曹志鵬

山西交投高新高速公路管理有限公司 山西晉城 048000

近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，我國(guó)在具體建設(shè)通信技術(shù)方面也取得了一定的成果。通信系統(tǒng)的技術(shù)水平?jīng)Q定了高速公路機(jī)電工程的運(yùn)行效率。通信系統(tǒng)的技術(shù)升級(jí)和改造成為提升高速公路運(yùn)營(yíng)和管理效率的重要手段?，F(xiàn)階段我國(guó)高速公路通信系統(tǒng)與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正處于不斷成熟完善的建設(shè)進(jìn)程中，并朝向數(shù)字化與信息化方向發(fā)展，為此，相關(guān)部門應(yīng)當(dāng)積極探究高速公路通信系統(tǒng)與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化的策略，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)整合，助力我國(guó)交通事業(yè)的持續(xù)發(fā)展。

1 通信系統(tǒng)的構(gòu)成

高速公路通信系統(tǒng)主要由以下幾部分構(gòu)成：數(shù)字傳輸系統(tǒng)（含光傳輸設(shè)備、光纖管道及通信光纜）、電話軟交換系統(tǒng)、通信電源設(shè)備、網(wǎng)管系統(tǒng)。其中數(shù)字傳輸系統(tǒng)主要由骨干和業(yè)務(wù)接入傳輸網(wǎng)組成，能為收費(fèi)、監(jiān)控、辦公OA業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)傳輸提供可靠的傳輸通道并支持多種數(shù)據(jù)格式，如視頻、語(yǔ)音和圖像等。電話軟交換系統(tǒng)能夠搭建內(nèi)部語(yǔ)音通信網(wǎng)絡(luò)，并能接入運(yùn)營(yíng)商的外線電話。通信電源設(shè)備能夠?yàn)楣鈧鬏斣O(shè)備提供穩(wěn)定可靠的電源，同時(shí)還配置了蓄電池組，能在停電的情況下繼續(xù)為通信系統(tǒng)設(shè)備提供可靠的供電。網(wǎng)管系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)通信系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行情況，并在設(shè)備出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候記錄相關(guān)告警信息，為通信設(shè)備的維護(hù)維修提供便利和幫助[1]。

2 高速公路通信系統(tǒng)的現(xiàn)狀分析

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，我國(guó)高速公路建設(shè)規(guī)模龐大，因此通信系統(tǒng)的建立也需要一個(gè)龐大的系統(tǒng)。而如此龐大的系統(tǒng)如果僅僅進(jìn)行單個(gè)區(qū)域的通信系統(tǒng)設(shè)置，各個(gè)公路段的信息無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享，那么對(duì)于信息的分析與利用就需要耗費(fèi)更多的經(jīng)濟(jì)投入且無(wú)法實(shí)現(xiàn)全方位的信息共享。因此，實(shí)踐中為了避免上述情況發(fā)生，我國(guó)高速公路通信系統(tǒng)的建立需要進(jìn)行統(tǒng)一化的設(shè)置管理。在統(tǒng)一化的設(shè)置下，各個(gè)系統(tǒng)的操作相同，另外根據(jù)高速公路所在路段的不同可以進(jìn)行進(jìn)一步的分級(jí)管理，且大系統(tǒng)下由數(shù)個(gè)不同的小系統(tǒng)組成。在資源搜集或者調(diào)配的過(guò)程中，只需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)中不同地區(qū)的切換就能夠完成信息的收集與管理。在當(dāng)今時(shí)代的發(fā)展形式下，互聯(lián)網(wǎng)、智能系統(tǒng)與通信系統(tǒng)的結(jié)合才能夠滿足我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求[2]。

3 通信系統(tǒng)技術(shù)要求

3.1 視頻監(jiān)控圖像的傳輸

高速公路通信系統(tǒng)一個(gè)重要業(yè)務(wù)內(nèi)容為上傳視頻監(jiān)控圖像。由于高速公路干線及收費(fèi)站監(jiān)控?cái)z像機(jī)數(shù)量眾多，時(shí)刻都在產(chǎn)生海量的視頻圖像數(shù)據(jù)。視頻監(jiān)控圖像的傳輸對(duì)傳輸通道的穩(wěn)定性及帶寬要求極高，網(wǎng)絡(luò)延遲或丟包率高，會(huì)造成上傳圖像出現(xiàn)花屏、卡頓等問(wèn)題，無(wú)法滿足實(shí)際工作需要。

