王銳

摘要：通信系統(tǒng)是公路工程平穩(wěn)運行的核心內(nèi)容之一，對高速公路機電工程中的通信系統(tǒng)技術(shù)進行分析，是高速公路建設(shè)過程中不可缺少的內(nèi)容。對高速公路機電通信系統(tǒng)組成及主要功能進行總結(jié)，對高速公路機電工程通信系統(tǒng)的應(yīng)用策略進行分析，從而更好確保高速公路運營期間的安全性。

關(guān)鍵詞：高速公路；機電工程；通信系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)

1 高速公路機電工程通信系統(tǒng)組成

通信系統(tǒng)是公路工程平穩(wěn)運行的核心內(nèi)容之一。通信系統(tǒng)以信息傳遞為基礎(chǔ)，實現(xiàn)了對過往車輛的安全控制與科學(xué)管理。為提高高速公路機電工程系統(tǒng)運行的安全性、穩(wěn)定性，需要對高速公路機電工程中的通信系統(tǒng)各個子系統(tǒng)進行性能測試。

高速公路機電系統(tǒng)中，通信系統(tǒng)是以太網(wǎng)技術(shù)、SDH 光傳送技術(shù)為核心，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)、圖像、語音信息的精準識別與管控，從而提高高速公路運行的穩(wěn)定性。寬帶大、兼容性強是以太網(wǎng)的主要特征，千兆以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用后，可實現(xiàn)圖像、語音、視頻數(shù)據(jù)的快速傳輸。高速公路收費站收費系統(tǒng)，采用以太網(wǎng)接口和SDH光傳輸系統(tǒng)，運行穩(wěn)定性和工作效率明顯提高，通過監(jiān)控系統(tǒng)、收費系統(tǒng)、終端設(shè)備與光纖線路的協(xié)調(diào)，可完成快速信息傳輸。高速公路機電工程通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)包括軟件、硬件和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

1.1? ?系統(tǒng)硬件

機電通信系統(tǒng)的硬件主要由電源、接入網(wǎng)、應(yīng)急電話、交換系統(tǒng)四大部分組成。將電力系統(tǒng)220V電源，作為高速公路機電通信系統(tǒng)供電設(shè)備。接入網(wǎng)則以中心網(wǎng)絡(luò)與周邊網(wǎng)絡(luò)作為連接橋梁，實現(xiàn)通信業(yè)務(wù)的同步協(xié)調(diào)，其中最核心部分為光線路終端。交換系統(tǒng)以符合V5協(xié)議的局域網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過模擬中繼線路的方式進行連接。而應(yīng)急電話系統(tǒng)可為高速公路突發(fā)狀況提供及時通信，為事故處置、現(xiàn)場調(diào)度提供便利。

1.2? ?系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是以硬件作為基礎(chǔ)的。系統(tǒng)軟件包括安全維護、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、事故報警、資源配置等模塊，通過軟件設(shè)置實現(xiàn)對應(yīng)功能。上述軟件的系統(tǒng)正常運行為通信系統(tǒng)的穩(wěn)定提供了保障，并滿足了相關(guān)運行功能的需求。

1.3? ?數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

在高速公路機電通信中，數(shù)據(jù)傳輸是整個通信系統(tǒng)的核心和重要組成部分，按傳輸方式分為有線傳輸、音頻電話傳輸、光纖傳輸、模擬傳輸四種。由于不同的傳送方式，其作用和用途也有很大的差別，主要是通過電纜進行數(shù)據(jù)的傳輸。光纖的傳送主要是用來傳送影像資料，而語音電話則是用來傳送數(shù)據(jù)資料。

2? ?高速公路機電工程通信系統(tǒng)的主要功能

2.1? ?電話

電話主要有業(yè)務(wù)電話、緊急電話、指令電話3種類型。其中業(yè)務(wù)電話是通信系統(tǒng)的重要組成部分，各部門業(yè)務(wù)聯(lián)系的常用手段，可實現(xiàn)公網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)間信息傳遞，為資源共享奠定基礎(chǔ)；緊急電話作為內(nèi)部專用，多用于呼救、緊急救援等警情；指令電話可分為無線電話、有線電話2種，用于交通管理和調(diào)度指揮，包括選呼、全呼、組呼3種功能模式。

