通信系統(tǒng)在高速公路機電工程中的應用

陳包君

（安徽電信工程有限責任公司，安徽合肥230088)

通信系統(tǒng)在高速公路機電工程中的應用

陳包君

（安徽電信工程有限責任公司，安徽合肥230088)

當前互聯(lián)網技術的快速更新，使得通信技術以較快的速度更新?lián)Q代。高速公路想要充分發(fā)揮舒適、便捷、安全的功能特點，就需要完善機電工程系統(tǒng)。通信、監(jiān)控和收費系統(tǒng)則是高速公路機電工程中的三大構成部分，其中通信系統(tǒng)是機電工程中的基礎構成部分，該文將著重對機電工程中的通信系統(tǒng)應用情況進行分析，并簡要分析收費系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)的應用。

通信系統(tǒng)；高速公路；機電工程；應用

在高速公路機電工程系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)屬于基礎性比較強的設施，包含光纜數(shù)字傳輸、數(shù)據(jù)圖像傳輸以及程控數(shù)字交換等多個方面[1]。筆者擬以某公路為例對高速公路機電工程中通信系統(tǒng)的應用情況進行分析。

1 高速公路對通信系統(tǒng)的具體要求

通信系統(tǒng)在高速公路運行中能起到監(jiān)控和管理的作用，并提供相應的數(shù)據(jù)和圖像信息傳輸通道。通信系統(tǒng)也是確保高速公路高效、暢通和高速運營以及推行現(xiàn)代化交通管理中必不可缺少的手段，甚至可以說通信系統(tǒng)是高速公路機電工程中的中樞神經。

高速公路通信系統(tǒng)需要在同一時間段內傳輸圖像、數(shù)據(jù)和語音等，傳播的信息量比較大，這對通信系統(tǒng)的要求也將會更高，所以需要選擇通信容量更大的光纖[2].另外通信系統(tǒng)也需要具備傳輸距離長、質量高、電磁干擾能力強的特點，這些都是其他的通信方式所無法比擬的。

2 通信系統(tǒng)在高速公路機電工程中具體應用——以某高速公路為例

2.1 高速公路基本概況

某高速公路共設置了6個通信站點，由高速公路通信中心進行管理，其中5處為無人通信站點，1處為有人通信站。所采用的通信光纜為48芯單模光纜，傳輸系統(tǒng)為STM-4等級光線數(shù)字傳輸系統(tǒng)，用戶接口所采用的系統(tǒng)為華為FA16系統(tǒng)，以此來確保數(shù)據(jù)和語音的實時傳播。通信系統(tǒng)向監(jiān)控系統(tǒng)傳輸信息數(shù)據(jù)以及圖像數(shù)據(jù)時所采用的光纜為專用的36芯光纜。

2.2 通信系統(tǒng)具體應用

2.2.1 通信干線傳輸系統(tǒng)的應用情況

該高速公路所采用是光纖通信系統(tǒng)，這主要是因為：第一，高速公路通信網需要同時傳輸圖像、數(shù)據(jù)和語音，信息量總體比較大，所以需要選擇通信容量更大頻帶更寬的光纖通信系統(tǒng)；第二，光纖通信具備較強的抗電磁干擾能力和傳輸距離長，通信質量高等多方面的優(yōu)點，這也是其他種類的通信傳輸系統(tǒng)所無法比擬的優(yōu)點；第三，光纜通信的中繼距離明顯高于其他種類，能夠更好地適應不同通信站點之間距離不同的現(xiàn)實情況；第三，光纖通信傳輸系統(tǒng)在經濟上占據(jù)優(yōu)勢。

2.2.2 程控交換系統(tǒng)的應用情況

根據(jù)高速公路實際情況以及通信系統(tǒng)的業(yè)務，該高速公路所采用的通信系統(tǒng)為3級程控交換系統(tǒng)。第1級為交換中心，設置在高速公路的總公司通信中心，主要任務是負責話務的接轉，比如對所有的去話、來話等進行轉接，與此同時它還和2級公路網的中心相連接，負責本局的話務接續(xù)和轉接工作。3級交通中心則是分別在高速公路公司的下屬管理所中設置，最主要的職能是接續(xù)本系統(tǒng)內的話務，也需要和出入本局的話務進行接續(xù)工作。為了使通信系統(tǒng)的靈活性和可靠性得到提高，各級交換中心和交通中心均可以進行相互的連接，以此來構成多路由和多迂回的程控數(shù)字交換網。

