高速公路机电系统中现代通信技术的运用

牛诗剑

（山西诺信交通建设工程有限公司,山西 太原 030000）

0 引言

在最近几年中，我国社会经济水平呈现不断快速上升趋势，有效推动了我国高速公路行业的快速发展。机电通信系统在我国高速公路管理系统中发挥着重要的中枢神经作用[1]。在高速公路中安装机电通信系统，可为高速公路的收费、监控等系统提供图像信息传输通道、语言数据等，以保证高速公路高效、安全、通畅运营[2]。目前，我国已取消高速公路省界收费站，在这种发展背景下，需通信系统为高速公路收费、监控等系统带来更为直接、多元、稳定的传输通道。鉴于此，该文就高速公路机电系统中现代通信技术的运用展开了探讨，以供大家参考。

1 高速公路机电通信系统简析

高速公路机电通信系统是由系统软件、系统硬件、数据传输系统这3大部分共同构成的，具体如图1所示。

图1 高速公路机电通信系统的构成

1.1 系统软件

在高速公路机电通信系统中，系统软件是由安全维护、事故警告、资源管理等构成的。尽管不同的高速公路工程会根据自身的实际情况选用不同构成的系统软件，但是存在一个共同点，即在进行系统软件设计过程中，应适应系统硬件，并可连接局域网与用户网[3]。

1.2 系统硬件

在高速公路机电通信系统中，系统硬件由接入网、机电通信系统、交换系统、电源等构成。第一，电源。高速公路机电通信系统常使用220 V的交流电，故在设计中应选用220 V的电源。一般情况下，网络设备主要选用48 V直流电的电源。第二，接入网。通过利用接入网，可连接用户与通信网络设备，以接入网OTL为例，根据有关规定，合理使用接入网OTL，可处理独立局域网中的通信业务。第三，机电通信系统。在高速公路中开展救援活动过程中，机电通信系统发挥着重要作用，故应合理设计机电通信系统，选用性能良好、质量高的管线与电缆，提高机电通信系统使用的可靠性。

1.3 数据传输

在高速公路机电通信系统中，采用音频话路传输、模拟传输、电缆传输等多种方式，均可传输数据。因这些传输方式各具自身的特点，存在很多不同之处，所以在利用音频话路、电缆传输等方式进行数据传播时，应全程监控系统。一般情况下，常采用模拟传输方式监控外场，故光纤传输只起到辅助作用，而非主导作用。鉴于此，由于各种数据传输方式具有不同的特点，为充分发挥这些数据传输方式的优势特点，在高速公路机电通信系统设计过程中，设计人员应熟悉与掌握各种不同的数据传输方式[4]。

2 高速公路机电通信系统中关键技术分析

2.1 分组传送网技术

为满足分组业务流量的统计复用传送与突发性要求，常选用分组传送网技术（PTN技术）。在底层光传输媒介、IP业务二者之间设置1个层面，在不影响高速公路机电通信系统的条件下，可扩大自我操控空间。与自动交换光网络技术相比，分组传送网技术具有实用、可靠、投入成本低等多种优势特点。

2.2 自动交换光网络技术

在我国高速公路机电通信系统中，自动交换光技术是一种常见的技术。第一，使用自动交换光技术，可减少故障问题的搜索时间，快速排查高速公路中产生的各种故障问题，可显著提升高速公路机电通信系统的运行效率。第二，自动交换光网络技术，具有十分强的信息筛选能力，可管理机电通信系统的故障问题，提高机电通信系统的安全性。第三，自动交换光技术具有较强的拓扑能力与较高的自动化能力，可拓扑到网络中具有使用价值的资源，从而及时、主动查找到机电通信系统中存在的各种故障问题，但是在使用这种技术时，需设置一定数量的数据节点与光缆路由出口[5]。

