收费系统联合设计图纸说明.doc
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郑州至民权高速公路开封境段机电系统联合设计(收费系统)30
目录
第一章总体说明 2
1.1路线情况简介 2
1.2设计依据 2
1.3设计范围和内容 2
1.4设计界面 2
1.5交通工程系统设计目标 4
1.6设计指导原则 4
1.7初步设计审查意见执行情况 4
第二章管理机构的设置 6
2.1沿线设施管理 6
2.1.1设置原则 6
2.1.2管理模式 6
2.2沿线设施设置 6
2.2.1监控收费通信分中心 6
2.2.2收费设施 6
2.2.3养护设施 6
2.2.4服务设施 6
第三章收费系统 7
4.1设计范围和内容 7
4.2收费系统管理体制及管理模式 7
4.3收费系统总体方案 7
4.3.1收费制式 7
4.3.2收费方式 7
4.3.3收费设施布设 7
4.3.4关于联网收费统一要求 7
4.3.5通行卡 8
4.3.6车辆分型 8
4.3.7收费标准 8
4.3.8关于车牌识别 8
4.3.9路径识别 8
4.4收费系统构成及功能 8
4.4.1车道控制子系统 8
4.4.2收费计算机子系统 9
4.4.3收费视音频监视子系统 9
4.4.4内部对讲子系统 11
4.4.5安全报警子系统 11
4.4.6UPS供配电子系统 11
4.4.7防雷接地设施 12
4.5系统的安全可靠性保证 12
4.6收费系统设备技术要求 13
4.6.1车道设备技术要求 13
4.6.2计算机系统设备技术要求 20
4.6.3收费视音频监视子系统设备技术要求 22
4.6.4安全报警、内部对讲系统 26
4.6.5UPS电源系统设备技术要求 27
4.6.6防雷设施技术要求 27
4.7收费系统部分土建工程设计 28
4.7.1收费岛 28
4.7.2收费亭 28
4.7.3广场下人孔和管道 28
4.8对土建、房建的要求 28
4.8.1对收费车道的要求 28
4.8.2对收费广场的要求 28
4.8.3对排水的要求 28
4.8.4对收费雨棚的要求 28
4.8.5对收费机房的要求 28
4.8.6对站区内管道的要求 28
4.8.7对接地的要求 29
第一章总体说明
1.1路线情况简介
本项目为河南省拟建的郑州至民权国际机场高速公路的开封段,本项目起点与郑州至民
权国际机场高速公路郑州段连接,终点将继续向东延伸至民权。
本项目沿线设置开封西、开
封南2座普通互通立交,吴楼、七里湾2处枢纽互通立交,预留1处开封东互通立交,本项
目主线全长39.475Km。
主要技术标准表
序号
项目
单位
标准
主线
开封西连接线
开封南连接线
1
公路等级
高速公路
二级公路
二级公路
2
设计速度
Km/h
120
80
80
3
停车视距
m
210
110
110
4
平面线形
平曲线极限最小半径
m
650
250
250
平曲线一般最小半径
m
1000
400
400
不设超高最小曲线半径
m
5500
2500
2500
缓和曲线最小长度
m
100
70
70
5
纵面线形
最大纵坡
%
3
5
5
极限最小半径
凸
m
11000
3000
3000
凹
m
4000
2000
2000
一般最小半径
凸
m
17000
4500
4500
凹
m
6000
3000
3000
6
横面
整体式路基宽度
m
29
15
15
行车道宽度
m
2×(3×3.75)
2×3.75
2×3.75
7
梁桥涵洞
设计荷载
公路—Ⅰ级
公路—Ⅱ级
公路—Ⅱ级
大、中桥设计洪水频率
1/100
1/100
1/100
桥面净宽
m
2×13.686
14
14
8
路面结构
沥青混凝土
沥青混凝土
沥青混凝土
1.2设计依据
(1)郑民高速公路开封段设计合同
(2)《公路工程技术标准》(JTGB01—2003)
(3)河南省交通厅《河南省高速公路交通机电技术要求》
(4)河南省地方标准《高速公路设计技术要求》
(5)郑民高速公路开封段初步设计省发改委评审意见
(6)郑民高速公路开封段主体施工图等
(7)其他国家及地方标准
1.3设计范围和内容
本次设计为郑民高速公路开封段主线及开封西、开封南连接线交通工程详细设计。
