城市快速路智能交通通信系統

熊啟鵬，張 杰

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 20092）

0 前言

城市快速路智能交通系統是將先進的信息采集技術、通信技術、數據處理技術、計算機技術、軟件開發技術等綜合應用于城市快速路網，從而提高道路交通管理、控制和服務水平，建立一種安全、高效及舒適的道路交通運輸系統。城市快速路智能交通通信系統是城市快速路智能交通系統的基礎支撐平臺，負責智能交通系統的信息傳輸和交換，是智能交通系統建設成功與否的關鍵因素之一。

城市快速路智能交通通信系統主要內容通常包括：通信管道、通信設備（光端機、以太網交換機等）和通信介質（光纜、電纜等），下面分別介紹。

1 通信管道設計

1.1 通信管道設計原則

（1）滿足交警、公安等管理部門基本需求；

（2）結合道路建設進行敷設，以暗埋為主；

（3）管道容量適度超前，因管道敷設須配合道路建設進行，因此擴容成本很高，所以在敷設管道時應預留有一定的余量；

（4）結合供電箱變、電信等通信公司通信點設置高架橋梁引下點；

（5）路網管道需具有系統性。

1.2 通信管道材料選擇

通信管道常用材料有：PE管、PVC管、硅芯管、鋼管等，下面分別介紹各類管材的優、缺點：

（1）PE管內壁光滑、拉伸性好、柔韌性好、耐低溫、便于施工。

（2）PVC管優點是重量輕、耐腐蝕、價格便宜、密封性好；缺點是彈性小、易碎裂，進行防撞墻混凝土振搗時，混凝土漿液容易沿破碎處灌進PVC管內，造成管道阻塞，后期無法進行光纜穿線。

（3）硅芯管內壁覆蓋一層硅質潤滑劑，摩擦系數小，適合長距離光纜敷設，一般多用在高速公路，用來保護光纜，可進行吹氣法施工，提高施工進度。

（4）鋼管抗壓強度高，但易腐蝕，成本較高，一般用于橫穿道路。

根據以上分析，城市快速路縱向管道一般采用PE管，橫穿管道一般采用鋼管。

1.3 通信管道設計

城市快速路智能交通縱向管道一般敷設在兩側防撞墻內，每隔一定距離設置橫穿管，管道接續可利用照明接線箱，僅在設置監控設備增設接線箱。縱向管道全線貫通，在標段起終點處設置接線箱用于相鄰標段監控管道的接入。橫穿管一般每500 m左右設置一道，敷設于橋梁鋪裝層底部。受防撞墻內鋼筋間距限制，防撞墻內縱向管道一般選用2或3根φ75 mm左右管道（見圖1）。考慮到橋面鋪裝層厚度及車輛負荷，橫穿管一般選用4根SCφ32 mm左右鍍鋅鋼管。橋梁段管道與地面管道溝通采用引上管道或橋架方式，管材一般選用3根φ75 mm左右管道或相當于3根φ75 mm管道容量的橋架。

圖1 橋梁段縱向管道

地面縱向管道根據交警、公安等管理部門需求，一般敷設2或3根φ75 mm左右管道，敷設在分隔帶或人行道下，埋深不小于0.7 m，每50 m左右設置接續手井，與其他地下管線及建筑物間最小凈距見表1。

