高速公路机电工程通信系统及应用

王锐

摘要：通信系统是公路工程平稳运行的核心内容之一，对高速公路机电工程中的通信系统技术进行分析，是高速公路建设过程中不可缺少的内容。对高速公路机电通信系统组成及主要功能进行总结，对高速公路机电工程通信系统的应用策略进行分析，从而更好确保高速公路运营期间的安全性。

关键词：高速公路；机电工程；通信系统；网络

1 高速公路机电工程通信系统组成

通信系统是公路工程平稳运行的核心内容之一。通信系统以信息传递为基础，实现了对过往车辆的安全控制与科学管理。为提高高速公路机电工程系统运行的安全性、稳定性，需要对高速公路机电工程中的通信系统各个子系统进行性能测试。

高速公路机电系统中，通信系统是以太网技术、SDH 光传送技术为核心，实现对数据、图像、语音信息的精准识别与管控，从而提高高速公路运行的稳定性。宽带大、兼容性强是以太网的主要特征，千兆以太网技术应用后，可实现图像、语音、视频数据的快速传输。高速公路收费站收费系统，采用以太网接口和SDH光传输系统，运行稳定性和工作效率明显提高，通过监控系统、收费系统、终端设备与光纤线路的协调，可完成快速信息传输。高速公路机电工程通信系统基本结构包括软件、硬件和数据传输系统。

1.1   系统硬件

机电通信系统的硬件主要由电源、接入网、应急电话、交换系统四大部分组成。将电力系统220V电源，作为高速公路机电通信系统供电设备。接入网则以中心网络与周边网络作为连接桥梁，实现通信业务的同步协调，其中最核心部分为光线路终端。交换系统以符合V5协议的局域网为基础，通过模拟中继线路的方式进行连接。而应急电话系统可为高速公路突发状况提供及时通信，为事故处置、现场调度提供便利。

1.2   系统软件

系统软件是以硬件作为基础的。系统软件包括安全维护、数据业务、事故报警、资源配置等模块，通过软件设置实现对应功能。上述软件的系统正常运行为通信系统的稳定提供了保障，并满足了相关运行功能的需求。

1.3   数据传输系统

在高速公路机电通信中，数据传输是整个通信系统的核心和重要组成部分，按传输方式分为有线传输、音频电话传输、光纤传输、模拟传输四种。由于不同的传送方式，其作用和用途也有很大的差别，主要是通过电缆进行数据的传输。光纤的传送主要是用来传送影像资料，而语音电话则是用来传送数据资料。

2   高速公路机电工程通信系统的主要功能

2.1   电话

电话主要有业务电话、紧急电话、指令电话3种类型。其中业务电话是通信系统的重要组成部分，各部门业务联系的常用手段，可实现公网、内网间信息传递，为资源共享奠定基础；紧急电话作为内部专用，多用于呼救、紧急救援等警情；指令电话可分为无线电话、有线电话2种，用于交通管理和调度指挥，包括选呼、全呼、组呼3种功能模式。

2.2   主干线传输

主干线传输可在局域网、长途网实现信息传递、数据传输，主要由交通通信网主干线组成，在道路交管部门信息传输中应用广泛。

2.3   数据与图像传输

数据与图像传输包括收费系统、监控系统、视频传输系统等，可实现画面实时电视呈现，具备交通监视能力。

2.4   广播

包括道路信息广播、交通广播。

2.5   通信电源及管道

电源系统包括直流电、交流电、机房系统。通信管道包括 HDPP管道和HDPP硅管。

3   高速公路机电工程通信系统的应用策略

3.1   采用各种通信新技术

自动交换光网技术是基于光传输网的技术，并由平面控制来实现智能化管理，按照网络资源需求，进行合理分配。高速公路项目建设初期排查时，应用该技术可以快速摸查以发现问题，通过问题分析与处置，促进系统平稳运行，改善系统通畅度。实际应用过程中，借助自动交换光网络技术的应用，实现网络资源升级，可为自动化数据资源转移提供技术支持，提高业务效率。

分组传送网也被称为分组转发网络，具备自动调节能力强的特点，基于分组传输操作特点，利用网络地址下面的传送媒体进行相应处理。分组传输网络具有很大的运行空间，会对高速公路机电通信系统性能与结构产生直接影响，拥有相对较高的安全性，与传统光纤传输技术相比，其数据安全性更好且传输质量更高，是目前通信技术中使用最多、成本最低的一种技术。

ADM OVER SDH是当前应用比较广泛的一种同步数字体系技术，其具有传输速率高、抗干扰能力强等特点，能够为整个公路机电工程项目建设提供有力支持。应用该技术时，应先对SDH网络进行科学设计，并根据实际情况合理分配各个節点的接入带宽。然后要对设备进行合理选型，确保设备的稳定运行。最后对SDH网络的保护模式进行科学设置，以确保其可以在实际操作过程中发挥出重要作用。在实际操作过程中，要充分重视对系统设备的科学维护，定期对系统设备进行检查与维护，确保系统可以正常运行，以发挥出其应有的作用与价值。

3.2   提高网络建设的技术水平

互联网络是公路工程机电通信系统的基础之一，网络畅通才能确保高速公路通信系统业务顺利处置。提高网络通畅度是改善高速公路机电通信系统运行效率的关键，故此需进一步完善网络体系，充分发挥技术优势，切实提高网络运行水平和处置速率，为高速公路机电通信系统的平稳运行奠定基础。目前，我国尚未形成相对统一的网络建设标准，在实践中需结合高速公路项目特点进行投资匹配，切实改善资源利用率，提高网络安全性，提速增效的同时以内部网络方式组网，确保业务安全。