3.2 收費(fèi)數(shù)據(jù)的傳輸

高速公路通信系統(tǒng)另一個(gè)核心業(yè)務(wù)是收費(fèi)數(shù)據(jù)的上傳。在高速公路運(yùn)營(yíng)生產(chǎn)過(guò)程中，不僅會(huì)產(chǎn)生海量的圖像數(shù)據(jù)，還會(huì)生成大量的收費(fèi)數(shù)據(jù)。收費(fèi)數(shù)據(jù)的傳輸對(duì)傳輸通道的穩(wěn)定性要求較高，網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定會(huì)造成收費(fèi)數(shù)據(jù)無(wú)法及時(shí)上傳等問(wèn)題。

3.3 語(yǔ)音業(yè)務(wù)傳輸

高速公路的語(yǔ)音業(yè)務(wù)主要運(yùn)用電話軟交換設(shè)備。在日常工作中，各收費(fèi)站、路段管理中心、省中心的工作人員，經(jīng)常需要使用內(nèi)線電話來(lái)進(jìn)行溝通交流、匯報(bào)工作。語(yǔ)音業(yè)務(wù)的傳輸對(duì)傳輸通道的帶寬的要求很低，但需利用IP通道進(jìn)行傳輸。如果在高速公路行駛的過(guò)程中，車輛所載人員處于斷網(wǎng)狀態(tài)，那么就會(huì)對(duì)其生活與工作產(chǎn)生極大的不便。因此，必須建立起一套完整的機(jī)制，對(duì)高速公路中工作人員的語(yǔ)音通信狀態(tài)予以保持和暢通[3]。

4 高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)技術(shù)分析

4.1 SDH技術(shù)

SDH作為同步數(shù)字體系，是根據(jù)不同速率的數(shù)字信號(hào)的傳輸而提供相應(yīng)等級(jí)，進(jìn)而形成的信息結(jié)構(gòu)，主要采用的是復(fù)用方法與映射方法。傳統(tǒng)的高速公路通信系統(tǒng)最常采用的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為PDH技術(shù)，即準(zhǔn)同步數(shù)字體系系統(tǒng)，而SDH技術(shù)則是基于PDF技術(shù)衍生而來(lái)，并逐漸成為目前我國(guó)高速公路通信系統(tǒng)中最為常見(jiàn)且有著廣泛的應(yīng)有范圍的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。SDH技術(shù)的工作原理是借助同步數(shù)字體系將高速公路運(yùn)行期間的大量數(shù)據(jù)傳遞至同一主機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行專業(yè)化處理，在結(jié)合不同方面的需求將這些信息進(jìn)行多向化傳輸。在組成結(jié)構(gòu)方面，SDH同步數(shù)字體系較為復(fù)雜，不僅包括主機(jī)系統(tǒng)，還包括有與之配套的各類通信設(shè)備，運(yùn)營(yíng)管理難度較大[4]。

4.2 ATMOVERSDH技術(shù)

同步數(shù)字體系（SDH）應(yīng)用范圍比較廣泛，主要特點(diǎn)為同步復(fù)用、傳輸透明性高、高速大容量傳輸、性能穩(wěn)定以及運(yùn)行可靠等特點(diǎn)，而且與現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)完全兼容。ATM作為通信技術(shù)的主流技術(shù)，能滿足高速數(shù)據(jù)傳輸、視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程辦公等業(yè)務(wù)需求。運(yùn)用SDH傳輸ATM信息，具有成本低、傳輸速度快等特點(diǎn)。可以說(shuō)ATMOVERSDH技術(shù)的應(yīng)用，使通信系統(tǒng)的效能得到發(fā)揮，提高了系統(tǒng)工作效率，保障了高速公路運(yùn)營(yíng)、管理和維護(hù)的順暢運(yùn)行。

4.3 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)作為常見(jiàn)的信息處理技術(shù)，在高速公路機(jī)電工程中的應(yīng)用主要是推動(dòng)和輔助信息系統(tǒng)的運(yùn)行。特別是借助該技術(shù)具有強(qiáng)大的篩選和排查功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)整個(gè)高速公路復(fù)雜交通情況的自動(dòng)搜索并進(jìn)行主動(dòng)的甄別與篩查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，幫助工作人員在最短時(shí)間內(nèi)解決問(wèn)題。

4.4 分組傳送網(wǎng)技術(shù)