2.2? ?主干線傳輸

主干線傳輸可在局域網(wǎng)、長途網(wǎng)實現(xiàn)信息傳遞、數(shù)據(jù)傳輸，主要由交通通信網(wǎng)主干線組成，在道路交管部門信息傳輸中應(yīng)用廣泛。

2.3? ?數(shù)據(jù)與圖像傳輸

數(shù)據(jù)與圖像傳輸包括收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、視頻傳輸系統(tǒng)等，可實現(xiàn)畫面實時電視呈現(xiàn)，具備交通監(jiān)視能力。

2.4? ?廣播

包括道路信息廣播、交通廣播。

2.5? ?通信電源及管道

電源系統(tǒng)包括直流電、交流電、機房系統(tǒng)。通信管道包括 HDPP管道和HDPP硅管。

3? ?高速公路機電工程通信系統(tǒng)的應(yīng)用策略

3.1? ?采用各種通信新技術(shù)

自動交換光網(wǎng)技術(shù)是基于光傳輸網(wǎng)的技術(shù)，并由平面控制來實現(xiàn)智能化管理，按照網(wǎng)絡(luò)資源需求，進行合理分配。高速公路項目建設(shè)初期排查時，應(yīng)用該技術(shù)可以快速摸查以發(fā)現(xiàn)問題，通過問題分析與處置，促進系統(tǒng)平穩(wěn)運行，改善系統(tǒng)通暢度。實際應(yīng)用過程中，借助自動交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源升級，可為自動化數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)移提供技術(shù)支持，提高業(yè)務(wù)效率。

分組傳送網(wǎng)也被稱為分組轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，具備自動調(diào)節(jié)能力強的特點，基于分組傳輸操作特點，利用網(wǎng)絡(luò)地址下面的傳送媒體進行相應(yīng)處理。分組傳輸網(wǎng)絡(luò)具有很大的運行空間，會對高速公路機電通信系統(tǒng)性能與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接影響，擁有相對較高的安全性，與傳統(tǒng)光纖傳輸技術(shù)相比，其數(shù)據(jù)安全性更好且傳輸質(zhì)量更高，是目前通信技術(shù)中使用最多、成本最低的一種技術(shù)。

ADM OVER SDH是當前應(yīng)用比較廣泛的一種同步數(shù)字體系技術(shù)，其具有傳輸速率高、抗干擾能力強等特點，能夠為整個公路機電工程項目建設(shè)提供有力支持。應(yīng)用該技術(shù)時，應(yīng)先對SDH網(wǎng)絡(luò)進行科學(xué)設(shè)計，并根據(jù)實際情況合理分配各個節(jié)點的接入帶寬。然后要對設(shè)備進行合理選型，確保設(shè)備的穩(wěn)定運行。最后對SDH網(wǎng)絡(luò)的保護模式進行科學(xué)設(shè)置，以確保其可以在實際操作過程中發(fā)揮出重要作用。在實際操作過程中，要充分重視對系統(tǒng)設(shè)備的科學(xué)維護，定期對系統(tǒng)設(shè)備進行檢查與維護，確保系統(tǒng)可以正常運行，以發(fā)揮出其應(yīng)有的作用與價值。

3.2? ?提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的技術(shù)水平

互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是公路工程機電通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)之一，網(wǎng)絡(luò)暢通才能確保高速公路通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)順利處置。提高網(wǎng)絡(luò)通暢度是改善高速公路機電通信系統(tǒng)運行效率的關(guān)鍵，故此需進一步完善網(wǎng)絡(luò)體系，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢，切實提高網(wǎng)絡(luò)運行水平和處置速率，為高速公路機電通信系統(tǒng)的平穩(wěn)運行奠定基礎(chǔ)。目前，我國尚未形成相對統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)標準，在實踐中需結(jié)合高速公路項目特點進行投資匹配，切實改善資源利用率，提高網(wǎng)絡(luò)安全性，提速增效的同時以內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)方式組網(wǎng)，確保業(yè)務(wù)安全。

