淺談高速公路機電工程通信系統的發展和應用

馮芳

（廣西北部灣投資集團有限公司沿海高速公路分公司 廣西欽州 535000）

淺談高速公路機電工程通信系統的發展和應用

馮芳

（廣西北部灣投資集團有限公司沿海高速公路分公司 廣西欽州 535000）

本文就高速公路機電工程通信系統的結構以及應用展開簡要論述，指出了高速公路通信系統的發展現狀，說明了高速公路通信系統在實際應用中的結構功能。希望對該行業帶來一些參考及借鑒。

高速公路；機電工程；通信系統

引言

隨著現代社會的發展，高速公路在人們的日常生活中越來越重要。與此同時，人們對高速公路的要求也隨之增加?，F如今，社會高速發展，人們期待一種更快、更舒適的外出方式，于是高速公路便成為人們更多的選擇。但是由于交通事故問題給人們帶來了巨大的經濟損失和傷亡，因此需要不斷完善高速公路的通信系統、發展現代施工技術并實時與用戶進行信息交流，讓人們更舒心地走上高速路。

1 高速公路機電工程通信系統的現狀

目前，高速公路通信系統是由光纖數字傳輸系統、綜合業務接入系統、程控數字交換系統、通信電源系統、道路測試緊急電話系統、視頻傳輸設備和室內外光電纜為主要傳輸介質的綜合通信系統。

高速公路全線的管理部門和監控系統之間提供不間斷的通信服務是通信系統的目標。管理部門在發生故障時，可以提供自動自診斷程序，也可以提供道路用戶路側緊急呼叫服務。總的來說目前的高速路通信系統可以提供一整套的全自動自控服務，可以完成很全面的定位服務。

2 高速公路對通信系統的要求

通信系統主要為高速公路的運營管理和監控、收費系統實現提供必要的語音、圖像和數據傳輸通道，是保證高速公路安全、高速、平穩和實現現代交通管理的重要手段，起到了整個高速公路管理系統的中樞神經作用。

高速公路通信網絡需要能夠同時傳輸語音、數據和圖像，信息量較大，因此頻帶的選擇和足夠大的通信容量在光纖通信系統中是必須具備的。光纖通信同時具備通信容量大、抗電磁干擾能力強、通信質量高、傳輸距離長等特點。

3 高速公路機電工程通信系統應用結構

3.1 高速公路通信系統

隨著計算機技術和網絡技術的迅速發展，高速公路信息化平臺的建設已經進入了一個新的發展階段，高速公路數據通信系統作為高速公路信息系統建設的基礎設施，對其產生了重要的影響，隨著智能高速公路管理系統的逐漸普及，對高速公路數據通信系統的要求也越來越高了。

為與高速公路的管理機構一致，目前高速公路通信系統網絡體系結構為三級模式：

省交通通信中心（設立在省會城市）、市級通信分中心（設置在分公司所在的城市）、各路段通信中心（設置在收費站和服務區）。省中心與市級分中心通過主干網連接，路段的通信站會通過接入網與所在分中心連接。在網絡結構上，主干網主要采用環網或者網狀網。而接入網為環網結構，該結構便于節點的增加。

3.2 光纖傳輸系統

由最開始的PDH到今天的SDH（同步數字序列）、WDM（波分多路復用）、DWDM（密集波分多路復用）以及全光網絡技術，光纖傳輸系統經過了不斷的發展。高速公路普遍采用SDH的傳輸模式，如圖1所示。SDH傳輸方式可對多個路由之間進行自由的選擇，它的網絡接口是統一的，并且可以兼容PDH等數字體系。

圖1 SDH傳輸網

光纖傳輸系統是為程控交換機或者話務通信等高速公路沿線設施提供傳輸的媒介通道。

根據高速公路的實際情況，為了提高整個主干網絡的可靠性，通常是使用性價比高的環形的保護方式。同步時鐘使用主從方式的同時，通過BITS系統分配和確定輸入節點機SDH的信號。

3.3 程控數字交換系統

程控數字交換系統是由不同位置各自的配置連接完成信息傳輸的一個系統。每個通信總中心、通信中心配置一臺程控數字交換機，遠端交換模塊RSM安裝在通信分中心，各通信站可以直接接入電話，連接方式是光纖接入，設備ONU（光網絡單元）提供語音端口。用接入設備OLT及遠端交換模塊RSM來實現通信站電話與其他通信點的業務電話連接。

3.4 ATM傳輸系統

ATM系統按通信系統的管理體制設計分為三級：一級網絡是總中心到中心，網絡帶寬推薦值為622MbpsOC-12cATM；二級網絡為中心到分中心，網絡帶寬推薦值為155MbpsOC-3cATM；三級網絡是接入部分，從分中心到各站點，網絡帶寬推薦值為2Mbps廣域網。