2.2.3 語音通信系統(tǒng)的應用情況

通信系統(tǒng)中的語音通信系統(tǒng)包含移動電話、業(yè)務電話和指令電話等不同的小系統(tǒng)[3]。業(yè)務電話系統(tǒng)是為了提供聯(lián)系的電話，比如實現(xiàn)各個管理所、各公司和高速公路中各種設施，如供電、配電、加油站、停車場、服務區(qū)和收費、監(jiān)控等之間的聯(lián)系，另外也可以提供外部或者內部的業(yè)務聯(lián)系。業(yè)務電話屬于自動撥號，和市話公用網之間進行了匯接。指令電話系統(tǒng)主要是下達相關的調度或者監(jiān)控指令，下達的對象為監(jiān)控中心。為了便于交警的業(yè)務調度和更好的管理控制交通，需要在監(jiān)控總中心和分中心分別設置不同的電話指令控制臺，方便公路和交警值班人員分別進行使用。指令電話所使用的系統(tǒng)相對獨立，控制臺則是設置在各路公司之內，分為交警指令和監(jiān)控指令兩種不同的控制臺，分別對所管轄路段的指令電話機進行管理。最后為指令電話機，該電話機具有群呼、單呼和組呼功能，另外也具有自動錄音的功能，指令控制臺能夠實現(xiàn)控制臺和電話機之間更好的連接。

2.2.4 移動通信系統(tǒng)應用情況

移動通信也是通信系統(tǒng)中重要的構成部分，所謂移動通信就是雙方中有一方是在移動的過程中來交換信息，移動通信不僅包含雙方之間所開展的通話，而且還包含圖像、語音等傳輸[4]。高速公路中的移動通信系統(tǒng)可以自己單獨的組建相應的網絡，也可以租用郵電部門設置的公用移動通信網絡。郵電部門所設置的公用移動通信網絡，不僅在管理上具有較大的優(yōu)勢，而且還可以實現(xiàn)全省漫游，節(jié)省了自己組建網絡所需要花費的時間和資金。但是租用公用移動通信網絡的費用較高，也無法同時實現(xiàn)移動通信中的組呼和群呼相關調度功能。自行建立專門的高速公路移動通信網絡，可以有效地解決這方面的問題，但是需要較大的投資。因此該公路的通信系統(tǒng)中應用了自己建立的專業(yè)移動網絡，所選擇的移動通信系統(tǒng)為800Hz集群類型。根據(jù)調查顯示，該高速公路的移動通信技術屬于比較先進的，而且具備較好的快速應變能力，值得在其他高速公路通信系統(tǒng)建設中推廣使用。

2.2.5 衛(wèi)星通信網的應用情況

當前在我國的各省市已經組建成功了各種不同的衛(wèi)星通信系統(tǒng)。衛(wèi)星通信系統(tǒng)已經成為了1級、2級通信網的主要方式。各個高速公路公司的通信分中心和通信中心和衛(wèi)星站基本上都處于相同的地方，所以在通信網絡的整體規(guī)劃過程中必須要充分考慮到衛(wèi)星通信網絡接口的設置。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)具體應用

監(jiān)控系統(tǒng)也是高速公路機電工程中的構成部分，而監(jiān)控系統(tǒng)則分別包含計算機系統(tǒng)和外場的相關設備。第一，計算機系統(tǒng)指的是監(jiān)控系統(tǒng)中的情報處理系統(tǒng)，包含終端計算機、交換式集線器、網絡服務器和通信控制器等。收費站控制室的計算機設備系統(tǒng)和收費廣場車道控制計算機系統(tǒng)等構成了基本的局域網，而收費中心內的計算機則是構成了相對獨立的局域網。第二，場外設備包含氣象檢測器、可變限速標志、可變情報板等，這些監(jiān)測點通常與通信站之間的距離會比較遠，而且處于相對分散的位置，數(shù)據(jù)量更是不大，因此不能使用標準的數(shù)據(jù)接口來傳遞相關的數(shù)據(jù)信息，所以需要在每個遠端數(shù)據(jù)點配置1臺Modem，這樣就可以把數(shù)據(jù)傳遞到距離該處最近的一個通信站，最后借助于通信系統(tǒng)將監(jiān)控信息傳遞到中心控制器當中。該高速公路當中的氣象監(jiān)測器1套，車輛檢測器12套，氣象監(jiān)測器與車輛檢測器在采集到所需要的數(shù)據(jù)之后，就需要借助因特網數(shù)據(jù)光端機，將數(shù)據(jù)上傳至最近的站點，再借助于通信系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)傳輸通道將信息傳送至監(jiān)控中心的計算機系統(tǒng)中。第三，監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸方式，監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸模式為兩級管理模式，首先通信系統(tǒng)需要提供足夠的接口，這些接口主要為了滿足綜合業(yè)務接入網的ONU設備業(yè)務通道，監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w方式為模擬傳輸方式，通過這些音頻接口來完成相關的操作，再由監(jiān)控系統(tǒng)來進行數(shù)據(jù)轉換。第四，圖像的傳輸方式，監(jiān)控系統(tǒng)會在公路沿線布置相關的攝像機，每個攝像機所拍攝到的圖像和控制信號最終都需要傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。通信系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)的攝像機圖像和控制信號傳輸過程中起到的作用就是提供傳輸光纜，以確保其能夠高效快速的傳輸。

