高速公路通信系統新技術要點及發展

潘建西

（廣西交通投資集團柳州高速公路運營有限公司，廣西 柳州 545000）

0 引 言

21世紀，隨著通信系統研發技術的不斷創新，高速公路的運行狀況更易得到監控，收費服務系統更加便利親民，各管理部門之間的聯系與協作也更加周密。因此，將探討高速公路通信系統新技術的要點、發展概況以及其余相關內容。

1 高速公路通信系統概念及運行現狀

1.1 高速公路通信系統的概念

高速公路信息系統在高速公路交通建設中占據十分重要的地位，通常與高速公路收費系統、監控系統相互協調配合，承擔著將各類信息和數據疊加并傳輸到服務樞紐的責任，如語音消息、視頻、收費數據以及高清關卡圖像等。高速公路通信系統包括傳輸網管系統、光纖數字系統以及數據傳輸系統。這三層系統能夠精準、實時地進行數據連結和交互，使高速公路的運行與管理暢通便捷，完善了高速公路的部門銜接體系。

1.2 國內高速公路通信系統的運行現狀

首先，信息技術的不斷擴展，為高速公路通信系統的順利建設提供了強力支撐。當前，高速公路通信系統是集合了語音、圖像、數據、文本以及視頻于一體的多媒體傳輸系統。高速公路的各運營業務部門，有其專門的獨立通信系統和相關設施，如對講電話和程控交換機等，部門之間互有聯通合作。但是，在現代化手段基本覆蓋高速公路通信系統的同時，系統運作和管理方面仍存在問題，如電話占線難以接通、問題無法詳述、傳遞事件信息要點的速度拖沓以及不能及時反饋數據和圖像等。其次，很多高速公路通信系統的設備接入網絡時間較早，性能與壽命即將告罄，存在一定的故障風險和安全隱患，而部分相關人員未能及時了解情況進行更換，導致設施長期落后，影響通信過程。最后，通信系統中涉及的零部件與設備品牌多樣，型號復雜，通信設備的分布區域跨度大，各相關單位的工作模式又存在差別，導致排查與修護難度極大，給高速公路通信系統的健康運行制造了潛在危機[1]。

2 高速公路通信系統的新技術要點

2.1 高速公路通信系統的線路鋪設

高速公路往往線路發達，里程較遠，因此能夠有效對接數據。其中，適用于大間距通信站點的光纖通信線路在高速公路通信系統的線路鋪設中十分關鍵。現階段應用的光纖線路，大多是典型的長波單模光纜傳輸形式，具有容量大、價格適中以及性能與壽命可靠等特點。高速公路上需設置有數量充足的監控系統與監控終端，以保證每段里程的數據都可得到統計與傳輸。高速公路上的通信系統還可以分化為由3個通信等級組成的程控數字交換網。第一級是實現話務轉接與內外網連接的通信總中心，第二級實現本級話務接續與本局外各類話務的轉接，第三級則滿足本局的話務通信需求[2]。

2.2 自動交換光網絡技術

自動交換光網絡技術的英文全稱為Automatically Switched Optical Network，可縮寫為ASON，是以光傳送網為基礎的自動交換傳送網。該技術能夠實現高速公路上數據資源的實時按需分配，將復雜信息結構簡單化，可進行動態劃分資源、高效保護與恢復網絡以及自動篩選排查等智能工作，從而節省大量人力物力的投入。在高速公路光纜維護尚未普遍的情況下，ASON可緩解斷纖時業務信息輸出傳送不穩定的突發現象。

2.3 分組傳送網技術

分組傳送網技術的英文全稱為Packet Transport Network，可縮寫為PTN，指在底層光傳輸媒介和IP業務之間設置一個以分組業務為核心和能秉承光傳輸優勢并具有高效帶寬管理機制的層面。該層面能對高速公路上各種通信業務進行明確分組，擴大操縱范圍的空間廣度，并能充分保證數據準確性、實用性以及完整性。在實現靈活配置與拓撲的同時，它還支持信令、路由以及資源管理功能。

2.4 通用無線分組業務

通用無線分組業務的英文全稱為General Packet Radio Srvice，可縮寫為GPRS。GPRS是基于全球移動通信系統的無線分組交換技術，與PTN相仿，能夠對數據進行高速處理，常通過數組分組的形式將資料傳送給用戶，具有登錄快捷和按照任務量進行費用結算等優勢。例如，作為綜合性較強的高速公路通信系統，GPRS配有多個模塊，不同模塊具備不同類型的信息數據。它能在第一時間檢閱各層信息，使歷史信息更具可靠性，同時具有穩定的連接性能和適應性廣的編輯與刪除能力，能使遠程信息在短時間內得到操控與喚醒[3]。

2.5 其余應用技術舉例

除上述要點與技術舉例，這里主要介紹3項高速公路通信系統的新技術模式。

異步傳輸模式（Asynchronous Transfer Mode，ATM）技術，即一種適用于局部網和廣域網的分組交換和復用技術，能夠支持富含圖像、聲音、數據以及音視頻等多元形式信息的高速傳輸工作。在高速公路上應用這一技術，能夠使信息和數據在小型單位和規模不變的區域內進行便捷交互，實現高速公路上的信息高速傳輸。