设计内容包括监控系统、收费系统、通信系统、通信管道、收费土建。
1.4设计界面
1、与机场跑道段的设计界面
机场跑道段的安全设施、服务区变电所供配电设计由机场跑道段设计单位负责。
机场跑道段的通信站、主线通信管道、道路监控设施由机电系统负责设计。
2、与土建工程设计界面
(1)主线及分歧管道
主线通信管道、分歧人孔、横穿过路钢管(监控外场设备以及供电线缆横穿过路用)、
路肩手孔等均由通信管道承包人负责完成。
从主线分歧人孔沿匝道至房建区外围的通信管道由通信管道承包人负责完成。
(2)外场设备基础及接地
收费广场摄像机的基础与接地由机电工程负责完成。
(3)监控外场设备的直埋电力电缆,由机电工程负责完成。
(4)收费广场
收费广场下的横穿管道、人手孔、收费岛、收费车道以及收费岛上需安装的设备基础、
管道均由收费土建专业承包人负责完成。
收费亭等由机电工程完成。
低速车道称重系统设备安装所需的土建工程,包括称重平台基础的开挖、回填,红外线
车辆分离器基础的施工,称重平台所在位置的混凝土板块、收费车道排水管道的预埋、称重
平台与排水管的连接的施工,由收费系统负责完成。
3、与房建的界面
(1)房建区内通信、收费管道
从房建区外边缘的人孔到房建区内的局前人孔,以及从局前人孔至室内地沟或手孔均由
房建专业负责提供。
收费系统从房建区内的局前人孔到收费广场、收费车道之间的通信管道、电力管道由房
建专业负责实施。
(2)沟槽管洞
进局、进机房的光电缆在上下楼层时必须采用电缆爬架,并在进局管孔处做密封堵头;
通信分中心的电缆爬架由机电系统总承包人提供。
收费站、分中心内的电缆竖井、爬架、过墙孔、预埋管、电缆桥架均由房建专业负责完
成。
(3)接地
房建专业为机电系统各专业机房提供一个联合接地母线,母线采用40×4镀锌扁钢,沿
电缆竖井或电缆桥架引至竖井或电缆桥架所在的机房内,并预留2m长度,从母线至各机房
各设备的连接由相关机电系统负责。
(4)电话和网线布线
房建区的电话和网线主分线盒或配线架设置在通信机房内墙壁上,从主分线盒或配线架
到建筑区各楼内各房间的电话和网线配线由房建专业负责,综合楼与建筑区内其他楼之间的
电缆以及电缆的敷设(直埋或架空等)均由房建专业负责,从主分线盒或配线架到通信系统
MDF配线架的连接由机电系统(通信系统)负责完成。
(5)与收费大棚专业的界面
收费大棚的照明、配电箱、电缆、控制等均由收费大棚专业负责。
收费大棚避雷针由房建专业采购并提供现场安装。
收费大棚专业为机电专业车道信号灯预留引上管道。
4、机电专业之间界面
(1)数据传输
1)主线监控外场设备数据传输
监控外场设备数据传输所用单模光缆由通信系统负责。
在外场设备处,通信系统负责把该单模光缆引至监控外场设备设置点的路肩手孔内,并
做盘留。
盘留光缆至外场设备处传输设备的连接工作(包括光缆接续和光终端盒的提供)由
监控系统负责。
在监控分中心或通信站,通信系统负责提供光配线架并将光缆引至光配线架,监控系统
负责光配线架与光端机之间的尾纤、接头、光端机至通信系统接入网设备之间的线缆及接头
及连接工作。
通信系统负责在各无人通信站ONU设备上为监控外场设备传输提供10/100M数据接口。
2)收费系统数据传输
监控分中心与收费分中心之间通过交换机连接,从监控分中心交换机至收费分中心以太
网交换机之间的连接由监控系统负责。
各收费站与收费分中心之间通过以太网交换机以及通信系统提供的10/100M通道相连。
通信系统负责在各无人通信站ONU设备上提供以太网接口。
(2)视频传输
1)监控外场摄像机视频传输
在外场摄像机处,通信系统负责把通信光缆引到摄像机设置点的路肩手孔内,并做盘留。
盘留光缆至视频传输设备的连接工作(包括光缆熔接、光终端盒和传输设备的提供)由监控
系统负责。
在就近收费站的通信站,通信系统负责提供光配线架并将光缆引至光配线架,监
控系统负责光配线架与视频传输设备之间的尾纤及接头、连接工作。
2)收费站视频传输至监控分中心
对于本路收费系统图像的上传,采用视频远端模块+数字视频传输平台的传输方式,由收
费系统负责将图像上传至监控分中心,收费系统为监控系统预留接入容量和接口,远端传输设
备由监控系统负责,传输光缆由通信系统负责。
