高速公路机电工程通信系统技术探讨

曹志鹏

山西交投高新高速公路管理有限公司 山西晋城 048000

近年来，随着科学技术水平的不断发展，我国在具体建设通信技术方面也取得了一定的成果。通信系统的技术水平决定了高速公路机电工程的运行效率。通信系统的技术升级和改造成为提升高速公路运营和管理效率的重要手段。现阶段我国高速公路通信系统与联网技术正处于不断成熟完善的建设进程中，并朝向数字化与信息化方向发展，为此，相关部门应当积极探究高速公路通信系统与联网技术优化的策略，实现优势整合，助力我国交通事业的持续发展。

1 通信系统的构成

高速公路通信系统主要由以下几部分构成：数字传输系统（含光传输设备、光纤管道及通信光缆）、电话软交换系统、通信电源设备、网管系统。其中数字传输系统主要由骨干和业务接入传输网组成，能为收费、监控、办公OA业务的数据传输提供可靠的传输通道并支持多种数据格式，如视频、语音和图像等。电话软交换系统能够搭建内部语音通信网络，并能接入运营商的外线电话。通信电源设备能够为光传输设备提供稳定可靠的电源，同时还配置了蓄电池组，能在停电的情况下继续为通信系统设备提供可靠的供电。网管系统能够实时监测通信系统设备的运行情况，并在设备出现问题的时候记录相关告警信息，为通信设备的维护维修提供便利和帮助[1]。

2 高速公路通信系统的现状分析

随着社会经济不断发展，我国高速公路建设规模庞大，因此通信系统的建立也需要一个庞大的系统。而如此庞大的系统如果仅仅进行单个区域的通信系统设置，各个公路段的信息无法实现共享，那么对于信息的分析与利用就需要耗费更多的经济投入且无法实现全方位的信息共享。因此，实践中为了避免上述情况发生，我国高速公路通信系统的建立需要进行统一化的设置管理。在统一化的设置下，各个系统的操作相同，另外根据高速公路所在路段的不同可以进行进一步的分级管理，且大系统下由数个不同的小系统组成。在资源搜集或者调配的过程中，只需要通过网络中不同地区的切换就能够完成信息的收集与管理。在当今时代的发展形式下，互联网、智能系统与通信系统的结合才能够满足我国经济建设的需求[2]。

3 通信系统技术要求

3.1 视频监控图像的传输

高速公路通信系统一个重要业务内容为上传视频监控图像。由于高速公路干线及收费站监控摄像机数量众多，时刻都在产生海量的视频图像数据。视频监控图像的传输对传输通道的稳定性及带宽要求极高，网络延迟或丢包率高，会造成上传图像出现花屏、卡顿等问题，无法满足实际工作需要。

3.2 收费数据的传输

高速公路通信系统另一个核心业务是收费数据的上传。在高速公路运营生产过程中，不仅会产生海量的图像数据，还会生成大量的收费数据。收费数据的传输对传输通道的稳定性要求较高，网络不稳定会造成收费数据无法及时上传等问题。

3.3 语音业务传输

高速公路的语音业务主要运用电话软交换设备。在日常工作中，各收费站、路段管理中心、省中心的工作人员，经常需要使用内线电话来进行沟通交流、汇报工作。语音业务的传输对传输通道的带宽的要求很低，但需利用IP通道进行传输。如果在高速公路行驶的过程中，车辆所载人员处于断网状态，那么就会对其生活与工作产生极大的不便。因此，必须建立起一套完整的机制，对高速公路中工作人员的语音通信状态予以保持和畅通[3]。

4 高速公路机电工程通信系统技术分析

4.1 SDH技术

SDH作为同步数字体系，是根据不同速率的数字信号的传输而提供相应等级，进而形成的信息结构，主要采用的是复用方法与映射方法。传统的高速公路通信系统最常采用的网络技术为PDH技术，即准同步数字体系系统，而SDH技术则是基于PDF技术衍生而来，并逐渐成为目前我国高速公路通信系统中最为常见且有着广泛的应有范围的网络技术。SDH技术的工作原理是借助同步数字体系将高速公路运行期间的大量数据传递至同一主机系统进行专业化处理，在结合不同方面的需求将这些信息进行多向化传输。在组成结构方面，SDH同步数字体系较为复杂，不仅包括主机系统，还包括有与之配套的各类通信设备，运营管理难度较大[4]。

4.2 ATMOVERSDH技术

同步数字体系（SDH）应用范围比较广泛，主要特点为同步复用、传输透明性高、高速大容量传输、性能稳定以及运行可靠等特点，而且与现有网络完全兼容。ATM作为通信技术的主流技术，能满足高速数据传输、视频会议、远程办公等业务需求。运用SDH传输ATM信息，具有成本低、传输速度快等特点。可以说ATMOVERSDH技术的应用，使通信系统的效能得到发挥，提高了系统工作效率，保障了高速公路运营、管理和维护的顺畅运行。

4.3 自动交换光网络技术

自动交换光网络技术作为常见的信息处理技术，在高速公路机电工程中的应用主要是推动和辅助信息系统的运行。特别是借助该技术具有强大的筛选和排查功能，能够实现对整个高速公路复杂交通情况的自动搜索并进行主动的甄别与筛查，及时发现问题，帮助工作人员在最短时间内解决问题。