3.5 通信中心

通信中心常規配置兩臺ATM交換機，兩臺千兆位以太網交換機。ATM主干通信中心由SDH傳輸設備ADM（分插復用設備）和通信分中心的ATM交換機組成。以太網交換機上的2個622M的高速端口與兩臺核心ATM交換機相連，另外，以太網交換機上應配置10/1OOMbps的自適應端口，可以相互連接監控系統的計算機、收費系統的計算機以及其他計算機。通信中心和通信總中心的核心ATM交換機及以太網交換機技術指標是相同的。

在通信總中心一般會設置兩臺ATM交換機、兩臺中高檔的路由器、一臺快速以太網接口連接總中心的千兆位以太網交換機以及配置一個高速串行端口連接公網提供的數據接口。一級ATM骨干環即由通信總中心通過SDH傳輸設備ADM（分插復用設備）與通信中心ATM交換機組成。路由器用于連接外部，主要連接Internet和專業銀行。

3.5.1 中繼方式

通信總中心、通信中心通常采用將程控數字交換機和電信公用的電話交換網絡連接的方式。市話公網中有兩種方法可用于提供市話、長途以及國際長途業務：①數字中繼的方式；②模擬環路中繼方式。

計費系統通過計費軟件實現公網電話的計費，通常設置在通信總中心。另外，專網內部之間相互呼叫是不需要計費的。

3.5.2 通信分中心及通信站

通信分中心以及通信站為三級ATM數據傳輸系統，也應該配置ATM交換機。三級ATM數據傳輸系統通過SDH光纖傳輸系統以通信分中心的ATM交換機為中心形成星形連接各個通信站ATM接入設備。通信分中心與通信中心的ATM交換機連接是環形鏈路。

收費站的以太網交換機通過通信站的ATM接入設備經SDH光纖傳輸系統連接到通信分中心的ATM交換機上。監控系統外場設備數據通過一對Modem傳輸到通信站，Modem上的RS-232接口直接連接到ONU設備提供的RS-232接口上，再通過光纖傳輸系統傳輸到通信中心的ADM光纖傳輸設備上，ADM上相應的RS-232接口連接到監控分中心的計算機系統上。

3.6 圖像傳輸系統

圖像信號通過解碼器連接到SDH設備，然后轉移到分中心，由于帶寬的限制，將無法利用可以傳輸數據的廣域網線路來進行傳輸。

圖像傳輸分為兩類：收費系統的圖像傳輸和監控系統的圖像傳輸。

監控系統的圖像傳輸分為兩個步驟：①數字圖像信號在數字鏈路中傳輸，最后到達通信中心的OLT設備中；②通過OLT設備的2Mbps接口將數字圖像信號解碼成模擬信號，顯示在位于監控分中心的視頻顯示器中。

收費系統圖像的傳輸是通過模擬的方式在收費監控系統上來顯示收費車道的圖像信息。同時對圖像信息進行編碼，然后通過通信站ONU中的2Mbps數據鏈路傳輸，最后顯示在分中心的監控系統上。在收費分中心監控室內，再通過編碼器編譯成模擬信號，最后將信號顯示在監視器上。

4 高速公路機電工程通信系統未來發展

隨著科學技術的發展，會有越來越多先進的計算機技術、通信技術、電子技術、網絡技術以及GPS車輛導航和定位技術、GIS地理信息系統等被應用到高速公路機電系統中。并且未來的高速公路通信系統將會更加的先進，更加的安全，并且會有更簡單的操作。

在可預見的未來，高速公路通信系統的聯網技術要實現各個技術之間的融合，實現優勢互補，朝著數字化、光纖化、安全化的方向發展。特別是有公網標準接口的高速信息網絡形成后，全國性的聯網監控、網上通信系統，將會成為分布廣泛的“國家信息高速公路”。

預計可實現以下的技術融合：

（1）IP技術與ATM技術的融合；

（2）IP技術與SDH技術的融合；

（3）IP技術與WDM技術的融合。

5 結束語

高速公路通信系統建設是關乎國計民生的大事，良好的通信系統能夠有效提高高速公路的運行效率，保證高速公路的快速、安全、穩定、方便和舒適。隨著社會的不斷發展和通信技術的日新月異，高速公路通信系統建設應該從技術的發展、整體投資還有管理需求的各個方面進行綜合分析，只有這樣才能實現高速通信系統建設的最終目標。

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[3]蘇軒.我國高速公路通信技術的應用及發展趨勢[J].科技與生活，2012（1）.

[4]陸新儒，周力.西銅高速公路通信系統解決方案[J].科學與技術研究，2011，11：12～19.

U417

A

1004-7344（2016）18-0163-02

2016-3-20

馮 芳（1985-），女，廣西浦北人，助理工程師，本科，主要從事機電工程維護工作。