3)其他
监控、收费、通信分中心设备的配电电缆由收费系统统一考虑,工程量计入收费系统。
监控分中心闭路电视监视设备由监控系统和收费系统共用,由监控系统统一考虑,工程
量计入监控系统。
三大系统各机房的防静电地板纳入到收费系统统一提供,分中心控制台由监控系统统一
提供。
5、监控、通信、收费系统与供电照明专业的界面
供电照明专业为监控、通信、收费系统提供所用的交流电源,与监控、通信、收费系统
的分界面在机房内,供电照明专业将线路引入机房配电箱内进线开关处。
另外供电照明专业与监控系统外场设备供电的界面设在各变电站的交流配电屏馈出开
关的出线端子上,供电专业为监控外场设备供电考虑用电负荷和设计空气开关及配电回路。
6、与郑民高速郑州段的界面
(1)开封分中心统一管理郑民高速开封段和郑州段,该分中心位于开封段,由开封段
负责设计,为郑州段预留接入条件,包括通信通道、网络接口、监控分中心设施、软件处理
方面。
(2)通信管道要与郑州段对接,综合光缆、监控光缆要对接。
7、与省监控通信收费中心界面
本工程收费监控分中心需向省监控中心上传收费监控图像,监控系统负责配置分中心编
码器,省中心解码器不在本工程范围内。
1.5交通工程系统设计目标
交通工程系统作为道路系统的一个组成部分,将为道路使用者提供良好服务,提高道路
运营效率、服务水平及交通安全条件。
本项目设计目标:
——加强道路监控和交通参数检测,预防二次事故的发生;
——一旦出现故障,能迅速排除并恢复正常交通;
——为车辆和道路使用者提供快速、有效的服务;
——减少因设置收费站引起的交通延误,最大限度地阻塞收费系统人为财务漏洞;
——保证与现有其它相关道路交通工程系统的互联性,顺利实现全省联网。
1.6设计指导原则
——参照国内外有关标准、规范和技术建议的规定精心设计,吸收国内外已建成高速公
路的经验、教训,尽可能采用具有国内先进水平的技术和设备。
——从本项目的特点,针对道路沿线地理、气候、环境等特点,所采用的技术标准、实
施规模与水平同道路系统其它部分协调一致,设计方案力求经济、安全、实用、可靠、先进,
努力把它建设成为标准高、质量优、投资省、效果好的现代化高速公路。
——考虑本项目交通流特性及其未来发展趋势,各子系统设计方案的选择必须与交通流
发展相适应;各子系统之间相互配合、相互协调,达到系统组成的最优化,最大限度的发挥
系统总体调控功能。
——材料设备立足国内,尽量选用国内成熟、先进的产品,少量关键机电设备可进口。
——设计方案应具有可扩充性和可升级性,兼容性强,满足近期使用、远期升级及系统
联网要求,预留必要的接口和数据通道。
——系统所采用的技术和设备应成熟、可靠、可操作性强,易于维修和更换,以达到降
低运营成本之目的。
——交通工程设计应与路桥主体工程设计有机地融为一体,各子系统相互协调,与路桥
主体工程良好配合,为道路使用者提供安全、快速、经济、舒适的服务。
1.7初步设计审查意见执行情况
专家意见、建议
执行情况
1、由于郑民高速公路开封段和郑州段均属中原高速公路股份有限公司,两段的监控、通信、收费分中心可考虑合并建设,减少建设费用。
本设计按合并监控、通信、收费分中心设计,设在开封段。
2、本设计文件中的养护工区应统一称为养护所。
本设计已统一称为养护所。
3、设计文件中应明确本项目管理设施等级为A级,监控系统为A22系统配置。
己按以上意见修改。
4、开封南互通立交匝道收费站设计出入口均为3条。
由于河南省收费采用的是进口发卡、出口收费的方法,出口收费速度相比进口发卡速度很慢,所以建议出口设为4条。
因为本项目定位为机场高速公路,又连接了郑州、开封等大城市,因此本设计在各收费站均单独设置了1入/1出ETC车道,MTC车道为2入/2出,因此每站总车道数均为3入/3出,维持原设计。
5、建议监控系统视频编码采用H.264代替MPEG-2,H.264具有更高的数据压缩比,在同等级图像质量的情况下,H.264的数据压缩比目前DVD系统中使用的MPEG-2高2-3倍。
站级、分中心监视均采用数字非压缩标准,图像质量高;视频存储采用H.264标准。
6、计算机配置中应取消3.5“软驱要求,增加USB接口要求。
详细设计中取消软驱,增加了USB接口。
