城市快速路智能交通通信系统

熊启鹏，张 杰

（上海市政工程设计研究总院（集团）有限公司，上海市 20092）

0 前言

城市快速路智能交通系统是将先进的信息采集技术、通信技术、数据处理技术、计算机技术、软件开发技术等综合应用于城市快速路网，从而提高道路交通管理、控制和服务水平，建立一种安全、高效及舒适的道路交通运输系统。城市快速路智能交通通信系统是城市快速路智能交通系统的基础支撑平台，负责智能交通系统的信息传输和交换，是智能交通系统建设成功与否的关键因素之一。

城市快速路智能交通通信系统主要内容通常包括：通信管道、通信设备（光端机、以太网交换机等）和通信介质（光缆、电缆等），下面分别介绍。

1 通信管道设计

1.1 通信管道设计原则

（1）满足交警、公安等管理部门基本需求；

（2）结合道路建设进行敷设，以暗埋为主；

（3）管道容量适度超前，因管道敷设须配合道路建设进行，因此扩容成本很高，所以在敷设管道时应预留有一定的余量；

（4）结合供电箱变、电信等通信公司通信点设置高架桥梁引下点；

（5）路网管道需具有系统性。

1.2 通信管道材料选择

通信管道常用材料有：PE管、PVC管、硅芯管、钢管等，下面分别介绍各类管材的优、缺点：

（1）PE管内壁光滑、拉伸性好、柔韧性好、耐低温、便于施工。

（2）PVC管优点是重量轻、耐腐蚀、价格便宜、密封性好；缺点是弹性小、易碎裂，进行防撞墙混凝土振捣时，混凝土浆液容易沿破碎处灌进PVC管内，造成管道阻塞，后期无法进行光缆穿线。

（3）硅芯管内壁覆盖一层硅质润滑剂，摩擦系数小，适合长距离光缆敷设，一般多用在高速公路，用来保护光缆，可进行吹气法施工，提高施工进度。

（4）钢管抗压强度高，但易腐蚀，成本较高，一般用于横穿道路。

根据以上分析，城市快速路纵向管道一般采用PE管，横穿管道一般采用钢管。

1.3 通信管道设计

城市快速路智能交通纵向管道一般敷设在两侧防撞墙内，每隔一定距离设置横穿管，管道接续可利用照明接线箱，仅在设置监控设备增设接线箱。纵向管道全线贯通，在标段起终点处设置接线箱用于相邻标段监控管道的接入。横穿管一般每500 m左右设置一道，敷设于桥梁铺装层底部。受防撞墙内钢筋间距限制，防撞墙内纵向管道一般选用2或3根φ75 mm左右管道（见图1）。考虑到桥面铺装层厚度及车辆负荷，横穿管一般选用4根SCφ32 mm左右镀锌钢管。桥梁段管道与地面管道沟通采用引上管道或桥架方式，管材一般选用3根φ75 mm左右管道或相当于3根φ75 mm管道容量的桥架。

图1 桥梁段纵向管道

地面纵向管道根据交警、公安等管理部门需求，一般敷设2或3根φ75 mm左右管道，敷设在分隔带或人行道下，埋深不小于0.7 m，每50 m左右设置接续手井，与其他地下管线及建筑物间最小净距见表1。

表1 智能交通地面道路通信管道与其他地下管线及建筑物间最小净距表

根据交通组织，在地面交叉路口敷设6根/4根SCφ100 mm钢管。过路钢管管顶距地面不小于0.6 m。在分隔带及人行道设置接线井。

1.4 通信管道施工要求

PE管道必须光滑、平整，无砂眼、气泡和下陷痕迹。管内应预穿好敷缆用的铁丝，铁丝伸出两端管口500 mm，管口应用麻布、棉纱或木塞封堵严密，以防泥沙进入管内。

钢管表面热镀锌处理。钢管的内外表面镀锌层应完整，不允许有未镀上锌的黑斑和气泡存在。钢管镀锌后表面可进行钝化处理。

钢管进入手井时应将管口切成与孔壁同一平面，钢管应缩入井壁一定距离并用水泥砂浆将管口抹成圆楞。

钢管管道弯曲半径不小于管径6倍，管内应预穿好敷缆用的铁丝，铁丝伸出两端管口500 mm，管口应用麻布、棉纱或木塞封堵严密，以防泥沙进入管内。

2 通信系统设计

2.1 通信系统设计原则

（1）满足现阶段通信需求，预留适量通信接口；

（2）模块化结构，方便未来通信扩容；

（3）与交警、公安等管理部门既有系统兼容；

（4）“光进铜退”，尽量使用光缆通信。

2.2 通信系统业务及其接入特点

城市快速路通信系统业务可归纳为视频图像、数据两大类。视频图像主要是视频监控子系统产生的视频信息，要求对视频图像进行实时传输，且数据量大，通信系统传输压力较大。数据业务主要是信息诱导发布子系统、交通信号控制子系统、违法取证子系统、交通参数检测子系统、入口匝道控制子系统等产生的数据信息，数据信息量相对较小。

2.3 通信系统组网分析

高速公路通信网的应用技术主要有SDH、ATM及以太网技术，而城市快速路通信系统主要是通过光端机点对点传输、以太网技术进行视频和数据的传输。其中，光端机分为视频光端机、数据光端机及视频数据复用光端机。

以太网交换机常用的有百兆以太网交换机和千兆以太交换机。如选用以太网进行信息传输，因以太环网具有实时性、可维护性及可靠性等优点，工程应用中多是将以太网交换机通过光纤连接成环，组成以太环网。

视频信息可以通过视频光端机进行点对点信息传输，也可以通过以太环网进行视频信息传输，见图2、图5。

图2 视频信息点对点传输结构图

同样，数据信息也可以通过数据光端机进行点对点信息传输，或通过以太环网进行数据信息传输，见图3、图5。

图3 数据信息点对点传输结构图

在视频信息量较小的情况下，视频信息可以和数据信息一起传输，组成视频数据复用通信网络，见图4、图5。

图4 视频数据信息复用点对点传输结构图

图5 视频数据信息复用以太环网传输结构图

2.4 通信光缆施工要求

（1）光缆的机械性能应能经受拉伸、压扁、冲击、反复弯曲、扭转、曲绕、挂钩等项检验；

（2）光缆应具有防潮、防水、防鼠咬、防腐蚀、防雷等保护措施；

（3）光缆敷设弯曲半径不应小于光缆外径的20倍；

（4）光缆敷设最大拉力不应超过1500 N，且拉力应作用在光缆加强芯上。

3 结论

城市快速路智能交通系统在我国处于起步阶段，但在提高道路使用率、保障交通安全、缓解交通拥堵、减少空气污染等方面的显著效果已经得到广泛的认可，包括北京、上海等各大城市都投入大量资金进行建设，是解决城市交通拥堵等问题行之有效的手段，也是世界交通运输领域研究的前沿课题。

城市快速路智能交通通信系统是城市快速路智能交通系统的基础支撑平台，负责智能交通系统的信息传输和交换，是智能交通系统建设成功与否的关键因素之一。伴随着科技的进步，城市快速路智能交通系统及其通信系统也将不断进行技术革新，并为城镇居民交通出行状况的改善提供更强有力的支撑。

[1]GB 50373-2006，通信管道与通道工程设计规范[S].

[2]王炜，过秀成.交通工程学[M].南京：东南大学出版社，2000.