表1 智能交通地面道路通信管道與其他地下管線及建筑物間最小凈距表

根據交通組織，在地面交叉路口敷設6根/4根SCφ100 mm鋼管。過路鋼管管頂距地面不小于0.6 m。在分隔帶及人行道設置接線井。

1.4 通信管道施工要求

PE管道必須光滑、平整，無砂眼、氣泡和下陷痕跡。管內應預穿好敷纜用的鐵絲，鐵絲伸出兩端管口500 mm，管口應用麻布、棉紗或木塞封堵嚴密，以防泥沙進入管內。

鋼管表面熱鍍鋅處理。鋼管的內外表面鍍鋅層應完整，不允許有未鍍上鋅的黑斑和氣泡存在。鋼管鍍鋅后表面可進行鈍化處理。

鋼管進入手井時應將管口切成與孔壁同一平面，鋼管應縮入井壁一定距離并用水泥砂漿將管口抹成圓楞。

鋼管管道彎曲半徑不小于管徑6倍，管內應預穿好敷纜用的鐵絲，鐵絲伸出兩端管口500 mm，管口應用麻布、棉紗或木塞封堵嚴密，以防泥沙進入管內。

2 通信系統設計

2.1 通信系統設計原則

（1）滿足現階段通信需求，預留適量通信接口；

（2）模塊化結構，方便未來通信擴容；

（3）與交警、公安等管理部門既有系統兼容；

（4）“光進銅退”，盡量使用光纜通信。

2.2 通信系統業務及其接入特點

城市快速路通信系統業務可歸納為視頻圖像、數據兩大類。視頻圖像主要是視頻監控子系統產生的視頻信息，要求對視頻圖像進行實時傳輸，且數據量大，通信系統傳輸壓力較大。數據業務主要是信息誘導發布子系統、交通信號控制子系統、違法取證子系統、交通參數檢測子系統、入口匝道控制子系統等產生的數據信息，數據信息量相對較小。

2.3 通信系統組網分析

高速公路通信網的應用技術主要有SDH、ATM及以太網技術，而城市快速路通信系統主要是通過光端機點對點傳輸、以太網技術進行視頻和數據的傳輸。其中，光端機分為視頻光端機、數據光端機及視頻數據復用光端機。

以太網交換機常用的有百兆以太網交換機和千兆以太交換機。如選用以太網進行信息傳輸，因以太環網具有實時性、可維護性及可靠性等優點，工程應用中多是將以太網交換機通過光纖連接成環，組成以太環網。

視頻信息可以通過視頻光端機進行點對點信息傳輸，也可以通過以太環網進行視頻信息傳輸，見圖2、圖5。

圖2 視頻信息點對點傳輸結構圖

同樣，數據信息也可以通過數據光端機進行點對點信息傳輸，或通過以太環網進行數據信息傳輸，見圖3、圖5。

圖3 數據信息點對點傳輸結構圖

在視頻信息量較小的情況下，視頻信息可以和數據信息一起傳輸，組成視頻數據復用通信網絡，見圖4、圖5。

圖4 視頻數據信息復用點對點傳輸結構圖

圖5 視頻數據信息復用以太環網傳輸結構圖

2.4 通信光纜施工要求

（1）光纜的機械性能應能經受拉伸、壓扁、沖擊、反復彎曲、扭轉、曲繞、掛鉤等項檢驗；

（2）光纜應具有防潮、防水、防鼠咬、防腐蝕、防雷等保護措施；

（3）光纜敷設彎曲半徑不應小于光纜外徑的20倍；

（4）光纜敷設最大拉力不應超過1500 N，且拉力應作用在光纜加強芯上。

3 結論

城市快速路智能交通系統在我國處于起步階段，但在提高道路使用率、保障交通安全、緩解交通擁堵、減少空氣污染等方面的顯著效果已經得到廣泛的認可，包括北京、上海等各大城市都投入大量資金進行建設，是解決城市交通擁堵等問題行之有效的手段，也是世界交通運輸領域研究的前沿課題。

城市快速路智能交通通信系統是城市快速路智能交通系統的基礎支撐平臺，負責智能交通系統的信息傳輸和交換，是智能交通系統建設成功與否的關鍵因素之一。伴隨著科技的進步，城市快速路智能交通系統及其通信系統也將不斷進行技術革新，并為城鎮居民交通出行狀況的改善提供更強有力的支撐。

[1]GB 50373-2006，通信管道與通道工程設計規范[S].

[2]王煒，過秀成.交通工程學[M].南京：東南大學出版社，2000.