浅谈高速公路机电工程通信系统的发展和应用

冯芳

（广西北部湾投资集团有限公司沿海高速公路分公司 广西钦州 535000）

浅谈高速公路机电工程通信系统的发展和应用

冯芳

（广西北部湾投资集团有限公司沿海高速公路分公司 广西钦州 535000）

本文就高速公路机电工程通信系统的结构以及应用展开简要论述，指出了高速公路通信系统的发展现状，说明了高速公路通信系统在实际应用中的结构功能。希望对该行业带来一些参考及借鉴。

高速公路；机电工程；通信系统

引言

随着现代社会的发展，高速公路在人们的日常生活中越来越重要。与此同时，人们对高速公路的要求也随之增加。现如今，社会高速发展，人们期待一种更快、更舒适的外出方式，于是高速公路便成为人们更多的选择。但是由于交通事故问题给人们带来了巨大的经济损失和伤亡，因此需要不断完善高速公路的通信系统、发展现代施工技术并实时与用户进行信息交流，让人们更舒心地走上高速路。

1 高速公路机电工程通信系统的现状

目前，高速公路通信系统是由光纤数字传输系统、综合业务接入系统、程控数字交换系统、通信电源系统、道路测试紧急电话系统、视频传输设备和室内外光电缆为主要传输介质的综合通信系统。

高速公路全线的管理部门和监控系统之间提供不间断的通信服务是通信系统的目标。管理部门在发生故障时，可以提供自动自诊断程序，也可以提供道路用户路侧紧急呼叫服务。总的来说目前的高速路通信系统可以提供一整套的全自动自控服务，可以完成很全面的定位服务。

2 高速公路对通信系统的要求

通信系统主要为高速公路的运营管理和监控、收费系统实现提供必要的语音、图像和数据传输通道，是保证高速公路安全、高速、平稳和实现现代交通管理的重要手段，起到了整个高速公路管理系统的中枢神经作用。

高速公路通信网络需要能够同时传输语音、数据和图像，信息量较大，因此频带的选择和足够大的通信容量在光纤通信系统中是必须具备的。光纤通信同时具备通信容量大、抗电磁干扰能力强、通信质量高、传输距离长等特点。

3 高速公路机电工程通信系统应用结构

3.1 高速公路通信系统

随着计算机技术和网络技术的迅速发展，高速公路信息化平台的建设已经进入了一个新的发展阶段，高速公路数据通信系统作为高速公路信息系统建设的基础设施，对其产生了重要的影响，随着智能高速公路管理系统的逐渐普及，对高速公路数据通信系统的要求也越来越高了。

为与高速公路的管理机构一致，目前高速公路通信系统网络体系结构为三级模式：

省交通通信中心（设立在省会城市）、市级通信分中心（设置在分公司所在的城市）、各路段通信中心（设置在收费站和服务区）。省中心与市级分中心通过主干网连接，路段的通信站会通过接入网与所在分中心连接。在网络结构上，主干网主要采用环网或者网状网。而接入网为环网结构，该结构便于节点的增加。

3.2 光纤传输系统

由最开始的PDH到今天的SDH（同步数字序列）、WDM（波分多路复用）、DWDM（密集波分多路复用）以及全光网络技术，光纤传输系统经过了不断的发展。高速公路普遍采用SDH的传输模式，如图1所示。SDH传输方式可对多个路由之间进行自由的选择，它的网络接口是统一的，并且可以兼容PDH等数字体系。

图1 SDH传输网

光纤传输系统是为程控交换机或者话务通信等高速公路沿线设施提供传输的媒介通道。

根据高速公路的实际情况，为了提高整个主干网络的可靠性，通常是使用性价比高的环形的保护方式。同步时钟使用主从方式的同时，通过BITS系统分配和确定输入节点机SDH的信号。

3.3 程控数字交换系统

程控数字交换系统是由不同位置各自的配置连接完成信息传输的一个系统。每个通信总中心、通信中心配置一台程控数字交换机，远端交换模块RSM安装在通信分中心，各通信站可以直接接入电话，连接方式是光纤接入，设备ONU（光网络单元）提供语音端口。用接入设备OLT及远端交换模块RSM来实现通信站电话与其他通信点的业务电话连接。

3.4 ATM传输系统

ATM系统按通信系统的管理体制设计分为三级：一级网络是总中心到中心，网络带宽推荐值为622MbpsOC-12cATM；二级网络为中心到分中心，网络带宽推荐值为155MbpsOC-3cATM；三级网络是接入部分，从分中心到各站点，网络带宽推荐值为2Mbps广域网。