7、监控分中心计算机系统硬件要求的(6)光盘刻录机指标应要求可刻录DVD盘片。
详细设计已改为DVD刻录机。
8、收费系统中多媒体工作站的CPU、硬盘、内存、显存等应采用目前主流配置,设计文件中的配置过低。
详细设计已修改相关工作站性能。
第二章管理机构的设置
2.1沿线设施管理
2.1.1设置原则
依据我国公路法和公路管理条例,我国高速公路管理工作实行统一领导,分级管理原则。
沿线设施的管理,坚持“集中、统一、高效”的原则。
高速公路业务管理按照:
精简统一、
高效多能、权责一致、依法治路的原则进行设置。
2.1.2管理模式
考虑国家体制改革精神,管理设施的设置总的趋势是适应市场经济发展,不论采取何种
模式应能体现公路管理业务上集中统一指挥的系统性、特殊专管的客观性,并利于近期与远
期管理上的连续性。
本项目采用两级管理模式:
监控、收费、通信分中心一各站、区,其中监控、收费、通
信分中心设在开封南互通附近,与开封南收费站同址建设。
本项目分中心还需管理郑民高速郑州段机电系统。
2.2沿线设施设置
2.2.1监控收费通信分中心
本路属于开封监控、收费、通信分中心管理,开封监控、收费、通信分中心设置在开封
南互通附近,与开封南收费站同址建设。
由于郑民高速郑州段与本路段为同一投资主体,因此由本项目管理分中心统一管理。
2.2.2收费设施
根据联网收费路网内收费站设置原则及本路段的路网情况,全线共设2处匝道收费站:
开封南匝道收费站、开封西匝道收费站。
2.2.3养护设施
本项目设置1处养护所,即开封养护所,与开封南收费站同址建设。
2.2.4服务设施
高速公路的服务设施主要为行驶车辆提供停车、加油、修理等服务;为乘客和司机提供
休息、住宿、小卖等服务。
设计服务设施时,必须考虑的问题是设置间距及设置的位置、设
置的规模,以及主线上的互通立交桥、通道、桥涵等的构造物对服务设施布设的影响等。
结合本路高速公路全线地形,路桥构筑物的实况,在K35+022处设开封服务区。
该服务
区设在了机场跑道段,平时作为高速公路服务区使用,战时作为军用。
本项目在K59+750处设开封停车区1处。
第三章收费系统
3.1设计范围和内容
收费系统的设计内容包括:
收费车道控制子系统、计算机网络子系统、收费视音频监视
子系统、安全报警子系统、内部对讲子系统、UPS供配电子系统等。
收费岛土建、岛上设备基础管线预留预埋、收费广场下横穿管线设计见另册。
收费广场路面、遮棚不在收费系统设计范围内。
3.2收费系统管理体制及管理模式
本项目设2个收费站,按照河南省的管理习惯,推荐采用收费分中心——收费站两级管
理模式。
本项目收费分中心还将统一管理郑州至民权高速郑州段,郑州段设中牟东、中牟西两个
收费站。
3.3收费系统总体方案
3.3.1收费制式
本路要纳入河南高速公路联网收费系统中,收费制式应与全省高速公路收费制式相对一
致,因此本路采用封闭式收费。
3.3.2收费方式
本项目采用半自动收费方式(即人工判别车型,入口发放通行卡,出口回收并验卡,人
工收费,计算机管理,辅以车辆检测器校核,闭路电视监视)与ETC相结合的方式。
入口发卡采用人工发卡与自动发卡机发卡方式。
出口交费采用现金付费和银联卡交易结合的付费方式。
对货车实行计重收费。
ETC车道不需发卡和交卡,车辆不停车通过,以无线方式交费。
3.3.3收费设施布设
1.收费站
本项目终点暂时没有延伸,所以不需要设置收费站。
本路起点与郑民高速公路郑州段相顺接,该项目与本路段顺接,且同期实施,所以也不需要设起点主线收费站。
沿线通过七里湾(交日南高速)、吴楼(交大广高速)均为枢纽互通,不需设站。
开封南、开封西互通均设匝道收费站。
开封东为预留互通,因此该处匝道收费站按预留处理,即在系统处理能力、接口扩充能力上进行预留。
根据路线初步设计提供的交通量,结合主体设计单位提供的资料,计算并确定出各个收费站车道数量见表4.1。
收费站车道数量表表4.1
收费站
车道数
设备年车道数
土建年车道数
征地年车道数
AADT
入/出
AADT
入/出
AADT
入/出
开封南收费站
5106
2+1/2+1
6583
3/3
8108
3/3
开封西收费站
8661
2+1/2+1
11164
2+1/2+1