2.3 ATM OVER SDH技术

SDH具有信息传输量大、稳定性强等多种优势特点，被广泛应用于多个行业领域中。而在高速公路机电通信系统中，使用ATM OVER SDH技术，可借用SDH传送大量的ATM信息，并优化机电通信系统的使用性能，减小信息传输成本，提高信息的传输速度。在互联网的数据组网中，ATM OVER SDH技术具有非常好的发展前景，在高速公路机电通信系统中，该技术的发展前景也是非常好的。

2.4 RPR通信技术

RPR是一种综合服务网络技术，该技术的发展基础为异步传输与Ethernet技术。一般来说，RPR属于地址处理层，在环形服务网络中常采用RPR地址处理层，围绕信息数据中心构建城域服务网络，可帮助运营商快速检测故障问题。在环形网络拓扑结构中，可使用RPR通信技术，即便光纤断开，也可快速恢复正常，并且还具有成本低、简单、数据传输速度快等特点。在RPR通信技术中，主要采用分组交换点构成的环形结构，一般采用光纤连接各节点；在拓扑结构中，主要利用方向相反的外环与内环传输数据信息[6]。一般来说，RPR通信技术的优势主要体现在空间可复用、提高带宽使用率、开展电信保护、使用统计复用技术等方面。

2.5 DWDM技术

高速公路通信系统十分复杂，故常需使用DWDM技术来支撑其正常运作。为确保光纤的传输效果，需利用DWDM技术充分融合光纤通信中复杂的信息数据，并在源节点和目标点之间设置多个虚拟光纤。通过利用DWDM技术，在较短时间中，1根光纤可传输8路视频信息数据或4对双向信息数据，并且可快速提高信息数据传输速度，使其达到23 G/h，1根光纤可以8 T/s速度来传输信息数据。在DWDM信息网络中，可采用数字信息数据网、以太网传输数据信息，信息数据传输流量可达到2.8 G/h，能快速满足客户的带宽要求。DWDM技术具有自愈恢复功能与环路保护功能，并且其整体组网模式具有灵活、简单等特点。但是DWDM技术也存在一些缺陷，在传输业务过程中，DWDM技术呈透明状，同一个波长仅可提供1种业务，信息数据的封装缺乏相应的标准，信息数据的保护能力较差，故在低速场合中，可采用DWDM技术。此外，与其他同步数字相比，DWDM技术不具备价格优势，通过对多个影响因素进行分析后，若某种场合具有较大的扩容需求与跨平台信息数据共享需求，网络安全要求高，也可采用DWDM技术[7]。

3 现代通信技术在高速公路机电系统中的应用

3.1 数字地图技术

目前，我国已经进入数字化社会，各行各业正在广泛使用数据技术来处理各种数据信息，尤其是数字地图技术。在国外发达国家中，数字地图技术的发展时间相对较长，发展较成熟，现已被广泛运用在各行各业中，相比之下，国内数字地图技术的发展时间就较短，尚不成熟，尚未深入研究高速公路中的数字地图技术，无法充分发挥出数字地图技术的指向性功能。

3.2 GPRS无线通信技术

在我国公路网体系中，高速公路属于高等级公路，具有方便、高效、安全等特点，便于人们出行。但是，国内经济的发展速度越来越快，车流量呈不断上升趋势，导致高速公路交通堵塞问题变得愈加严峻，相应地，交通安全隐患问题发生率呈不断上升趋势。为解决以上问题，提高高速公路的行车安全性，有必要构建完善的高速公路交通指挥监控系统。在过去，因受到多种影响因素的限制，监控系统尚不完善，存在较多问题。在最近几年中，随着我国科学技术水平的不断提高，出现了GPRS无线通信技术。与传统有线通信技术比较，GPRS无线通信技术具有更多优点，可降低投资成本，加快数据信息的传输效率[8]。与此同时，GPRS无线通信技术并不会受到外界天气情况好坏的影响，所以在未来发展中，GPRS无线通信技术的发展前景非常好。

