现代高速公路机电通信系统新技术应用分析

杨帆

（山西交通控股集团运城南高速公路分公司，山西 运城 044000）

0 引言

对于现代高速公路来讲，其在日常运营过程中需要用到多种先进技术手段，机电通信系统便属于其中一个极为关键的技术模块，为有关管理部门、监控部门还有收费部门等提供一系列数据、图像等相关信息的传输通道，从而保证高速公路能够稳定安全地运行。通过对新技术的应用可以充分发挥机电通信系统的价值和作用，因此有必要对现代高速公路机电通信系统新技术做出深入研究，以此助推高速公路事业不断发展。

1 现代高速公路机电通信系统概述

对于现代高速公路来讲，其机电通信系统属于一项极为复杂的综合体，涉及的技术模块众多（主要构成如表1所示），其可以有效地对高速公路的整体运行情况还有一系列服务等开展全过程监控，从而为收费以及管理等工作的稳定高效开展提供可靠的技术支撑，切实保证全路线的正常运营。此外，该系统的主要功能涉及图片传输、视频传输还有语音传输等多种信息传输功能，使得现代高速公路在实际运营过程中的信息沟通变得更加多元化以及高效化[1]。

2 高速公路机电通信系统现状分析

2.1 设计难度大

目前来看，很多高速公路中的机电通信系统在实际工作过程中，存在着一定的间断性，同时各模块之间有着较大的差异，所以使得机电通信系统的设计难度相对较大[2]。

2.2 应用不规范的问题

近几年国内高速公路里程呈现出了持续增加的趋势，但是对于机电通信系统建设方面并没有形成统一的标准以及规范，这使得不同地区在实际设计、建设方面都会选用不同的标准，从而使得系统投入使用后容易出现不规范的问题，进而影响实际通信水平。

2.3 存在新技术应用力度不够以及不合理的问题

对于现代高速公路来讲，在实际建设过程中，为了充分发挥机电通信系统的价值和作用，切实保证系统可以实现稳定高效地运行，往往需要对一系列先进的新技术手段进行应用。但目前来看，不同地区所能够应用的技术手段存在着较大差异，部分地区未能对新技术进行应用或者实际应用并不合理，这使得新技术无法切实发挥应有作用，难以提高机电通信系统的建设水平，甚至反而增加了系统本身的管理难度以及影响了系统各项功能的发挥等[3]。

3 案例概述

案例为国内某高速公路工程，该高速公路穿越的市、县、区共计17 个，整体连接国道共计5 条，同时衔接铁路、水路以及航空等多种运输方式。整体长度318km，建成于2006年，主要为双向四车道，全程设计时速均为120km；路基宽度为26m；路基高出地面大约2.8m。该高速公路昼夜交通量处于40000～50000车次之间，全线涉及设施如表2所示。该公路路况现今较为良好，但交通事故频发，为了能切实保证公路的稳定安全运营，同时保证人们的生命财产安全，有关部门针对该高速公路的机电通信系统进行了改造，通过对多项新技术的应用，进一步提升了机电通信系统的监测、监控以及信息传输水平，使该公路的管理等各项工作成效得到进一步提升。为此，以该高速公路为例，针对现代高速公路机电通信系统新技术做出深入探讨。

表2 案例高速公路全线主要设施表

4 现代高速公路机电通信系统新技术研究

4.1 宽带IP 技术

对于IP 网络来讲，其属于创新性强以及较为高效的一种具备综合性特征的信息网络服务网。通过在高速公路机电通信系统中合理应用此项技术，能够解决现阶段局域网应用时存在的带宽问题。此项技术在开展多业务交换工作时，有着较高的效率，同时组网极为便利，并且比较容易开展维护以及管理工作，各类设备成本也相对较低，既能够降低高速公路机电通信系统改造或新建的技术应用成本，又可以促使系统的整体运行水平得到明显提高。

此项新技术的价值和作用主要体现在其能够提供具备较强针对性的良好分时复用模式专线以及ATM 适配还有帧中继等一系列功能，主要用于有效地支持一系列传统业务[4]。

4.2 RPR 技术

对于RPR（Resilient Packet Ring 弹性分组环）技术来讲，其属于现阶段一种较为新颖的网络技术，能够有效地对环形网络拓扑结构进行支持，即使在光纤产生断开问题时，也可以在较短的时间内进行恢复，而且此项技术还有着各类信息传输效率高以及成本低还有简单化等诸多优势，将其应用于高速公路机电通信系统中，可以进一步优化系统的整体运行水平。对于RPR 技术来讲，其主要对分组交换点构成的相应环形结构进行运用，通常不同节点间可以借助光纤的方式来开展连接作业，拓扑结构大多数情况下由两个方向完全相反的内环以及外环构成，借助这两个内外环可以达到各类数据信息同时进行传输的目的。通常情况下，RPR 技术在高速公路机电通信系统中应用的优势主要包括以下几点：

4.2.1 每对节点间均存在两条通信路径，可以保证高可用性。

4.2.2 能够实施两种保护机制。首先，环回绕，相应故障附近的节点有效诊断到故障环后，可以自动对该环进行停止使用，同时将该环的负载可以简单地有效回绕到另一环上，从而确保网络能够继续使用。其次，源操纵，相应的故障信息可以被有效的通知环上一切节点，同时发送后数据信息的源节点能够有权选用具体哪个环节开展数据发送工作，最终绕过故障点。