13780
2+1/2+1
合计
—
4+2/4+2
—
4+2/4+2
—
4+2/4+2
注:
收费车道平均服务时间:
入口收费车道为6秒,出口收费车道为18秒;
服务水平:
平均等待l辆车;
根据路线初设资料:
D=0.56,K=0.09;
由于本项目是一条机场高速,因此每一收费站考虑设置了l入/1出ETC车道,建议根据
全省的统一要求进行实施。
2.收费分中心
本路段设一处收费分中心,即开封收费分中心,与开封南收费站同址建设,管理本项目和郑州至民权的郑州段高速公路。
3.3.4关于联网收费统一要求
本项目将与河南省其它高速公路联网收费,需要进行拆帐。
联网收费的一般要求以及技术要求可参考交通部“高速公路联网收费暂行技术要求”及
河南省相关规范要求。
联网收费、统一拆帐应具备以下前提条件:
联网收费中各收费单位、管理单位应制定联网收费规章,并严格执行。
联网收费中车型分类标准、付款方式、收费处理方式、特殊车辆处理方法、通行卡类型
及编码格式(包括读写设备技术规格)应统一。
收费系统各级硬件结构应基本统一,IP地址也应统一规划。
收费系统各级软件应基本统一,尤其是通行卡读写设备、收费车道、收费站、收费分中
心及结算中心等各级之间数据传输格式和协议的统一。
拆帐软件应统一,其安全性要高。
当路网内出现路径不唯一时,需解决行使路径的确定问题。
3.3.5通行卡
在封闭式收费系统中,通行卡是作为道路使用者缴费必不可少的凭证。
根据河南省联网
收费相关规划和项目实施情况,非接触IC卡是河南省高速公路联网收费高速公路网通行卡
的唯一选择,本项目使用的IC卡的物理化学标准、电气标准以及数据存储格式必须捕足河
南省联网收费的相关规定。
非接触式Ic卡读写设备目前主要有IC卡读写器和收发卡机两种,无人发卡车道采用收
发卡机,有人发卡车道采用读写器方式。
3.3.6车辆分型
收费道路车辆分型主要是根据车辆标称载重和座位数确定的,应按河南省统一车型分类
标准实施。
3.3.7收费标准
收费标准由河南省有关部门批准执行,对于客车采用按车型收费标准,对于货车采用计
重收费。
3.3.8关于车牌识别
车牌识别对于防止车辆换卡作弊效果显著,因此推荐在所有入口车道和出口车道均安装
车牌识别系统。
3.3.9路径识别
河南省目前采用最短路径法来判别路径。
3.4收费系统构成及功能
收费系统由车道控制子系统、收费计算机子系统、收费视音频监视子系统、内部对讲子
系统、安全报警子系统、UPS供配电子系统以及一些辅助设施等构成。
3.4.1车道控制子系统
收费车道系统是以高质量工控机的车道控制机为主体,辅以一系列的车道外围设备构
成,车道控制机位于每个车道的收费亭内,大部分车道外围设备通过数字I/0接口板或RS一232
接口与车道控制机相连。
MTC入口车道控制子系统包括:
车道控制器、非接触式IC卡读写器或自动发卡机、车
辆检测器(包括存在线圈、检测线圈)、手动栏杆、自动栏杆、通行信号灯、声光报警器、
雾灯、雨棚信号灯等。
MTC出口车道设备包括:
车道控制器、非接触式IC卡读写器、车辆检测器(包括存在
线圈、检测线圈)、手动栏杆、自动栏杆、通行信号灯、声光报警器、雾灯、雨棚信号灯、
票据打印机、费额显示器、低速计重设备等。
ETC车道设备包括:
车道控制器、车辆检测器(包括存在线圈、检测线圈)、手动栏杆、
高速自动栏杆、通行信号灯、声光报警器、雾灯、雨棚信号灯、车道显示器、ETC天线及处
理器等。
每一收费广场MTC入口车道选择1条车道设置1套全自动发卡机。
此外,为防止节假日交通量大增或因车道故障影响收费,每一收费站均配置便携式收费
机(内含IC卡读写器、票据打印机)。
每一收费广场还配置一台以太网交换机。
便携式收费机通过无线方式与收费广场以太网
交换机通信,因此收费广场还需设一台无线接入设备。
3.4.2收费计算机子系统
收费计算机子系统包括了计算机网络以及收费软件。
3.4.2.1计算机网络
收费计算机网络系统由收费广场——收费站一一收费分中心——省收费结算中心四级
构成。
省收费结算中心不在本次设计范围内。
收费广场设一台10/100/1
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