分組傳送網(wǎng)技術(shù)是在IP業(yè)務(wù)和底層光傳輸介質(zhì)之間增加一個(gè)層面，以分組業(yè)務(wù)為核心，并提供其他輔助性業(yè)務(wù)。在技術(shù)應(yīng)用中，要合理設(shè)置底層介質(zhì)，以確保信息流傳輸?shù)母咝?。分組傳送網(wǎng)技術(shù)的操作空間較大，與上下層的關(guān)聯(lián)性不大，在運(yùn)行中可以多設(shè)置一個(gè)層面。但在操作空間時(shí)，要嚴(yán)格依照操作標(biāo)準(zhǔn)，維持系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)功能得到高效發(fā)揮。分組傳送網(wǎng)技術(shù)的使用成本較低，同時(shí)具有光傳輸?shù)膬?yōu)良特性，具有較好的可用性和可靠性，以及較高的安全性。

4.5 數(shù)字程控交換技術(shù)

數(shù)字程控交換技術(shù)是一個(gè)進(jìn)行語(yǔ)音交換的平臺(tái)電話交換系統(tǒng)。高速公路機(jī)電工程中的電話交換系統(tǒng)一般分為兩個(gè)級(jí)別，一個(gè)一級(jí)交換中心是設(shè)置在省級(jí)通信中心，二級(jí)交換中心實(shí)現(xiàn)的是所轄范圍內(nèi)終端話務(wù)的交換和市話交換的業(yè)務(wù)。從整體上而言，我國(guó)綜合國(guó)力的提升，其中與高速公路的發(fā)展有著密切的關(guān)聯(lián)，但是高速公路的發(fā)展其中存在的問(wèn)題也比較突出，特別是信息技術(shù)發(fā)展方面的問(wèn)題，組網(wǎng)的建設(shè)是整個(gè)系通信系統(tǒng)中的一個(gè)重要問(wèn)題。面對(duì)這種情況，進(jìn)一步優(yōu)化高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)技術(shù)在高速公路中的應(yīng)用非常重要[5]。

4.6 OTN技術(shù)

伴隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，OTN技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其在高速公路通信系統(tǒng)方面的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的全新設(shè)置，利用節(jié)點(diǎn)機(jī)作為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)各種業(yè)務(wù)的連接，通過(guò)語(yǔ)音的形式就可以實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的傳輸，而通過(guò)數(shù)據(jù)接口和網(wǎng)絡(luò)接口進(jìn)行數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的傳輸。高速公路通信系統(tǒng)方面的各種設(shè)備都可以和周邊最近的節(jié)點(diǎn)機(jī)實(shí)施連接，以此種方式實(shí)現(xiàn)信息的采集以及發(fā)布，通過(guò)OTN技術(shù)的有效應(yīng)用可以進(jìn)一步完善高速公路通信系統(tǒng)的建設(shè)。以O(shè)TN技術(shù)為基礎(chǔ)的高速公路通信系統(tǒng)充分融合了傳統(tǒng)SDH技術(shù)以及WDM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了更加靈活、更加可靠、大容量以及大顆粒的傳輸，在實(shí)際應(yīng)用中可以大大提升具體業(yè)務(wù)調(diào)度的靈活性，能夠進(jìn)一步提升管理性能，可以實(shí)現(xiàn)完善的保護(hù)方式。

4.7 IP技術(shù)

該技術(shù)是有關(guān)無(wú)連接分組通信協(xié)議的技術(shù)。IP技術(shù)的誕生與蓬勃發(fā)展得益于互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代下信息技術(shù)的迅速發(fā)展，在這一背景之下，IP技術(shù)迎來(lái)了巨大的發(fā)展機(jī)遇與十分廣闊的發(fā)展前景。IP技術(shù)具有較高的兼容性，其具有的高度靈活性、技術(shù)先進(jìn)性與超強(qiáng)拓展性使其廣受數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)的歡迎，并逐漸成為各行業(yè)之間信息交流的主要方式。在高速公路通信系統(tǒng)中，IP技術(shù)能夠滿足信息傳播的各項(xiàng)音視頻功能需求，簡(jiǎn)單便捷的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的清晰交互。

5 完善通信系統(tǒng)的措施要點(diǎn)

5.1 擴(kuò)展高速公路網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用深度

想要保證高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性，就需要有相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐。這種情況下，相關(guān)部門需要再重視這個(gè)方面的基礎(chǔ)上，大力發(fā)展高速往高速公路網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。在這個(gè)方面不僅需要投入一定的人力，物力與資金，更加需要。明確發(fā)展方向明確，發(fā)展方向，制定發(fā)展目標(biāo)。另外再加強(qiáng)新網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用的過(guò)程中，還需要注重內(nèi)部信息系統(tǒng)的建設(shè)，確保能夠?yàn)楦咚俟吠ㄐ畔到y(tǒng)的發(fā)展提供一定的支持。