3.5 通信中心

通信中心常规配置两台ATM交换机，两台千兆位以太网交换机。ATM主干通信中心由SDH传输设备ADM（分插复用设备）和通信分中心的ATM交换机组成。以太网交换机上的2个622M的高速端口与两台核心ATM交换机相连，另外，以太网交换机上应配置10/1OOMbps的自适应端口，可以相互连接监控系统的计算机、收费系统的计算机以及其他计算机。通信中心和通信总中心的核心ATM交换机及以太网交换机技术指标是相同的。

在通信总中心一般会设置两台ATM交换机、两台中高档的路由器、一台快速以太网接口连接总中心的千兆位以太网交换机以及配置一个高速串行端口连接公网提供的数据接口。一级ATM骨干环即由通信总中心通过SDH传输设备ADM（分插复用设备）与通信中心ATM交换机组成。路由器用于连接外部，主要连接Internet和专业银行。

3.5.1 中继方式

通信总中心、通信中心通常采用将程控数字交换机和电信公用的电话交换网络连接的方式。市话公网中有两种方法可用于提供市话、长途以及国际长途业务：①数字中继的方式；②模拟环路中继方式。

计费系统通过计费软件实现公网电话的计费，通常设置在通信总中心。另外，专网内部之间相互呼叫是不需要计费的。

3.5.2 通信分中心及通信站

通信分中心以及通信站为三级ATM数据传输系统，也应该配置ATM交换机。三级ATM数据传输系统通过SDH光纤传输系统以通信分中心的ATM交换机为中心形成星形连接各个通信站ATM接入设备。通信分中心与通信中心的ATM交换机连接是环形链路。

收费站的以太网交换机通过通信站的ATM接入设备经SDH光纤传输系统连接到通信分中心的ATM交换机上。监控系统外场设备数据通过一对Modem传输到通信站，Modem上的RS-232接口直接连接到ONU设备提供的RS-232接口上，再通过光纤传输系统传输到通信中心的ADM光纤传输设备上，ADM上相应的RS-232接口连接到监控分中心的计算机系统上。

3.6 图像传输系统

图像信号通过解码器连接到SDH设备，然后转移到分中心，由于带宽的限制，将无法利用可以传输数据的广域网线路来进行传输。

图像传输分为两类：收费系统的图像传输和监控系统的图像传输。

监控系统的图像传输分为两个步骤：①数字图像信号在数字链路中传输，最后到达通信中心的OLT设备中；②通过OLT设备的2Mbps接口将数字图像信号解码成模拟信号，显示在位于监控分中心的视频显示器中。

收费系统图像的传输是通过模拟的方式在收费监控系统上来显示收费车道的图像信息。同时对图像信息进行编码，然后通过通信站ONU中的2Mbps数据链路传输，最后显示在分中心的监控系统上。在收费分中心监控室内，再通过编码器编译成模拟信号，最后将信号显示在监视器上。

4 高速公路机电工程通信系统未来发展

随着科学技术的发展，会有越来越多先进的计算机技术、通信技术、电子技术、网络技术以及GPS车辆导航和定位技术、GIS地理信息系统等被应用到高速公路机电系统中。并且未来的高速公路通信系统将会更加的先进，更加的安全，并且会有更简单的操作。

在可预见的未来，高速公路通信系统的联网技术要实现各个技术之间的融合，实现优势互补，朝着数字化、光纤化、安全化的方向发展。特别是有公网标准接口的高速信息网络形成后，全国性的联网监控、网上通信系统，将会成为分布广泛的“国家信息高速公路”。

预计可实现以下的技术融合：

（1）IP技术与ATM技术的融合；

（2）IP技术与SDH技术的融合；

（3）IP技术与WDM技术的融合。

5 结束语

高速公路通信系统建设是关乎国计民生的大事，良好的通信系统能够有效提高高速公路的运行效率，保证高速公路的快速、安全、稳定、方便和舒适。随着社会的不断发展和通信技术的日新月异，高速公路通信系统建设应该从技术的发展、整体投资还有管理需求的各个方面进行综合分析，只有这样才能实现高速通信系统建设的最终目标。

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U417

A

1004-7344（2016）18-0163-02

2016-3-20

冯 芳（1985-），女，广西浦北人，助理工程师，本科，主要从事机电工程维护工作。