戚奇衛(wèi) 岳自森

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路已經(jīng)成為了我國重要的交通干線，其中高速公路的機(jī)電系統(tǒng)主要是由六大系統(tǒng)組成即監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、低壓供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、隧道機(jī)電工程系統(tǒng)。建設(shè)好高速公路的通信系統(tǒng)具有十分重要的意義，假如將高速系統(tǒng)比作一個人，高速公路的和收費(fèi)、監(jiān)控系統(tǒng)就相當(dāng)于人體的四肢等執(zhí)行結(jié)構(gòu)與反饋機(jī)構(gòu)，而高速公路的通信系統(tǒng)就相當(dāng)于人體的神經(jīng)系統(tǒng)，需要確保信息交流的通暢。文章將在介紹高速通信系統(tǒng)應(yīng)用原理的基礎(chǔ)上對高速公路通信系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：高速公路；通信系統(tǒng)；應(yīng)用；原理

前言

高速公路的總里程較長，為了更好的管理高速公路，使其能夠正常運(yùn)行，需要做好對于高速公路運(yùn)行的監(jiān)控并將數(shù)據(jù)輸送至高速公路交通信息中心，從而使得交通信息中心依據(jù)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行形式判斷，并對高速公路的運(yùn)行進(jìn)行一定的調(diào)整，而這一過程都需要依靠高速公路的通信系統(tǒng)，由高速公路的監(jiān)控、收費(fèi)等系統(tǒng)發(fā)出的信息（圖像、影音等）都需要經(jīng)過通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。

1 高速公路通信系統(tǒng)簡介

高速公路通信系統(tǒng)一般也分為通信站、通信分中心、通信總中心幾個層次。高速公路通信系統(tǒng)的硬件組成主要由：光纖網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字程控交換機(jī)系統(tǒng)（含指令電話系統(tǒng)）、光電纜線路工程以及通信電源系統(tǒng)等組成。通過所構(gòu)建的通信網(wǎng)絡(luò)，就可以將所收集到的信息逐級（站、分中心、總中心）進(jìn)行傳輸，從而確保了信息的快速傳輸與信息的通暢。

2 高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳輸方式

現(xiàn)今在高速公路上所采用的收費(fèi)系統(tǒng)是半人工的方式，在進(jìn)入高速公路時采用的是自動發(fā)放計費(fèi)卡以提高通行效率，并根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)來計算相應(yīng)的里程及收費(fèi)數(shù)目，而后采用人工收費(fèi)，在收費(fèi)站設(shè)置車輛檢測器校核，閉路電視監(jiān)視收集收費(fèi)站的實(shí)時運(yùn)行數(shù)據(jù)?，F(xiàn)今，高速公路收費(fèi)向著互聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的方向發(fā)展，在不遠(yuǎn)的將來將會出現(xiàn)自動收費(fèi)的方式，現(xiàn)今運(yùn)行的高速公路ETC通道就是一個成功的案例。

2.1 高速公路的計算機(jī)收費(fèi)系統(tǒng)

對于高速公路上的收費(fèi)系統(tǒng)主要分為收費(fèi)中心計算機(jī)系統(tǒng)和收費(fèi)站分站系統(tǒng)，其中，對于收費(fèi)站所組成的的計算機(jī)系統(tǒng)主要包括的是收費(fèi)車道的計算機(jī)終端與收費(fèi)站總控制室，以及由以上兩者所構(gòu)成的局域網(wǎng)，收費(fèi)中心的計算機(jī)系統(tǒng)所組成的局域網(wǎng)，以上各種局域網(wǎng)之間則需要使用高速公路的通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2.2 高速公路收費(fèi)數(shù)據(jù)的傳輸

高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)采用分級的方式，其主要分為收費(fèi)中心計算機(jī)、收費(fèi)站計算機(jī)及收費(fèi)車道計算機(jī)三級。其中，各分級局域網(wǎng)之間采用的是光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，對于收費(fèi)站與收費(fèi)中心之間采用的是數(shù)據(jù)通道直連的方式，各通信站的ONU設(shè)備提供必要的2Mbps（G.703）數(shù)據(jù)通道接口。而在收費(fèi)站的中心局域網(wǎng)內(nèi)的各個計算機(jī)之間則采用的是路由器進(jìn)行連接的，對于收費(fèi)站級的數(shù)據(jù)通信所使用的路由器則需要具備多個E1（G.703）接口，能夠使其中一個與收費(fèi)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，而另一個則需要與區(qū)域的拆賬中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的連接。

2.3 收費(fèi)站監(jiān)控圖像的傳輸

高速公路在各個收費(fèi)站點(diǎn)都設(shè)置了監(jiān)控攝像機(jī)來對各個收費(fèi)通道以及收費(fèi)站點(diǎn)的情況進(jìn)行拍攝并實(shí)時傳輸?shù)绞召M(fèi)中心中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過收費(fèi)系統(tǒng)完成監(jiān)控、控制信號的傳輸。其中，對于攝像機(jī)圖像信號的傳輸是專門的一根光纖，而其中的控制信號則采用的是話路通道進(jìn)行傳遞的，當(dāng)信號傳遞到終端后需要經(jīng)過MODEM的調(diào)制解調(diào)后方能進(jìn)行使用。

3 高速公路的通信系統(tǒng)

3.1 高速公路的線路鋪設(shè)

