阻挡。l 两点间的传输距离一般为3050 km。l 长距离通信需建立中继站。微波通信特点l 具有传输容量大。l 长途传输质量稳定。l 节约有色金属。l 投资少、维护方便。l 2.卫星中继信道 利用人造卫星作为中继站构成的通信信道，用于紧急事物处理和军事服务。主要特点l 通信容量

18、大l 传输质量稳定l 传输距离远l 覆盖区域广l 信号衰减大l 信号延迟大模拟信号数字化 （采样 量化 编码 解码）采样 将时间上连续的信号变成时间上离散信号的过程。用冲激脉冲进行理想采样，采样时间间隔均匀。量化l 用预先规定的有限个电平来表示模拟采样值的过程l 上述过程中有限个电平称为量化电平。l 注意：l 采样是把时间上连续信号变换成时间上离散的信号。l 量化是将取值连续的采样信号变成取值离散的采样值序列。编码l 把量化的电平值表示成二进制码组的过程。l 将模拟信号的经过采样、量化变换为数字信号，然后再变换成代码传输，这种方式称为脉冲编码调制(PCM)。解码l 是编码的反变换。l 采用专门

19、的编码和解码芯片。差错控制方式l 常用的分组码 1.奇偶校验码 （VRC）见P141图3-20表示成为（n，n-1）。如果是奇监督码，在附加上一个监督元以后，码长为n的码字中“1”的个数为奇数个。如果是偶监督码，在附加上一个监督元以后，码长为n的码字中“1”的个数为偶数个。2.方块校验码 （LRC） 字符位1位2位3位4位5位6位7校验位（偶）N10011100E10001011T10101001W10101111O10011111校验位（偶）100011103.循环冗余校验码 （LRC）检错思想：收发双方约定一个生成多项式G(x)（其最高阶和最低阶系数必须为1），发送方在帧的末尾加上校验和，

20、使带校验和的信息帧的多项式能被G(x)整除。接收方收到后，用G(x)除多项式，若有余数，则传输有错。 l 二进制码元的代数表示（报文多项式）l 模2多项式代数运算法则（加法=减法？）l 预备知识：XOR（异或）04 收费系统我国高速公路的特征1.投资方式多元化。 国家、地方政府、外资、社会集资、合资建设。2.道路须收费。 偿还贷款、保证投资利润、运营管理、日常维护。3.管理方多样化。 谁投资、谁管理、谁受益，管理方由不同业主组成，收费管理模式也不相同。世界各国高速公路的收费系统通常采用四种制式：开放式、封闭式、混合式和浮动式 。开放式l 1.开放式收费又称栅栏式收费或路障式收费系统。收费站建在

21、主线上，距离较长的高速公路可建多个收费站，间距一般在4060km。各个立交的出入口不再设站。车辆可以自由进出公路，高速公路对外界呈“开放”状态。l 2.不计行驶里程多少，仅按车型和车辆通过次数，一次性征收固定费额。l 3.适用范围：大中型桥梁、隧道、机场，以及里程不长、无匝道出入口或较少出入口以主线交通流为主的公路。l 优点：收费过程与历史信息无关，用户缴费方便，收费设备简单，投资少，建设周期短、人员配置少，易于管理。l 4.分类：均一式和广义开放式开放式 均一式是最简单的一种收费方式。l 其收费站一般设置在高速公路的各个匝道入口处或出口处。l 车辆只需经过一个收费站交费然后驶入高速公路。收费

22、标准仅因车种不同而不同，与行驶里程无关，且各个入口收费站都采取同一收费标准。 l 均一收费制式适合于城市近郊高速公路，此式收费制式，手续简便，效率很高，对交通影响较小。l 缺点是设站多，工作人员多，收取的费用对道路使用者不够公平。广义开放式l 用于里程较长的跨省份国道、高速公路主干道的分段收费。l 收费站的设置根据车流分布等因素确定，距离40km。l 不合理 （车辆行驶距离不同征收相同费额、未经过收费站的车辆未征收费额）封闭式l 在高速公路的起点、终点建立主线收费站，在所有立交的出、入口建立匝道收费站。车辆进入高速公路都受到控制，在高速公路内部则可以自由行驶，高速公路对外界呈“封闭”状态。l

23、封闭式收费系统根据车辆类别和行驶里程征收路费，通常都是按入口发卡、出口收费的原则来进行设计，可防止作弊，比较适合于人工式收费系统。l 但是随着交通流量的不断增大，收费口服务水平不能满足使用要求。除出现排队问题外，还会因交通网络的逐步完善和规模增大，限制了客户行车路线的自由变更，缺乏机动性。l 特点 封闭式收费的最大优点是收费合理，无漏收多收，但系统复杂，投资大，建设周期长，管理难度大。混合式收费l 开放式和封闭式两种收费方式的混合，其基本出发点是将两者的优点结合起来，形成一种新型的、简单有效的收费制式，用在中长距离的收费公路上。l 这种收费制式在主线上设一定数量的收费站，间距大于40km，在两