4.2.3 由于每个节点能够在两个方向开展数据传送工作，其能够选择最短的路径，因此最长的数据路径仅为环的一半。

4.2.4 有相对较大的空间复用可能性：对于单播数据传送来讲，能够在环的一系列差异部分同时开展，所以整个环的实际容量将达到单条光纤的数倍[5]。

4.3 自动交换光网络技术

对于自动交换光网络技术来讲，又可称之为“ASON”。主要是在ASON 信令网的有效控制下，顺利完成光传送网中光网络连接方面自动交换的一种新型网络（其网络结构如图1所示），这种网络的基本思路为在相应的光传送网络中有效地引入控制平面，以此达到网络资源方面的实时按需分配的目的，最终达到光网络的智能化发展的目的。ASON 是一种为了更好地适应现代社会数据信息的迅猛增长而研发的新技术，现阶段支持永久、交换以及软永久连接等多种连接形式，可以充分满足不同网络方面的相应通信技术需要[6]。

近几年，国内高速公路发展速度相对较快，这使得高速公路在实际运营过程中能够产生的数据信息量开始不断增多。通过在高速公路机电通信系统中合理地应用自动交换光网络技术，可以进一步加快系统本身对一系列数据信息的处理速度，推动系统处理能力不断增强，从而借助一系列数据信息的高效处理，及时有效地发现各类问题并且对其进行分类，使许多故障的排除时间能够得到有效缩减，进而保证高速公路运营的安全性以及稳定性。除此之外，此项技术本身有着非常强大的自动筛选能力，所以完全可以做到自动搜索以及自动排查，从而可以提高故障处理效率，有效节省大量人力以及物力。

4.4 密集波分复用技术

现代高速公路当中的机电通信系统有着极强的复杂性特征，实际日常运行过程中，往往需要借助密集波分复用技术作为支撑。一般情况下，高速公路机电通信系统需要在目标点以及源节点间合理地打造一系列不同虚拟光纤，唯有如此才能确保光纤达到理想的传输效果。通过对密集波分复用技术进行有效应用后，往往一根光纤便可以在相对较短的时间当中传输4 对双向数据信息或相应的8 路视频信息数据，使信息数据实际传输速度能够在相对较短的时间当中快速提高到20G/s。除此之外，密集波分复用技术，还能够借助以太网以及数字信息数据网等多种方式开展信息传输，一般传输流量能够处于1.32～2.7G/s之间，可以切实满足高速公路机电通信系统对带宽的要求。现阶段的密集波分复用技术整体组网方式有着较强的灵活性，而且非常简单，此外其还具备环路保护以及自愈恢复等多种功能。

4.5 分组传送网技术

对于分组传送网技术来讲，其属于一种面向分组，能够支持传送平台本身基础特性的较为新颖的传送平台，其中分组以及传送属于其最为关键的特性。现阶段此项技术被称为PIN，主要借助设置IP 业务以及底层光传输介质两者之间的层面来达到分组业务操作的目的，能够进一步降低通信成本，促使带宽的可靠性还有安全性大大增强，从而为高速公路的通信业务提供充足保障。目前来看，分组传送网主要由OAM 以及QOS 还有生存性技术等构成，能够构成一个较为独特的相应数据转发机制，可有效地促使通信系统拥有良好的多业务承载能力还有网络拓展性。除此之外，分组传送网还有着较为规范化的定点规则，可借助明确的业务流量还有流向，切实结合通信系统自身的具体运行状况，有效明确通信缺陷，并且根据标准中定义的相应ASON 保护功能，达到通信系统故障方面的自恢复的效果。

4.6 ATMoverSDH 技术

对于ATM 来讲，其属于基于快速分组交换的一种传送技术，本身有着非常强的灵活性特征，能够适用于一系列不同速率、差异化实发程度还有差异化实时要求的相应业务需求，属于现阶段通信领域的一项主流技术。对于同步数字体系（SDH）来讲，则属于一种为了能够有效满足差异化速率数字信号的实际传输需求而提供的一种对应等级的相应信息结构，涉及了复用方法、映射方法以及相关同步方法等。而通过将两者进行有机结合，可以构建出ATMoverSDH 技术。切实将ATMoverSDH 技术合理地应用到高速公路机电系统中，在实际开展ATM 信息方面的传输作业时，能够作为SDH 来充分发挥其具备的价值和作用，从而实现数据信息方面的稳定高效传输，不但可以进一步加快信息传输速度，同时还可以有效地降低数据传输成本。

5 结语

综上所述，对于高速公路来讲，其属于我国交通事业的一个重要组成内容，对人们出行、社会发展以及经济发展等方面均有着重要的价值和作用。机电通信系统属于高速公路的一个关键内容，其可以对高速公路日常运营的安全性以及稳定性等产生良好的促进作用。为提高高速公路机电通信系统建设水平，需要对各类新技术进行应用，对此结合国内某高速公路工程，针对现代高速公路机电通信系统新技术的应用做出了深入研究，经分析验证，具备良好可行性，能够解决技术应用不合理等引发的系统建设质量不高的问题，大大提高了高速公路机电通信系统建设成效，值得推广和借鉴。