由于高速公路的總里程較長，為保證多個收費(fèi)站點(diǎn)與總的數(shù)據(jù)中心之間的信息傳遞，良好的通信線路是數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾ＷC，在進(jìn)行通信線路的設(shè)計過程中，需要從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、合理性等多個方面出發(fā)來設(shè)計高速公路通信網(wǎng)絡(luò)。光纖通信是一種現(xiàn)今使用較為成熟的技術(shù)，其信號傳輸質(zhì)量穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，同時相對于其他的信號傳輸方式價格適中，能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路通信過程中的語音、圖像數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)等的順利傳輸，由于高速公路的總里程較長，沿途都需要設(shè)置收費(fèi)、監(jiān)控以及控制終端，因此對于通信量的要求較大，使用光纖網(wǎng)絡(luò)所具有的頻帶、通信容量都較大的特點(diǎn)能夠較好的滿足高速公路的通信需求。同時光纖通信還具有通信容量大、數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量較高、對于外界的干擾能夠良好的屏蔽且能夠長距離的進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，以上這些特點(diǎn)都是高速公路通信系統(tǒng)所需要的。同時使用光纖通信能夠照顧到一些站點(diǎn)之間距離過大的通信需求，通過光纖通信的中繼特性能夠良好的解決這一問題。光纖通信采用的是長波長單模光纜傳輸方式，通信容量較大且造價較低，能夠在長距離傳輸中降低成本。

3.2 高速公路通信系統(tǒng)的程控交換

通過以上介紹的高速公路各個站點(diǎn)的組成，可以將高速公路的通信系統(tǒng)分成三個層次，對于各層次之間的程控交換采用3級程控交換的方式，第一級為高速公路總公司通信總中心，其主要負(fù)責(zé)本通信網(wǎng)絡(luò)之間或是與外部網(wǎng)絡(luò)之間的話務(wù)接轉(zhuǎn)，而第二級程控交換主要負(fù)責(zé)本局話務(wù)接續(xù)與本局以外的話務(wù)轉(zhuǎn)接，第三程控交換則是設(shè)置在各個收費(fèi)站點(diǎn)的信息管理中心，主要負(fù)責(zé)本局的話務(wù)通信。同時三層程控網(wǎng)絡(luò)之間建立起一個互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)從而使得高速公路的通信系統(tǒng)構(gòu)建起一個多迂回、多路由的程控數(shù)字交換網(wǎng)。

3.3 高速公路的語音通信

高速公路的語音通信主要包含電話系統(tǒng)、指令電話系統(tǒng)和移動電話系統(tǒng)的建設(shè)工作，在建立時需要充分結(jié)合各個部分之間的通信建設(shè)情況建立起一套完整的、覆蓋整個高速公路的語音通話系統(tǒng)。

3.4 高速公路的移動通信系統(tǒng)

在建立起良好的固定通話通信的同時還需要建立起一套較為良好的移動通信系統(tǒng)，其中移動通信主要是針對與高速公路通信端中的一端處于移動中的信息通信，其中通信的信息包含有通話、數(shù)據(jù)、傳真、圖像等多個種類。移動通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)可以選擇租用公用蜂窩移動通信網(wǎng)，但是相較于自建網(wǎng)絡(luò)，公用蜂窩移動通信網(wǎng)在管理上具有較大的優(yōu)勢但無法滿足高速公路移動通信中對于群呼、組呼等調(diào)度的需求。所以，還是需要建設(shè)自建網(wǎng)絡(luò)來滿足移動通信要求，確保高速公路的移動通信的暢通。

4 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的通信

在高速公路的收費(fèi)站點(diǎn)、路段上都設(shè)置有攝像頭，可以將所拍攝到的圖像信息傳輸?shù)胶蠓降恼{(diào)度中心，方便高速公路的管理人員依據(jù)高速公路的運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)的決策。由于圖像數(shù)據(jù)的信息量較大，需要使用通信容量較大的光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，有高速公路的監(jiān)控攝像點(diǎn)分布較稀疏，因此多采用一對一的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，當(dāng)需要在不同的視頻之間進(jìn)行切換時則需要調(diào)度中心在所需的視頻信號進(jìn)行選擇。

4.1 高速公路監(jiān)控數(shù)據(jù)的傳輸

高速公路的通信系統(tǒng)在各站綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)的ONU設(shè)備業(yè)務(wù)通道中提供足夠的2/4wVF接口，而對于監(jiān)控數(shù)據(jù)則通過調(diào)制解調(diào)轉(zhuǎn)換為模擬信號進(jìn)行傳輸。

4.2 高速公路監(jiān)控圖像傳輸

高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)由于需要實(shí)時傳遞攝像機(jī)的圖像信息且信息量較大，因此需要單獨(dú)占用一根光纜并在傳輸?shù)慕K端將視頻圖像信號和控制信號經(jīng)過數(shù)字/視頻復(fù)用光端機(jī)復(fù)用后使用。

5 結(jié)束語

高速公路的通信系統(tǒng)就相當(dāng)于人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，傳輸速度快、傳輸質(zhì)量穩(wěn)定是對高速公路通信系統(tǒng)的基本要求，文章主要分析了高速公路通信系統(tǒng)的組成以及其對應(yīng)圖像、語音以及控制數(shù)據(jù)的傳輸應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

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