24、主线站之间的部分匝道设收费站。l 特点 混合收费设备简单，用户缴费也相对方便，有一定的现实作用。但是，要保证收费的基本合理，又不过多的增加用户停车缴费的次数，站的数目设置和地点，各站的收费额度都需要根据OD流进行优化。浮动式l 路费费率不固定，随时间而变化。l 高峰期费率高，低谷期费率低。l 可用于调节车流，改善交通拥挤状况。国家明文规定以下车辆可以享受免费待遇：l 高速公路营运管理车辆，如路政车，救护车，维修车等。l 执行紧急任务车辆，如消防车，救护车，警车等。l 军队牌照车辆。l 地方文件规定的特许车辆。收费方式由以下要素形成l 通行劵 l 付款方式 l 车辆分类 l 收费自动化程度付款方

25、式l 现金l 预付款（预付于高速公路管理公司）l 预付款（预付于银行）l 后付款l 免费l 冲卡1 现金 由驾驶员将现金直接交与收费员特点 操作简单。 收费设备少。 跨省行车缴费方便。2 预付款（预付于高速公路管理公司） 用户到高速公路管理公司预先交付一定数量的金额，并领取储值卡。特点：l 无需找零，提高收费车道的通行率和管理效率。l 无现金交易，减少舞弊行为。l 用户与高速公路管理公司形成资金链，不便于政府部门和业主监管。3 预付款（预付于银行） 用户在高速公路制定的委托银行建立专用账号，存储一定金额。特点：l 充分利用现有的金融系统，减少收费系统的建设投资。l 可拓展交通服务的范围。l 对

26、用户、银行、高速公路管理公司、政府有较强的透明度。4 后付款 对长期用户采用的互惠互利的付款方式。如长途客运公司，货运公司特点：l 无现金交易，减少收费服务时间，提高通过率。l 可利用为该类用户开设的快速通道，缩短行车时间。l 方便用户资金周转。6 冲卡 为逃避缴费，强行通过收费车道的违法行为。冲卡的原因 （驾驶员强行通过。收费人员有意放行。收费设备功能的缺陷。）什么是ETC系统？电子不停车收费系统是以现代通信技术、电子技术、自动控制技术、计算机和网络技术等高新技术为主导，实现车辆不停车自动收费的智能交通子系统。它通过车载电子标签与微波天线之间的专用短程通讯(Dedicated Short R

27、ange Communication，简称DSRC)，在不需要司机停车和其他收费人员采取任何操作的情况下，自动完成收费处理全过程。 特征：不停车、无人工操作、无现金交易。ETC的系统构成 已运行的电子收费系统采用的工作频率有：915MHz，2.45GHz，5.8GHz。我国无线电委员会推荐使用5.8GHz。 系统通讯方式有： 主动式：功率大，通信距离远，双工通信。 被动式：通讯距离较短，半双工通信。ETC的前台工作任务 识别车辆通行凭证 确定车辆进、出口的地址和时间 判别车型 计算通行费额 对通行车辆进行控制管理 编制收费数据文件 对冲卡车辆现场取证 与后台通讯ETC的后台工作任务 发售标示卡

28、，卡的初始化 用户补缴金额和查询 接受前台收费数据文件 交易和结算 向前台发送补交金额和黄、黑卡名单三大关键技术：车辆自动识别技术（Automatic Vehicle Identification SystemsAVI） 自动车型分类技术（Automatic Vehicle Classification Systems AVC） 违章车辆抓拍技术（Video Enforcement Systems VES） ETC的优点 对业主的益处 对用户的益处 网络化运行特点 更好的服务水平1） 更高的收费站通行能力 通行能力：1条ETC车道=35条MTC车道2） 更少的基建投入 2条ETC车道+6条MT

29、C车道14条MTC车道3） 更低的运营成本 14条MTC车道120万/年2条ETC车道+6条MTC车道60万/年4） 更好的服务水平更通畅的通行环境 更低的排放和环境污染 更便捷的付费服务 更准确的运营数据服务 ETC在运营中的问题 1）误入车辆引起ETC车道拥堵。 缓解措施交通诱导 2）ETC系统跟车干扰严重。 3）短通信区车辆通行速度低。 4）自动栏杆附近存在通信盲区。 5）恶意旁道插队逃费现象无法解决。 6）各类ETC系统间的兼容问题。2）ETC系统跟车干扰严重；跟车干扰情况：（1）前车无电子标签，后车有电子标签；（2）两辆车都安装有电子标签；（3）前车有电子标签，后车无电子标签。缓解措

