通信系统在高速公路机电工程中的应用

陈包君

（安徽电信工程有限责任公司，安徽合肥230088)

通信系统在高速公路机电工程中的应用

陈包君

（安徽电信工程有限责任公司，安徽合肥230088)

当前互联网技术的快速更新，使得通信技术以较快的速度更新换代。高速公路想要充分发挥舒适、便捷、安全的功能特点，就需要完善机电工程系统。通信、监控和收费系统则是高速公路机电工程中的三大构成部分，其中通信系统是机电工程中的基础构成部分，该文将着重对机电工程中的通信系统应用情况进行分析，并简要分析收费系统和监控系统的应用。

通信系统；高速公路；机电工程；应用

在高速公路机电工程系统中，通信系统属于基础性比较强的设施，包含光缆数字传输、数据图像传输以及程控数字交换等多个方面[1]。笔者拟以某公路为例对高速公路机电工程中通信系统的应用情况进行分析。

1 高速公路对通信系统的具体要求

通信系统在高速公路运行中能起到监控和管理的作用，并提供相应的数据和图像信息传输通道。通信系统也是确保高速公路高效、畅通和高速运营以及推行现代化交通管理中必不可缺少的手段，甚至可以说通信系统是高速公路机电工程中的中枢神经。

高速公路通信系统需要在同一时间段内传输图像、数据和语音等，传播的信息量比较大，这对通信系统的要求也将会更高，所以需要选择通信容量更大的光纤[2].另外通信系统也需要具备传输距离长、质量高、电磁干扰能力强的特点，这些都是其他的通信方式所无法比拟的。

2 通信系统在高速公路机电工程中具体应用——以某高速公路为例

2.1 高速公路基本概况

某高速公路共设置了6个通信站点，由高速公路通信中心进行管理，其中5处为无人通信站点，1处为有人通信站。所采用的通信光缆为48芯单模光缆，传输系统为STM-4等级光线数字传输系统，用户接口所采用的系统为华为FA16系统，以此来确保数据和语音的实时传播。通信系统向监控系统传输信息数据以及图像数据时所采用的光缆为专用的36芯光缆。

2.2 通信系统具体应用

2.2.1 通信干线传输系统的应用情况

该高速公路所采用是光纤通信系统，这主要是因为：第一，高速公路通信网需要同时传输图像、数据和语音，信息量总体比较大，所以需要选择通信容量更大频带更宽的光纤通信系统；第二，光纤通信具备较强的抗电磁干扰能力和传输距离长，通信质量高等多方面的优点，这也是其他种类的通信传输系统所无法比拟的优点；第三，光缆通信的中继距离明显高于其他种类，能够更好地适应不同通信站点之间距离不同的现实情况；第三，光纤通信传输系统在经济上占据优势。

2.2.2 程控交换系统的应用情况

根据高速公路实际情况以及通信系统的业务，该高速公路所采用的通信系统为3级程控交换系统。第1级为交换中心，设置在高速公路的总公司通信中心，主要任务是负责话务的接转，比如对所有的去话、来话等进行转接，与此同时它还和2级公路网的中心相连接，负责本局的话务接续和转接工作。3级交通中心则是分别在高速公路公司的下属管理所中设置，最主要的职能是接续本系统内的话务，也需要和出入本局的话务进行接续工作。为了使通信系统的灵活性和可靠性得到提高，各级交换中心和交通中心均可以进行相互的连接，以此来构成多路由和多迂回的程控数字交换网。

2.2.3 语音通信系统的应用情况

通信系统中的语音通信系统包含移动电话、业务电话和指令电话等不同的小系统[3]。业务电话系统是为了提供联系的电话，比如实现各个管理所、各公司和高速公路中各种设施，如供电、配电、加油站、停车场、服务区和收费、监控等之间的联系，另外也可以提供外部或者内部的业务联系。业务电话属于自动拨号，和市话公用网之间进行了汇接。指令电话系统主要是下达相关的调度或者监控指令，下达的对象为监控中心。为了便于交警的业务调度和更好的管理控制交通，需要在监控总中心和分中心分别设置不同的电话指令控制台，方便公路和交警值班人员分别进行使用。指令电话所使用的系统相对独立，控制台则是设置在各路公司之内，分为交警指令和监控指令两种不同的控制台，分别对所管辖路段的指令电话机进行管理。最后为指令电话机，该电话机具有群呼、单呼和组呼功能，另外也具有自动录音的功能，指令控制台能够实现控制台和电话机之间更好的连接。

2.2.4 移动通信系统应用情况

移动通信也是通信系统中重要的构成部分，所谓移动通信就是双方中有一方是在移动的过程中来交换信息，移动通信不仅包含双方之间所开展的通话，而且还包含图像、语音等传输[4]。高速公路中的移动通信系统可以自己单独的组建相应的网络，也可以租用邮电部门设置的公用移动通信网络。邮电部门所设置的公用移动通信网络，不仅在管理上具有较大的优势，而且还可以实现全省漫游，节省了自己组建网络所需要花费的时间和资金。但是租用公用移动通信网络的费用较高，也无法同时实现移动通信中的组呼和群呼相关调度功能。自行建立专门的高速公路移动通信网络，可以有效地解决这方面的问题，但是需要较大的投资。因此该公路的通信系统中应用了自己建立的专业移动网络，所选择的移动通信系统为800Hz集群类型。根据调查显示，该高速公路的移动通信技术属于比较先进的，而且具备较好的快速应变能力，值得在其他高速公路通信系统建设中推广使用。