2.4 收費系統(tǒng)具體應用

高速公路中的收費系統(tǒng)屬于半自動收費方式，車型的判別需要人工完成，另外也需要負責出口驗卷、通行卷的發(fā)放，通行費用計算和收費等，校核車輛檢測器，閉路電視的監(jiān)視等。當前我國高速公路中正在大力推廣計算機聯(lián)網收費，在不久的將來也將會慢慢實現(xiàn)全自動收費的方式。通行卷包含磁卡形式和非接觸式IC卡兩種方式，為了更加有利地推進計算機的聯(lián)網收費，公路系統(tǒng)需要采用樣式一致的通行卷。

計算機收費系統(tǒng)通常需要分為兩種不同的等級，分別包含收費中心和收費站兩種計算機系統(tǒng)，其中前者一般和高速公路收費站點的廣場車道控制計算機形成相應的局域網。各個局域網之間以及收費中心等需要通過通信系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)信息的傳輸，以此來進行溝通。收費數(shù)據(jù)的傳輸屬于三級管理模式，包含收費中心、收費站和收費車道等，其中收費中心和站點之間的數(shù)據(jù)直接利用數(shù)據(jù)通道實現(xiàn)傳輸，各個通信站的ONU設備需要提供必備的數(shù)據(jù)通道接口。收費站和收費中心的路由器將通信和收費系統(tǒng)有機地結合在一起，在區(qū)域收費實現(xiàn)聯(lián)網之后，路由器需要具備兩個相互獨立的數(shù)據(jù)接口，其中一個數(shù)據(jù)接口負責將數(shù)據(jù)傳輸至收費中心，而另一個數(shù)據(jù)接口則是負責將數(shù)據(jù)傳輸至拆賬中心。

高速公路的收費站廣場中都會設置專門的攝像機，每個攝像機所捕捉到的圖像信息不僅需要傳輸至收費站當中，還需要將信息傳輸?shù)奖O(jiān)控匯總和收費中心，收費系統(tǒng)另外也需要完成攝像機到收費站過程中控制信號和視頻的傳輸，但是圖像和控制信號的傳輸卻具有一定的差異，不需要采用復用方式，攝像機圖像都有一一對應的光纖，經過modem實現(xiàn)控制信號的傳輸。

3 總結

高速公路機電工程中分別包含通信、監(jiān)控和收費系統(tǒng)，其中通信系統(tǒng)是其他兩種系統(tǒng)得以運轉的基礎，也屬于機電工程中基礎性最強的通訊設施。本次筆者結合某高速公路，分析高速公路通信系統(tǒng)的主要構成部分，以及具體使用情況，與此同時通過對監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)的分析來突出通信系統(tǒng)在機電工程中的重要性。當前，網絡化和信息化已經成為未來的必然發(fā)展趨勢，因此必須要結合高速公路的實際需求，完善通信系統(tǒng)，使其更好地為高速公路服務。

[1]湯翊.高速公路機電工程通信系統(tǒng)技術應用分析[J].通訊世界,2016(20):1-2.

[2]郭九鷺,康蕾.高速公路機電通信系統(tǒng)新技術展望[J].河南科技,2012(11):63-64.

[3]王靜.通信系統(tǒng)在高速公路機電系統(tǒng)中的應用[J].交通世界(運輸,車輛),2012(4):141-142.

[4]趙亞輝.通信系統(tǒng)在高速公路機電工程中的應用[J].公路交通科技,2006(6):156-157.

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1009-3044(2017)19-0038-02

2017-06-03