3.3? ?科學(xué)應(yīng)用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在公路機電工程中的應(yīng)用能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)信息的實時傳輸，避免了人工操作帶來的誤差，提高了工作效率。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)能夠有效降低現(xiàn)場施工難度，提高施工效率，在一定程度上縮短了工期。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有成本低、效率高等特點，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)的良好升級與維護。

目前我國公路機電工程通信系統(tǒng)中采用的無線網(wǎng)絡(luò)主要包括2種：一種是以IEEE802.11g為基礎(chǔ)的WLAN無線網(wǎng)絡(luò)；另一種是以IEEE802.11a為基礎(chǔ)的WLAN無線網(wǎng)絡(luò)。無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)具有成本低、易維護等特點，因此在公路機電工程通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。公路機電工程施工過程中，應(yīng)該合理選用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，提高通信系統(tǒng)運行效率。

3.4? ?做好保養(yǎng)及維修等基礎(chǔ)工作

機電設(shè)備的性能直接關(guān)系到高速公路的運營效益，維護工作的及時與否，將會對設(shè)備效能產(chǎn)生重要影響。

首先，做好日常業(yè)務(wù)管理環(huán)節(jié)。需加強機電設(shè)備維保，堅持科學(xué)管理理念，優(yōu)化管理策略，推出規(guī)范的維護保養(yǎng)制度并嚴格落實，明確維保人員責(zé)任，督促落實并加強監(jiān)督考核。

其次，通過動態(tài)跟蹤監(jiān)控機電設(shè)備運行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常及時分析誘因并加以處置，以確保系統(tǒng)平穩(wěn)運行。制定防范方案避免此類問題再次出現(xiàn)，切實改善機電通信系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)安全。最后，加強業(yè)務(wù)人員培訓(xùn)與定期考核，切實改善維保人員綜合素養(yǎng)，提高從業(yè)人員專業(yè)水平，通過技術(shù)水平提高為維保工作質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)，為快速應(yīng)對和科學(xué)處置突發(fā)狀況創(chuàng)造條件。

3.5? ?采用集中管理模式

以集約經(jīng)營的方式，提高高速公路機電通信的運營管理水平，實現(xiàn)監(jiān)控數(shù)據(jù)、收費信息的同步上傳。以通信系統(tǒng)功能完成數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)，接收相關(guān)數(shù)據(jù)后根據(jù)實際需求，發(fā)送至用戶完成反饋工作，形成以光纖數(shù)據(jù)傳輸為基礎(chǔ)的多媒體數(shù)據(jù)傳送體系。集中管理系統(tǒng)詳情如圖1 所示。

3.6? ?加強數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)

數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是高速公路機電工程通信系統(tǒng)的發(fā)展方向，現(xiàn)階段業(yè)務(wù)接口非標問題是制約其建設(shè)水平的重要因素，對此可通過同步數(shù)據(jù)體系技術(shù)革新的方式加以解決。業(yè)務(wù)處置過程中，以集中管理模式為降低系統(tǒng)運維、改善系統(tǒng)成效、提高業(yè)務(wù)效率提供保障。與此同時，通過GIS、GPS、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，搭建多功能通信平臺，滿足視頻會議、網(wǎng)絡(luò)辦公、可視通話、視頻監(jiān)控的功能需求，擴展機電通信系統(tǒng)能力，滿足多元化需求。

3.7? ?采用公路機電系統(tǒng)集成設(shè)計方案

在技術(shù)革新的同時，機電工程應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴展，從電子、信息工程領(lǐng)域逐漸向監(jiān)控、通信、收費等領(lǐng)域發(fā)展，光纜數(shù)字化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、5G 通信技術(shù)的推廣使其得到標準化控制，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享與實時控制。