4.4 分组传送网技术

分组传送网技术是在IP业务和底层光传输介质之间增加一个层面，以分组业务为核心，并提供其他辅助性业务。在技术应用中，要合理设置底层介质，以确保信息流传输的高效性。分组传送网技术的操作空间较大，与上下层的关联性不大，在运行中可以多设置一个层面。但在操作空间时，要严格依照操作标准，维持系统结构的稳定性，确保系统功能得到高效发挥。分组传送网技术的使用成本较低，同时具有光传输的优良特性，具有较好的可用性和可靠性，以及较高的安全性。

4.5 数字程控交换技术

数字程控交换技术是一个进行语音交换的平台电话交换系统。高速公路机电工程中的电话交换系统一般分为两个级别，一个一级交换中心是设置在省级通信中心，二级交换中心实现的是所辖范围内终端话务的交换和市话交换的业务。从整体上而言，我国综合国力的提升，其中与高速公路的发展有着密切的关联，但是高速公路的发展其中存在的问题也比较突出，特别是信息技术发展方面的问题，组网的建设是整个系通信系统中的一个重要问题。面对这种情况，进一步优化高速公路机电工程通信系统技术在高速公路中的应用非常重要[5]。

4.6 OTN技术

伴随着科学技术不断发展，OTN技术得到了广泛应用，其在高速公路通信系统方面的应用可以实现对网络结构的全新设置，利用节点机作为基础实现各种业务的连接，通过语音的形式就可以实现业务的传输，而通过数据接口和网络接口进行数据业务的传输。高速公路通信系统方面的各种设备都可以和周边最近的节点机实施连接，以此种方式实现信息的采集以及发布，通过OTN技术的有效应用可以进一步完善高速公路通信系统的建设。以OTN技术为基础的高速公路通信系统充分融合了传统SDH技术以及WDM技术的优势，实现了更加灵活、更加可靠、大容量以及大颗粒的传输，在实际应用中可以大大提升具体业务调度的灵活性，能够进一步提升管理性能，可以实现完善的保护方式。

4.7 IP技术

该技术是有关无连接分组通信协议的技术。IP技术的诞生与蓬勃发展得益于互联网时代下信息技术的迅速发展，在这一背景之下，IP技术迎来了巨大的发展机遇与十分广阔的发展前景。IP技术具有较高的兼容性，其具有的高度灵活性、技术先进性与超强拓展性使其广受数据传输业务的欢迎，并逐渐成为各行业之间信息交流的主要方式。在高速公路通信系统中，IP技术能够满足信息传播的各项音视频功能需求，简单便捷的实现数据之间的清晰交互。

5 完善通信系统的措施要点

5.1 扩展高速公路网络技术应用深度

想要保证高速公路机电工程通信系统的稳定性，就需要有相应的网络技术支撑。这种情况下，相关部门需要再重视这个方面的基础上，大力发展高速往高速公路网络技术。在这个方面不仅需要投入一定的人力，物力与资金，更加需要。明确发展方向明确，发展方向，制定发展目标。另外再加强新网络技术应用的过程中，还需要注重内部信息系统的建设，确保能够为高速公路通信系统的发展提供一定的支持。

5.2 有效提升通信系统网络技术水平级

由于我国高速公路建设缺乏统一规范标准，在宏观调控上，要充分利用宏观指导的作用，把管理的重点放在各地区资源配置上，合理规划各地区的高速公路投资比重，在此基础上，进一步统一规范标准。同时，管理部门要发挥系统内部数字化建设的统筹功能，力求从宏观规划上，进一步提升数字化建设的整体性和协调性，设置外来网络的安全门槛，保护系统运行的安全性。最后，管理部门要发挥监督职能，制定设备引进管理机制，避免垄断现象的发生，确保通信系统配置合理、高效，从而提高配置利用效率。

5.3 合理建设传输网络

高速公路机电工程通信系统技术运用过程中，需要重视构建完善的传输网络，同时确保架构满足实际需求。高速公路通信系统架构建设过程中，要充分发挥相应通讯技术、网络资源的优势，最大程度发挥通信系统技术所具有的优势来增强整个通信系统的性能。除此之外，要充分考量到各方面因素对于系统造成的影响，对于故障进行全方位排查，能够为通信系统技术的具体应用、信息传输效率的提升提供基础保障。

5.4 重视通信系统保养和维护

高速公路机电工程通信系统运行过程中，系统保养和维护是确保高速公路运营的重要环节。管理人员每天通过网管系统，对通信系统传输设备的运行状态进行巡查。主要查询各设备的告警信息以及光纤链路的衰耗是否处于正常值，对于发现的问题需及时进行维修。管理人员定期对机房内的通信系统设备进行维护。主要包括设备的除尘，整理线缆及标签，检查设备运行状态及接地是否正常，检查通信电源设备在市电停电情况下是否能够正常工作等。

5.5 构建完善的信号控制体系

当前，信号控制系统处于广泛使用状态，具有较大的运行规模。然而，信号控制系统运行程序完善效果不佳。相关研发人员应开展信号控制系统的研发工作，为信号控制体系的有序运行提供技术保障。现阶段，国内研发人员处于专业性发展阶段，应加强通信技术人才培养，制定人才出国学习的有效方案，提升通信技术人才的培养力度，增强信号控制研发的可行性。

6 结语

综上所述，目前我国高速公路通信系统已经基本上实现了从单线路到网环境的转变，联网技术也进行了一定的创新，特别是近些年，数字云、物联网技术、大数据等的发展，极大程度的促使了高速公路机电工程通信系统的发展与优化。在国家大力提倡建设高速化交通的基础上，优化高速公路通信系统与联网技术能够推进我国交通事业的长足发展。