同步數字體系技術（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）技術，官方定義為由不同速率的數字信號進行傳輸，并提供相應等級的信息結構的技術體制，包括復用方法、映射方法以及相關的同步方法。高速公路上的SDH技術可以保證網管能力的強大，利用映射、定位以及復用3個步驟，使傳輸媒體把高速路上各種網絡監控設備互相連接形成拓撲結構。

無源光網絡（Passive Optical Network，PON）技術，即不含有源的電子設備之意。由PON所提供的帶寬既可接入未來網，滿足各類寬帶業務的需求趨勢，也能在管理開銷方面取得極好的應用效果。PON的基本結構為單纖雙向光接入網絡系統。整個系統由局端的光線路終端、光分配網絡以及用戶側的光網絡單元3個層級組成。這樣的組成模式能夠實現對各個信道的高精準控制與維護，也適用于各種速率信號的傳播。

3 高速公路通信系統新技術的功效和意義

3.1 提升收費系統的工作效力

建設高速公路通信系統主要是為提升收費系統和監控系統的工作效率。其中，收費系統是高速公路長期獲取經濟收益并使高速公路良性運行的一大支撐。新興通信技術應用于收費系統，可以節省大量人工消耗。利用通信網絡將各個收費終端的信息匯總并進行迅速分析，能在很大程度上減弱該過程的復雜性和失誤率，并在有序合理的模式下優化人員管理結構，降低運營成本。

3.2 簡化高速公路的管理項目

應用新技術的高速公路通信系統，能夠快速管理和配置系統中的網元設備，同時對其進行重復加工，達到更高效的運作水平。靈活的通信系統不僅支持基本的語音傳輸，還可以利用線上會議和視頻通話等新鮮業務模式進行高速公路上的調度與指揮。例如，收費對講調度系統、路面預警廣播系統、隧道報警系統以及指令電話系統等，都是高速公路新的管理方式，可及時順應形勢，劃分明確的單位進行規劃部署。

3.3 嚴謹及時地傳輸監控數據

新技術的投入使用能夠使得高速公路監控數據互傳方便，對接時不卡頓、不拖沓。監控數據最重要的一點功能，是使高速公路管轄人員在調度時得到準時準確的信息支持，掌握道路畫面反映的實際交通狀況。這樣隨后采取的管理措施才能有效確保高速公路的暢通與安全。

3.4 兼顧經濟效益與社會效益

高速公路通信系統不斷革新，通過智能化和自動化信息傳送模式，良好地服務大眾，提升了高速公路的交通運行和管理效率，為人們提供了舒適高質的出行體驗，也為交通道路建設事業創造了極為可觀且完善的高速公路環境。最重要的是，系統化與網絡化的高速公路通信建設，對減少交通事故的發生起著至為關鍵的作用。高速公路各業務單位可以降低運營成本，削減不必要和復雜的管理環節，以急速傳送和詳盡分析的科技力量，代替信息處理緩慢和辦事效率低下的人工力量。高速公路通信系統中應用的設備多與互聯網和人工智能銜接，對高新技術的創新提出了考驗，帶動了第三產業的發展，其中涉及研究項目、人員就業以及設備開發等相關內容。

4 高速公路通信系統的發展前景

4.1 加強與網絡技術的聯系

高速公路通信系統若想獲得長期進展，勢必要結合互聯網、各類網絡軟件以及高新信息傳輸設備，加強與網絡技術的聯系。同時，要根據高速公路運行的實際情況，著重建設局域網，打造一個堅固的通信模式和通信平臺。例如，早期使用PDH傳輸系統，而隨著技術的更迭與普及，已實現了向SDH系列數字光纖傳輸系統的轉換，在交換角度上逐漸具備了ISDN和SSP等業務，可替代線路擁擠的模擬交換機[4]。

4.2 養護維修工作需求加大

高速公路數據傳輸的需求與任務量不斷增大，對數據的穩定性和準確性要求更高，使得網絡兼容性面臨挑戰。因此，需要相關單位具有靈活的業務處理能力與足夠的網絡架構擴展能力，并重視對日常通信網和通信設施的養護維修。目前，絕大部分簡單的通信系統故障可以經過自動檢測進行智能化修補。程序復雜的故障，必須由相關維修人員進行診斷和整改。維修期間，工作人員應盡量保持其他通信過程不受干擾，快速復原網絡。維修人員完成維修后應定時巡檢，設計預防方案和處置措施，可對事故頻發和面臨歇工風險的具體通信環節蹲守養護[5]。

4.3 通信系統的智能趨勢日益明顯

所謂現代智能化，是指基本覆蓋和滿足各種人類自發行動所能達到的一種屬性。這種屬性往往依托互聯網、計算機以及AI等技術為需求介質。高速公路通信系統作為現代化基礎設施建設的一大重點，更加考驗相關技術的智能水平。如何使通信系統綜合各部門工作人員的自主決策能力、思維與記憶能力、表達闡釋能力以及協調能力，是高速公路通信系統需繼續完善的主要任務。

5 結 論

綜上所述，隨著互聯網技術與其他高新智能科技實力的提升，高速公路通信系統建設還具有極大的提升空間。興建高速公路通信系統，不僅可使高速公路的運行管理更加安全、可靠、穩定、便捷，滿足群眾需求和國家治理目標，而且是整體基礎建設邁向現代化、邁向世界前沿水平的一大舉措。在高速公路通信系統持續改善的進程中，不僅要依靠互聯網科學技術，也需要人工管理層進行合理的協調和輔助，以早日解決高速公路通信系統中存在的問題。