机电工程绪论.ppt

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1、世界第一辆汽车？,汽车之父是德国人卡尔本茨1886年1月29日世界汽车日,高速公路的发展历程,世界第一条高速公路 科隆至波恩线:1932年,德国修建了世界上第一条高速公路，是为了二战时期的战时需要而修建的，由希特勒修建，并有限速要求。公路未限速车好 驾驶证考试严格 开车守规矩 公路质量好,高速公路的发展历程,古代第一条高速道路：秦直道 秦始皇于公元前212至210年命蒙恬监修的重要军事要道。南起咸阳林光宫（今淳化县梁五帝村），北至九原郡（今内蒙古包头市西南孟家湾村）。穿越14县、700多公里。路面最宽处约60米，一般亦有20米。缜密勘查。,高速公路的发展历程,中国第一条高速公路1988年10月

2、31日，中国第一条高速公路沪嘉高速公路。全长20.5公里，宽45米，4车道，设计时速为120公里，于1984年12月21日动工兴建。,世界高速公路建设情况,全世界已有80多个国家和地区拥有高速公路，通车总里程超过了23万公里。,世界高速公路建设情况,美国 高速公路总长度为8.8万公里，已完成以州为核心的高速公路网。中国 目前突破了3万高速公路。1999年突破1万公里，跃居世界第四位。2000年达到1.6万公里，跃居世界第三位。2001年达到1.9万公里，跃居世界第二位。,世界高速公路建设情况,加拿大 共修建了1.65万公里高速公路，不征收车辆通行费。德国 拥有1.1万公里高速公路。法国 目前拥

3、有1万公里高速路，采取民间投资，推动高速公路的建设速度。日本9000公里左右，收费。,高速公路定义,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”。高速公路应符合的条件只供汽车行驶。设有中央分隔带，将往返交通完全隔开。没有平面交叉口。全线封闭，控制出入。,高速公路特点,行车速度快、通行能力大。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。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%，,高速公路特点,物资周转

4、快、经济效益高。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。,高速公路特点,交通事故少、安全舒适好 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。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。,中国高速公路发展,中国需要修建高速公路吗舆论宣传,技术储备，资金（

5、提高养路费征收标准、车辆购置附加费、贷款）高速公路建设在争论中起动 70年代到本世纪80年代，未能达成共识。试点修建：沪嘉高速公路和沈大高速公路 高速公路的快速发展 90年代后，加强基础设施建设，以扩大内需。,我国高速公路建设蓝图：7918网,用30年时间形成8.5万公里国家高速公路网,未来 5-10年高速公路发展方向,国际高速公路 信息化公路将逐步实现 卫星检测及控制系统将得到广泛利用,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,内容机电一体化技术 包括技术原理和使机电一体化产品

6、得以实现、使用和发展的技术。机电一体化产品 机械系统与电气系统、微电子系统相互置换和有机结合，从而赋予新的功能和性能的新一代产品。,机电系统要素,五大要素 动力传感器机械结构执行机构计算机,高速公路运输系统组成,监控系统,信息采集系统 交通信息处理系统 交通信息发布系统,信息采集系统,车辆检测子系统 气象环境监测子系统 闭路电视子系统（CCTV）隧道交通环境信息监测子系统 紧急电话子系统 无线对讲子系统,车辆检测子系统,在主干道及出入口匝道、隧道监测交通流数据如车速、车流量、占有率、区间车速等，作为交通那个控制中心处理系统分析判断、生成控制方案的主要数据。,气象环境监测子系统,监测风力、风向、

7、能见度、降雨、冰冻、雾区等影响高速公路通行环境的气象、路面状况和环境等信息。,闭路电视子系统CCTV,视频图像实时掌握监控区域交通状况。,隧道交通环境信息监测系统,监测隧道通行环境隧道设施状况（通风机，交通信号，照明，情报板）能见度，风向，火灾报警等信息。,紧急电话子系统,无线对讲子系统,巡逻车报告路况和突发事件,交通信息处理系统,匝道口交通诱导分流决策,事故多发路段交通异常预警,雾区交通控制,决策,道路维护施工封锁部分车道,隧道CO，烟雾浓度异常的通风,交通信息处理系统,隧道照明控制,隧道火灾报警,隧道交通异常的自动预警,交通信息发布系统,向道路使用者提供交通信息和诱导控制指令向管理、救助部

8、门提供求助指令和道路交通信息。,交通信息发布系统,可变情报板,可变限速标志,车道控制机,交通广播系统,通信系统,通信系统,干线传输系统：光纤数字传输系统程控交换系统：程控交换机和程控交换网络移动通讯系统紧急电话系统,收费系统,收费中心管理系统、收费站管理系统和收费亭（车道管理系统）。中间有光纤连接。从本质上讲：基于计算机广域网络的收费管理信息系统。,照明系统,美化环境提供诱导改善视觉,隧道机电系统,隧道监控系统 隧道通风系统 隧道照明系统 隧道消防系统,隧道监控系统,交通与环境信息监测系统闭路电视监视系统通风、照明及横通道控制系统交通控制与诱导系统火灾自动报警系统有线（无线）通信系统广播系统紧

9、急电话系统救援系统中央控制系统,供配电系统,功能：为监控系统、通信系统、收费系统，养护服务设施，道路照明提供电能。组成：电力电缆交流供配电系统直流供电系统UPS不间断供电系统柴油发电机组,高速公路机电系统主要支撑技术,计算机技术 通信技术 电子技术控制技术,计算机技术,计算机网络技术 软件开发和管理技术 图像处理和模式识别技术 信息安全技术：保密性，完整性，可用性，真实性和可控性。,通信技术,光纤通信技术移动通信技术数字程控技术IP技术信号（图像、语音）压缩编码技术,电子技术,电源技术LED技术,控制技术,数据采集与处理技术：将温度、压力、流量、能见度、湿度等模拟量采集数字量计算机存储、处理。交通控制技术：相关研究主要集中在高速公路交通流模型、出入口控制，混合控制、密度控制、主线控制。,