30、施：（1）统一电子标签的灵敏度。（2）规范车辆电子标签的安装位置。（3）通过宣传和增加ETC车道诱导标识的手段。（4）提高ETC车道软件逻辑判断能力。区域收费公式区域收费方法：标记法、最短路径法、最长路径法、最大概率法、路网平衡法标记法l 当车辆进过道路连接点处时予以标记，以确定行驶的实际路线。l 非电子收费系统不能提供相应功能。最短路径法l 计费时采用最短路径为收费的标准。l 计算简单。l 没有考虑驾驶员选择路径是的道路、交通，气候、服务水平等影响因素。最长路径法l 计费时采用最长路径为收费的标准。l 要求驾驶员主动取得路段的标记，否则按最长路径计算征费。05 照明系统影响道路照明的因素 道

31、路特征：沿线地形，道路线性，路面状况，立交数量，桥长和航道净空。 交通流特征：路段高峰小时交通量，车型组成，最高车速。 安全要求：事故多发路段和场所。 经济效益：主车道照明器布置形式特点：？为什么要隧道照明？1.黑洞现象 （进入隧道前的视觉问题由于隧道内外的亮度差异大，从隧道外部去看，驾驶员视觉出现“黑洞现象” 。）2.适应滞后 （进入隧道后出现的视觉问题汽车由明亮的外部进入隧道以后，要经过一定时间（4-9秒）才能看清隧道内部的情况。）3.能见度变化 （隧道内部的视觉问题隧道内汽车排出的尾气无法迅速消散而形成烟雾，将车灯和照明灯具发出的光吸收和散射，降低能见度。）4.亮洞现象 （隧道出口的视觉

32、问题由于外部亮度较高，出现极强的眩光，驾驶员看不清外面道路的线型及路上的障碍物。）5.频闪效应 （1、隧道照明灯具排列不连续导致司机受到明暗变化的刺激，产生的视觉不适。 2、由于隧道内灯具安装受几何尺寸的限制，特别在灯具在安装高度偏低时，产生频闪效应，严重影响司机的视觉功能，使司机心烦意乱，危及行车安全。）隧道照明对策 洞外路段设置专用减光设施 分区短设置不同亮度洞外路段设置专用减光设施 设置减光设施（百叶天棚、锯齿墙、遮光棚、高大树木等），使隧道出入口光线缓慢变化，增加亮度过渡变化的路段长度和视觉适应时间。 适用于50-100m的隧道。分区段设置不同亮度引入段：隧道入口前的部分路面。亮度适应

33、的方法采用L20方法，在进入区的起点以驾驶员的视线为中心的20的视角范围内四周、天空及路面的平均亮度。适应段区域的长度等于刹车距离。在开始部分时亮度要求保持不变并跟外部亮度L20值和交通状况有关。后面部分可以使亮度快速下降，到结束时可以下降到初始值的40 。刹车距离是发现障碍物到刹车停止的距离，通常与车速有关。 过渡段区域亮度不断下降直到跟基本段相同为止，但亮度变化的比率不得超过1：3。基本段区域在过渡段和出口段之间，通常是隧道最长的部分。它的亮度水平要求通常决定于车速和交通状况，通常CIE设计标准如表所示。出口段照明水平由外部亮度决定，通常这一区域的长度在50m左右，亮度为基本段的5倍。如何

34、分段，哪个段最长？06 隧道安保系统隧道通风，为什么通风？在火灾情况下如何进行通风控制，无异常交通时如何进行通风控制，使系统既能为道路使用者提供满足卫生标准要求的环境条件，又能达到节约能源的目的，同时考虑设备的运转平衡。通风方式如何选择通风方式 确定所需风量：根据车流量、车辆排放物容限。 优先考虑自然通风是否满足使用要求。 选择通风方式 。1、自然通风 利用自然因素和车辆通过隧道时的活塞作用，引起隧道内空气流动，吸入清新空气，排出污染物质。 自然风的变化是复杂而不稳定的。但是作为机械通风时的辅助作用，却不应忽视，至少可以调节通风机的转数，有利于节能。 自然风压 隧道两端洞口的水平气压差。 隧道

35、内外温度差。 隧道外大气气象风。 交通风压 空气存在惯性和粘性，汽车在隧道行驶，将车辆前方的部分空气挤出隧道，从隧道入口吸入清新空气。2、机械通风 利用机械通风设备，将新鲜空气强行送入隧道，稀释污染物并将其排出隧道。（1）纵向式通风： 不设专门送、排风道。 通风气流沿隧道轴向流动，是从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一洞口把污染空气排出的方式。大部分用于单向隧道和中长隧道（1-2km）。（1）、纵向通风 （a） 射流式纵向通风，见P332，图6-9 在车道空间上方吊设射流风机，用以升压。 对于双向交通，适用于1000m以下的隧道。 对于单向交通，可达3000m。 特点：设备费少、经济，噪音大。