5.2 有效提升通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)水平級(jí)

由于我國(guó)高速公路建設(shè)缺乏統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，在宏觀調(diào)控上，要充分利用宏觀指導(dǎo)的作用，把管理的重點(diǎn)放在各地區(qū)資源配置上，合理規(guī)劃各地區(qū)的高速公路投資比重，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步統(tǒng)一規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，管理部門要發(fā)揮系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)字化建設(shè)的統(tǒng)籌功能，力求從宏觀規(guī)劃上，進(jìn)一步提升數(shù)字化建設(shè)的整體性和協(xié)調(diào)性，設(shè)置外來(lái)網(wǎng)絡(luò)的安全門檻，保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。最后，管理部門要發(fā)揮監(jiān)督職能，制定設(shè)備引進(jìn)管理機(jī)制，避免壟斷現(xiàn)象的發(fā)生，確保通信系統(tǒng)配置合理、高效，從而提高配置利用效率。

5.3 合理建設(shè)傳輸網(wǎng)絡(luò)

高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)用過(guò)程中，需要重視構(gòu)建完善的傳輸網(wǎng)絡(luò)，同時(shí)確保架構(gòu)滿足實(shí)際需求。高速公路通信系統(tǒng)架構(gòu)建設(shè)過(guò)程中，要充分發(fā)揮相應(yīng)通訊技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)資源的優(yōu)勢(shì)，最大程度發(fā)揮通信系統(tǒng)技術(shù)所具有的優(yōu)勢(shì)來(lái)增強(qiáng)整個(gè)通信系統(tǒng)的性能。除此之外，要充分考量到各方面因素對(duì)于系統(tǒng)造成的影響，對(duì)于故障進(jìn)行全方位排查，能夠?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)技術(shù)的具體應(yīng)用、信息傳輸效率的提升提供基礎(chǔ)保障。

5.4 重視通信系統(tǒng)保養(yǎng)和維護(hù)

高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，系統(tǒng)保養(yǎng)和維護(hù)是確保高速公路運(yùn)營(yíng)的重要環(huán)節(jié)。管理人員每天通過(guò)網(wǎng)管系統(tǒng)，對(duì)通信系統(tǒng)傳輸設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行巡查。主要查詢各設(shè)備的告警信息以及光纖鏈路的衰耗是否處于正常值，對(duì)于發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題需及時(shí)進(jìn)行維修。管理人員定期對(duì)機(jī)房?jī)?nèi)的通信系統(tǒng)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。主要包括設(shè)備的除塵，整理線纜及標(biāo)簽，檢查設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)及接地是否正常，檢查通信電源設(shè)備在市電停電情況下是否能夠正常工作等。

5.5 構(gòu)建完善的信號(hào)控制體系

當(dāng)前，信號(hào)控制系統(tǒng)處于廣泛使用狀態(tài)，具有較大的運(yùn)行規(guī)模。然而，信號(hào)控制系統(tǒng)運(yùn)行程序完善效果不佳。相關(guān)研發(fā)人員應(yīng)開展信號(hào)控制系統(tǒng)的研發(fā)工作，為信號(hào)控制體系的有序運(yùn)行提供技術(shù)保障?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)研發(fā)人員處于專業(yè)性發(fā)展階段，應(yīng)加強(qiáng)通信技術(shù)人才培養(yǎng)，制定人才出國(guó)學(xué)習(xí)的有效方案，提升通信技術(shù)人才的培養(yǎng)力度，增強(qiáng)信號(hào)控制研發(fā)的可行性。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，目前我國(guó)高速公路通信系統(tǒng)已經(jīng)基本上實(shí)現(xiàn)了從單線路到網(wǎng)環(huán)境的轉(zhuǎn)變，聯(lián)網(wǎng)技術(shù)也進(jìn)行了一定的創(chuàng)新，特別是近些年，數(shù)字云、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)等的發(fā)展，極大程度的促使了高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)的發(fā)展與優(yōu)化。在國(guó)家大力提倡建設(shè)高速化交通的基礎(chǔ)上，優(yōu)化高速公路通信系統(tǒng)與聯(lián)網(wǎng)技術(shù)能夠推進(jìn)我國(guó)交通事業(yè)的長(zhǎng)足發(fā)展。