3.3 ITS技术

在现阶段中，ITS是一种先进的技术，在闭路电视监控、ETC中常使用ITS技术。ITS技术可结合使用计算机处理技术、现金电子控制技术等，工作效能非常高，因此，ITS应用于公路交通运输管理系统中，能显著提高系统运行效率。此外，驾驶人使用ITS技术，可及时、快速地获取精准的导航等实时信息，提高公路交通的运行效率与通车安全。

3.4 RPR

RPR技术具有使用成本低、快速传输数据信息等多种优点。RPR技术是一种环形结构，是由分组交换点组成的，使用光纤来连接各种节点，可同时向外环、内环两个方向传输数据信息。RPR技术的主要优点表现在四方面。第一，可重复利用空间。第二，可进行即插即用。第三，可保护电信，快速提高带宽的使用率。第四，主要采用统计复用技术等。使用RPR技术，可迅速恢复连接断开或失败的光纤，非常适用于环形网络拓扑结构。

4 高速公路机电通信系统的未来发展趋势

随着人们出行需求的不断增加，人们越来越关注高速公路交通网络的建设与发展。在我国公路交通网络中，交通基础设施是一个非常重要的组成部分，公路交通的运输状况深受交通基础设施完善状况的影响。在最近几年中，为方便各地区中人们之间的联系，我国正在不断完善与改进交通基础设施，尤其是机电通信系统。在未来发展中，机电通信系统势必会变得更加智能化[9]。

4.1 机电通信系统变得更加智能化

在最近几年中，随着我国科学技术水平的不断提高，出现了越来越多的智能化技术，进一步提高了人们的生活质量，相应地，我国高速公路机电通信系统势必也会变得更加智能化，可节约更多的人力资源。目前，我国的物流行业在不断快速发展，物流交通运输任务变得越来越多，提高了我国高速公路的管理难度，在这种情况下，通过使用更加智能化的机电通信系统，可减轻公路工作人员的工作量，更加高质量、高效地传输数据信息。使用智能化的机电通信系统，可更加精准、快速地找到故障问题，提高机电通信系统的稳定性。

4.2 进一步建立健全网络技术

在当下互联网时代中，网络技术正在不断发展与进步，相应地，为提高高速公路的管理水平，需对高速公路机电通信系统中的网络技术及时地进行更新换代。为确保高速公路机电通信系统的运行质量，在新的网络设备、网络技术使用过程中，还应考虑高速公路管理要求、高速公路使用状态等多种因素。为避免外泄重要的公路数据信息，提高局域网的管理水平，还需进一步深入研究与开发有关于局域网的技术。

4.3 高度重视机电通信系统的检修工作

在现阶段，高速公路机电通信系统可自行快速解决系统中常见的故障问题，但该系统却无法自动修复较严重的故障问题，在这种情况下，就需维修技术人员来进行检修，常常需要投入较多的人力检修成本费用。而通过合理规划设计与定期检修机电通信系统，可降低人力检修成本费用。但是考虑到机电通信系统是非常复杂的，还需要做其他一些工作，这就对机电通信系统检修人员提出了严格的专业要求。第一，机电通信系统检修人员应预先制定科学、合理的预防方案，除要及时解决故障问题外，还需要详细记录部分高难度的故障问题。第二，机电通信系统检修人员应具有较强的检修技术能力，可根据有关规定定期巡查机电通信系统。第三，为快速更换或处理机电通信系统中的故障部件，需针对易损耗、易发生故障问题等的部件，构建一个完善的备件库。第四，为降低高速公路机电通信系统故障问题的检修难度，需做好使用设备的养护工作。第五，将高速公路机电通信系统的检修工作彻底落实到人，并明确分工[10]。

5 结语

综上所述，在我国高速公路运营中，机电通信系统发挥着重要的作用，通过做好机电通信系统的运行工作，可保证高速公路的运行质量，故机电通信系统运行效果的好坏直接影响高速公路的运营水平。随着网络技术、通信技术的不断快速发展，我国高速公路机电通信系统也应不断进行自我提高与完善，才能做到与时俱进。