高速公路機電系統(tǒng)集成部分包括4個部分：一是用戶界面。借助標準化界面進行用戶界面管理，按照實際需求應(yīng)用軟件，通過子系統(tǒng)完成業(yè)務(wù)處置。二是信息與數(shù)據(jù)。協(xié)調(diào)監(jiān)控、收費、通信數(shù)據(jù)，綜合分析后加以調(diào)節(jié)、反饋，生成集成化格式，確保存儲規(guī)范，為資源、信息共享提供保障。三是業(yè)務(wù)流程。在數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)上，實現(xiàn)同類型業(yè)務(wù)整合，集成控制系統(tǒng)用戶信息，便于數(shù)據(jù)資源讀取與后續(xù)處置。四是函數(shù)集成。對子系統(tǒng)單獨設(shè)計與規(guī)劃，整合相關(guān)信息提高系統(tǒng)整體性，借助Web Service技術(shù)、遠程系統(tǒng)技術(shù)、計算機技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，為系統(tǒng)高效運行和高速公路穩(wěn)定創(chuàng)造條件。

3.8? ?完善高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)

高速公路隧道監(jiān)控系統(tǒng)主要包括四個方面，分別為現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)、閉路電視系統(tǒng)、交通監(jiān)控系統(tǒng)和緊急電話系統(tǒng)。

3.8.1? ?現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)

現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)是整個隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的核心內(nèi)容，是對整個隧道進行監(jiān)控的基礎(chǔ)，主要負責(zé)將數(shù)據(jù)信息及時準確地傳遞到指揮中心，為指揮中心提供全面準確的數(shù)據(jù)信息。在實際操作過程中，現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)由信息采集設(shè)備、通信設(shè)備和計算機組成，其主要作用是將隧道內(nèi)的實時數(shù)據(jù)信息及時準確地傳送到指揮中心，為指揮中心提供全面準確的數(shù)據(jù)信息。

現(xiàn)場控制網(wǎng)絡(luò)的主要組成部分包括主控制室、現(xiàn)場控制站、傳感器等，其中主控制室主要負責(zé)對隧道內(nèi)的所有設(shè)備進行控制與管理?，F(xiàn)場控制站和傳感器主要負責(zé)對隧道內(nèi)的所有設(shè)備進行實時監(jiān)控，并將數(shù)據(jù)信息及時準確地傳遞到指揮中心。

3.8.2? ?閉路電視系統(tǒng)

閉路電視系統(tǒng)是對整個高速公路隧道進行監(jiān)控的關(guān)鍵內(nèi)容，主要負責(zé)將隧道內(nèi)的實時視頻圖像及時準確地傳遞給指揮中心，為指揮中心提供全面準確的視頻圖像信息。閉路電視系統(tǒng)在實際操作過程中主要包括攝像機、傳輸設(shè)備和視頻顯示設(shè)備等，其中攝像機主要負責(zé)對隧道內(nèi)所有設(shè)備進行監(jiān)控，傳輸設(shè)備則負責(zé)將現(xiàn)場實時視頻圖像信號及時準確地傳輸?shù)街笓]中心，為指揮中心提供全面準確的視頻圖像信息。

3.8.3? ?交通監(jiān)控系統(tǒng)

交通監(jiān)控系統(tǒng)是對高速公路隧道內(nèi)車輛進行監(jiān)控的關(guān)鍵內(nèi)容，主要負責(zé)將隧道內(nèi)的車輛進行實時監(jiān)控，并將車輛信息及時準確地傳遞給指揮中心。在實際操作過程中，交通監(jiān)控系統(tǒng)主要包括現(xiàn)場控制站、交通檢測器和控制軟件等。

3.9? ?提高系統(tǒng)建設(shè)的智能化程度

在高速公路機電工程建設(shè)過程中，要充分重視智能化技術(shù)的科學(xué)應(yīng)用，促進高速公路機電工程項目建設(shè)質(zhì)量與性能的有效提升。在實際操作過程中，可以采用智能化控制系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及智能傳感技術(shù)等，促進整個高速公路機電工程項目建設(shè)水平的不斷提升。

4 結(jié)束語

綜上所述，通信系統(tǒng)作為高速公路機電工程的重要組成部分，其作用不容忽視，在數(shù)據(jù)傳輸、實時監(jiān)控等方面發(fā)揮重要作用?；诂F(xiàn)階段高速公路機電工程通信系統(tǒng)工作的特點，為確保高速公路平穩(wěn)、安全運行，通過采用先進的通信技術(shù)來彌補缺陷，可為高速公路的機電工程的通信優(yōu)化提供保證，從而有效地提高高速公路的安全性。

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