2.2.5 卫星通信网的应用情况

当前在我国的各省市已经组建成功了各种不同的卫星通信系统。卫星通信系统已经成为了1级、2级通信网的主要方式。各个高速公路公司的通信分中心和通信中心和卫星站基本上都处于相同的地方，所以在通信网络的整体规划过程中必须要充分考虑到卫星通信网络接口的设置。

2.3 监控系统具体应用

监控系统也是高速公路机电工程中的构成部分，而监控系统则分别包含计算机系统和外场的相关设备。第一，计算机系统指的是监控系统中的情报处理系统，包含终端计算机、交换式集线器、网络服务器和通信控制器等。收费站控制室的计算机设备系统和收费广场车道控制计算机系统等构成了基本的局域网，而收费中心内的计算机则是构成了相对独立的局域网。第二，场外设备包含气象检测器、可变限速标志、可变情报板等，这些监测点通常与通信站之间的距离会比较远，而且处于相对分散的位置，数据量更是不大，因此不能使用标准的数据接口来传递相关的数据信息，所以需要在每个远端数据点配置1台Modem，这样就可以把数据传递到距离该处最近的一个通信站，最后借助于通信系统将监控信息传递到中心控制器当中。该高速公路当中的气象监测器1套，车辆检测器12套，气象监测器与车辆检测器在采集到所需要的数据之后，就需要借助因特网数据光端机，将数据上传至最近的站点，再借助于通信系统提供的数据传输通道将信息传送至监控中心的计算机系统中。第三，监控数据的传输方式，监控数据的传输模式为两级管理模式，首先通信系统需要提供足够的接口，这些接口主要为了满足综合业务接入网的ONU设备业务通道，监控数据传输的具体方式为模拟传输方式，通过这些音频接口来完成相关的操作，再由监控系统来进行数据转换。第四，图像的传输方式，监控系统会在公路沿线布置相关的摄像机，每个摄像机所拍摄到的图像和控制信号最终都需要传输到监控中心。通信系统在监控系统的摄像机图像和控制信号传输过程中起到的作用就是提供传输光缆，以确保其能够高效快速的传输。

2.4 收费系统具体应用

高速公路中的收费系统属于半自动收费方式，车型的判别需要人工完成，另外也需要负责出口验卷、通行卷的发放，通行费用计算和收费等，校核车辆检测器，闭路电视的监视等。当前我国高速公路中正在大力推广计算机联网收费，在不久的将来也将会慢慢实现全自动收费的方式。通行卷包含磁卡形式和非接触式IC卡两种方式，为了更加有利地推进计算机的联网收费，公路系统需要采用样式一致的通行卷。

计算机收费系统通常需要分为两种不同的等级，分别包含收费中心和收费站两种计算机系统，其中前者一般和高速公路收费站点的广场车道控制计算机形成相应的局域网。各个局域网之间以及收费中心等需要通过通信系统完成数据信息的传输，以此来进行沟通。收费数据的传输属于三级管理模式，包含收费中心、收费站和收费车道等，其中收费中心和站点之间的数据直接利用数据通道实现传输，各个通信站的ONU设备需要提供必备的数据通道接口。收费站和收费中心的路由器将通信和收费系统有机地结合在一起，在区域收费实现联网之后，路由器需要具备两个相互独立的数据接口，其中一个数据接口负责将数据传输至收费中心，而另一个数据接口则是负责将数据传输至拆账中心。

高速公路的收费站广场中都会设置专门的摄像机，每个摄像机所捕捉到的图像信息不仅需要传输至收费站当中，还需要将信息传输到监控汇总和收费中心，收费系统另外也需要完成摄像机到收费站过程中控制信号和视频的传输，但是图像和控制信号的传输却具有一定的差异，不需要采用复用方式，摄像机图像都有一一对应的光纤，经过modem实现控制信号的传输。

3 总结

高速公路机电工程中分别包含通信、监控和收费系统，其中通信系统是其他两种系统得以运转的基础，也属于机电工程中基础性最强的通讯设施。本次笔者结合某高速公路，分析高速公路通信系统的主要构成部分，以及具体使用情况，与此同时通过对监控系统和收费系统的分析来突出通信系统在机电工程中的重要性。当前，网络化和信息化已经成为未来的必然发展趋势，因此必须要结合高速公路的实际需求，完善通信系统，使其更好地为高速公路服务。

[1]汤翊.高速公路机电工程通信系统技术应用分析[J].通讯世界,2016(20):1-2.

[2]郭九鹭,康蕾.高速公路机电通信系统新技术展望[J].河南科技,2012(11):63-64.

[3]王静.通信系统在高速公路机电系统中的应用[J].交通世界(运输,车辆),2012(4):141-142.

[4]赵亚辉.通信系统在高速公路机电工程中的应用[J].公路交通科技,2006(6):156-157.

TP311

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1009-3044(2017)19-0038-02

2017-06-03