36、（b）喷嘴式纵向通风，见P334，图6-11 （c） 有竖井的纵向式通风： 见P334，图6-12纵向式通风是最简单的通风方式，它以自然通风为主，不满足需要时，用机械通风加以补充，是经济合理的。但是，通风所需动力与隧道长度的立方成正比。如果在隧道中间设置竖井就可以克服这个缺点。常常用竖井对长隧道进行分段。 双向交通，适用于3000m以上的隧道； 单向交通，适用于5000m以上的隧道；（2） 横向通风（a）全横向通风 ：见p335，图6-13 同时设置送风管道和排风管道，隧道内基本上不产生沿纵向流动的风，只有横方向的风流动。（b） 半横向通风：见p336，图6-14 送风式半横向通风是半横向通风

37、的标准型式，新鲜空气经送风管直接吹向汽车的排气孔高度附近，对排气直接稀释，这对后续车很有利。污染空气是在隧道上部扩散，经过两端洞门排出洞外。 混合式通风 根据特殊的需要，由上述几种基本通风型式组合而成的。其组合方式有许多种，但应符合经济实用原则。 隧道常见汽车排放：1、一氧化碳（CO） 2、碳氢化合物（HC）3、氮氧化物（NOx）4、光化学烟雾 5、微粒隧道火灾的防范措施 软性措施 硬性措施软性措施 1.隧道管理方需要建立完善和有效的防救灾管理制度和政策2.隧道使用者遵守交通法规和隧道的交通管制。3.加强隧道防火工作的研究。 硬性措施1.隧道结构防火2.建立可靠的探测和报警系统 3.建立有效的

38、通讯系统 如设置消防应急电话、设置手动报警设施、设置应急电话4.设置合理的消防梯队和消防设施。可设置三个消防梯队，并各自分别配置有效的灭火设备。5.烟雾控制系统6.易燃易爆物品车辆通过隧道的对策引起隧道火灾的原因是多种多样的，主要由于 隧道电气线路或电器设备短路起火 汽车化油器燃烧起火 紧急刹车时制动器起火 汽车交通事故起火和车上装载的易燃物品爆炸起火07 可靠性与电磁兼容性可靠性（Reliability）定义 是指在一定条件下，在规定时间段完成规定功能的能力。 干扰因素 外部因素有温度、湿度、振动、电源的波动、电磁干扰、操作失误、维修时间超期等 内部因素有器件的偶发性失效、长时间使用后性能老

39、化以及经过试验未能发现的软件与硬件缺陷等。 可靠性的概念有两层含义 一是系统在规定的时间内尽可能减少故障和错误的发生。 二是发生了故障和错误后能迅速进行维修，尽快恢复正常工作。 控制系统可靠性设计的基本途径 1. 提高元器件和部件的可靠性 查明失效的物理机理，分析失效的原因加以消除 掌握元器件的性能，合理地规定使用条件，必要时可采用降额设计（使元器件在远低于额定条件下工作） 建立器件的性能老化模型，提供有效的器件筛选方法 利用大规模、超大规模集成电路技术，减少使用分立元件2. 合理设计系统结构 适当分解系统，各组成部分尽可能采用成熟技术，各组成部分之间的连接着重考虑便于维护和更换 .3. 采用

40、抗干扰技术 硬件抗干扰措施有滤波与去耦、隔离与屏蔽、电源与接地、停电保护与热插拔技术等 软件抗干扰措施有数字滤波、数据检错和纠错、开机自检与故障诊断等。4. 采用可靠性技术 控制系统可靠性技术涉及的内容还有：冗余技术、自动检错纠错技术、故障诊断和恢复技术、安全性技术以及软件可靠性技术等。 电磁兼容性（EMC：Electromagnetic Compatibility）的概念 设备或系统在其电磁环境中能正常工作且不对该环境中任何事物构成不能承受的电磁干扰的能力。电磁兼容实际有两方面的含义 一方面是设备或系统对来自周围环境中的电磁干扰，应具有足够的抗御能力。 一方面是设备或系统产生的电磁干扰，不应对周围设备造成不能承受的干扰，也不应对周围环境造成不能承受的“污染”。接地技术 电气设备中的接地有三类 安全接地：设备金属外壳与地球大地相连，以保证设备和人身安全。 信号接地：信号回路与基准导体相连，基准导体又称参考零电位、系统地，这种接地的目的是提供稳定的参考基准电位，同时也对抗干扰有重要影响。 屏蔽接地 ：为电缆、变压器等屏蔽层提供接地，以抑制电场、磁场的干扰。 电子设备的接地方式有三种 浮地方式： 直接接地方式： 电容方式 ：排除电磁干扰常用的方法：接地、屏蔽、滤波