3.3   科学应用无线网络技术

无线网络技术在公路机电工程中的应用能够实现数据信息的实时传输，避免了人工操作带来的误差，提高了工作效率。无线网络技术能够有效降低现场施工难度，提高施工效率，在一定程度上缩短了工期。无线网络技术具有成本低、效率高等特点，能够实现系统的良好升级与维护。

目前我国公路机电工程通信系统中采用的无线网络主要包括2种：一种是以IEEE802.11g为基础的WLAN无线网络；另一种是以IEEE802.11a为基础的WLAN无线网络。无线网络技术具有成本低、易维护等特点，因此在公路机电工程通信系统中得到了广泛的应用。公路机电工程施工过程中，应该合理选用无线网络技术，提高通信系统运行效率。

3.4   做好保养及维修等基础工作

机电设备的性能直接关系到高速公路的运营效益，维护工作的及时与否，将会对设备效能产生重要影响。

首先，做好日常业务管理环节。需加强机电设备维保，坚持科学管理理念，优化管理策略，推出规范的维护保养制度并严格落实，明确维保人员责任，督促落实并加强监督考核。

其次，通过动态跟踪监控机电设备运行状态，发现异常及时分析诱因并加以处置，以确保系统平稳运行。制定防范方案避免此类问题再次出现，切实改善机电通信系统运行稳定性，提高系统安全。最后，加強业务人员培训与定期考核，切实改善维保人员综合素养，提高从业人员专业水平，通过技术水平提高为维保工作质量提升奠定基础，为快速应对和科学处置突发状况创造条件。

3.5   采用集中管理模式

以集约经营的方式，提高高速公路机电通信的运营管理水平，实现监控数据、收费信息的同步上传。以通信系统功能完成数据协调，接收相关数据后根据实际需求，发送至用户完成反馈工作，形成以光纤数据传输为基础的多媒体数据传送体系。集中管理系统详情如图1 所示。

3.6   加强数字化网络建设

数字化网络建设是高速公路机电工程通信系统的发展方向，现阶段业务接口非标问题是制约其建设水平的重要因素，对此可通过同步数据体系技术革新的方式加以解决。业务处置过程中，以集中管理模式为降低系统运维、改善系统成效、提高业务效率提供保障。与此同时，通过GIS、GPS、物联网技术的应用，搭建多功能通信平台，满足视频会议、网络办公、可视通话、视频监控的功能需求，扩展机电通信系统能力，满足多元化需求。

3.7   采用公路机电系统集成设计方案

在技术革新的同时，机电工程应用领域逐渐扩展，从电子、信息工程领域逐渐向监控、通信、收费等领域发展，光缆数字化技术、物联网技术、计算机网络技术、5G 通信技术的推广使其得到标准化控制，实现了数据共享与实时控制。

高速公路机电系统集成部分包括4个部分：一是用户界面。借助标准化界面进行用户界面管理，按照实际需求应用软件，通过子系统完成业务处置。二是信息与数据。协调监控、收费、通信数据，综合分析后加以调节、反馈，生成集成化格式，确保存储规范，为资源、信息共享提供保障。三是业务流程。在数据共享基础上，实现同类型业务整合，集成控制系统用户信息，便于数据资源读取与后续处置。四是函数集成。对子系统单独设计与规划，整合相关信息提高系统整体性，借助Web Service技术、远程系统技术、计算机技术的联合应用，为系统高效运行和高速公路稳定创造条件。

3.8   完善高速公路隧道监控系统

高速公路隧道监控系统主要包括四个方面，分别为现场控制网络、闭路电视系统、交通监控系统和紧急电话系统。

3.8.1   现场控制网络

现场控制网络是整个隧道监控系统中的核心内容，是对整个隧道进行监控的基础，主要负责将数据信息及时准确地传递到指挥中心，为指挥中心提供全面准确的数据信息。在实际操作过程中，现场控制网络由信息采集设备、通信设备和计算机组成，其主要作用是将隧道内的实时数据信息及时准确地传送到指挥中心，为指挥中心提供全面准确的数据信息。

现场控制网络的主要组成部分包括主控制室、现场控制站、传感器等，其中主控制室主要负责对隧道内的所有设备进行控制与管理。现场控制站和传感器主要负责对隧道内的所有设备进行实时监控，并将数据信息及时准确地传递到指挥中心。

3.8.2   闭路电视系统

闭路电视系统是对整个高速公路隧道进行监控的关键内容，主要负责将隧道内的实时视频图像及时准确地传递给指挥中心，为指挥中心提供全面准确的视频图像信息。闭路电视系统在实际操作过程中主要包括摄像机、传输设备和视频显示设备等，其中摄像机主要负责对隧道内所有设备进行监控，传输设备则负责将现场实时视频图像信号及时准确地传输到指挥中心，为指挥中心提供全面准确的视频图像信息。

3.8.3   交通监控系统

交通监控系统是对高速公路隧道内车辆进行监控的关键内容，主要负责将隧道内的车辆进行实时监控，并将车辆信息及时准确地传递给指挥中心。在实际操作过程中，交通监控系统主要包括现场控制站、交通检测器和控制软件等。

3.9   提高系统建设的智能化程度

在高速公路机电工程建设过程中，要充分重视智能化技术的科学应用，促进高速公路机电工程项目建设质量与性能的有效提升。在实际操作过程中，可以采用智能化控制系统、物联网技术以及智能传感技术等，促进整个高速公路机电工程项目建设水平的不断提升。

4 结束语

综上所述，通信系统作为高速公路机电工程的重要组成部分，其作用不容忽视，在数据传输、实时监控等方面发挥重要作用。基于现阶段高速公路机电工程通信系统工作的特点，为确保高速公路平稳、安全运行，通过采用先进的通信技术来弥补缺陷，可为高速公路的机电工程的通信优化提供保证，从而有效地提高高速公路的安全性。

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