無線數據傳輸在高速公路機電系統中的應用研究

施展赟

摘? ?要：國家為了滿足人民對交通速度提出的需求，在特定區域內進行、可以較高速度行駛的公路即為高速公路。現階段信息技術水平不斷提高，高速公路機電系統也融入了信息化技術，實現高速公路的智能化、日常化管理，提高高速公路工程建設的速度和水平。目前，人們在高速公路機電系統建設工作中產生了一定的共識，即運用無線數據傳輸。文章簡單介紹無線數據傳輸的組成結構，并對高速公路機電系統中運用無線數據傳輸的方法進行介紹和說明。

關鍵詞：無線數據傳輸;信息技術;高速公路;機電工程

在信息技術水平不斷提高的背景下，無線數據傳輸作為信息技術的重要產物在眾多領域中得到了廣泛的應用。與人們生活息息相關的無線數據傳輸應用便是移動終端的無線上網技術。在高速公路機電系統中應用無線數據傳輸具有獨到的特點，本文對無線數據傳輸在高速公路機電系統中的應用研究進行了闡述。

1? ? 無線數據傳輸體系的組成結構

高速公路機電系統在高速公路運行過程中發揮著重要作用，系統具備的數據傳輸功能可以加快高速公路的發展。現階段科學技術的推廣面不斷擴大，在高速公路機電系統中應用無線技術是社會發展的必然趨勢，無線傳輸體系主要由以下兩個部分組成[1]。

1.1? 數據交換設備

數據交換設備可以實現高速公路上的語音通話功能，借助通信外線把語音信息內容傳遞給中央控制計算機，加強外部電話與內部電話的聯系和轉化。

1.2? 數據傳輸體系

數據傳輸體系的功能是數據處理，主要處理監控體系和收費平臺中的數據信息，由上行數據終端、下行數據終端、通信信號通道3部分構成。能夠實現資源文件的獨立存在，并支持多種不同語言版本和遠程操作，對各種服務功能進行一體化監控，真正實現無人值守的智能化服務。上行數據終端主要完成服務和處理工作，包括服務器、串口服務器、數據傳輸計算機等;下行數據終端主要完成信息的傳遞和收集，包括信號收集器、通信傳輸設備、解調器等;通信信號通道是連接二者的載體，是實現信號傳輸的通道，包括交換器、傳輸模塊、路由器等[2]。

2? ? 無線數據傳輸在高速公路機電系統中的運用

2.1? 無線數據傳輸在監控體系中的應用

傳統有線傳輸模式下的監控體系是通過高速公路路段的露天監控設備實現，有線傳輸具有操作簡捷、可靠性高等特點，但是同樣具備許多缺點和不足之處。一方面，實現數據傳輸前，需要完成一系列的長距離線路鋪設工作，不僅消耗大量的資金成本，而且耗費時間長、施工安全保護措施較少;另一方面，由于高速公路沿線路段屬于露天狀態，會受到自然環境的影響，因此，線路到達一定使用年限時需要更換，為施工維護工作帶來更大的困難。隨著無線數據傳輸技術的廣泛應用，傳統的有線傳輸技術不再符合現階段社會發展的需求，已經被逐漸替換[3]。

無線傳輸技術主要運用現階段移動通信網絡的GPRS/CDMA功能實現，通過無線傳輸技術進行數據傳輸，只需要設計通信設備和通信基礎站，不需要在較大規模的領域中進行施工作業。大多數的硬件設備都具備很好的保護措施，不會受到外界因素的影響，為設備維護工作提供便利條件，具有工程量小、設備性能高的特點。施工過程中具體的操作方法是：首先，在監控數據設備上加裝一個通信設備，然后將監控室中的監控設備與運營商提供的公用網絡連接在一起，安裝完成后，編制專門的IP地址。在公用網絡實現移動傳輸過程中進行通信設備的控制和監控，并收集和傳遞有效的通信信息、發布通信指令等，提高數據信息的傳輸效率。

2.2 無線數據傳輸技術在收費平臺中的應用

高速公路的收費平臺主要存在于收費站、收費中心，離不開數據傳輸網絡的支持。傳統的收費站數據傳輸主要借助光纖網絡，雖然光纖傳遞速度快，但是具有價格昂貴、鋪設工程規模巨大、后期維護工作復雜等缺點。運用無線數據傳輸的方式，可以在收費站和收費中心之間搭建無線的IP網絡，使收費平臺常運行。通過這種方式接收和發送信息內容到達IP網絡地址中使用的設備通常是固定式寬帶無線IP設備，其在公共互聯網、數據傳輸平臺、多媒體空間、視頻語音轉換、ATM自動取款機等都具有廣泛的應用，在各行業業務辦理中發揮著重要作用，應用的通信技術以設備需求為分配帶寬原則，在傳統的網絡空間和數據線路傳輸中進行點點連接的業務信息傳輸，運用這種傳輸方式制定的傳輸方案介入部門，需要運用單元化組成的方式，分為接入主單元和接入層單元兩個部分，具有傳輸數據穩定、構建安裝成本低、傳輸速度快等特點。在兩個相距較遠距離的地點進行數據傳輸時具有較大優勢，對于不能布設有線網絡的場所，可以節約工程成本，提高傳輸效率。

2.3? 應用無線數據傳輸系統實現無線數據互通

在高速公路路面上進行無線數據傳輸的目的是使高速公路路面通過的各種車輛信息、使用路政車輛進行路面情況巡查時的信息或出現突發狀況時的各種信息及時傳達到信息指揮中心，這一過程運用有線傳輸無法完成。如果信息傳輸過程中對數據傳輸速度要求沒那么嚴格，可以運用公用移動無線網絡進行數據傳輸;如果對數據傳輸速度要求極其嚴格或傳輸較大文件或視頻時，可以運用數據傳輸電臺進行數據傳播，通過建立無線視頻傳輸通道的方式，把路面的實際情況或事故處理方式以視頻資料的形式傳遞給信息指揮中心。通過這種方式，指揮中心可以在第一時間接收文件內容，方便具有針對性地進行方案部署。

2.4? 路政車輛的指揮調度

路政車輛是在高速公路上出現突發事件或安全事故時進行臨時處理的場所，在進行路政車輛的指揮調度時需要保證嚴格的合理性，所以，構建全面的無線路政車輛調度體系具有重要作用[4]。這一體系中含有的元件較少，只有中控室和車載信息處理設備兩個部分。在進行數據傳輸時操作流程如下：每一個路政車輛的具體位置都可以通過車內的無線傳輸設備在GPS網絡中查到，中控室簽收無線傳輸信號，并及時找到路政車輛的具體位置坐標，分析路政車輛傳輸給中控室的路況信息，結合事故發生狀況制定具有針對性的解決方案，判斷該路段的事故情況是否需要更多的路政車輛進行支援。現階段，我國大多數高速公路路段在無線數據傳輸系統中已經全面應用細化至駕駛人員，中控室發出的指令可以直接點點對接地傳輸給單一路政車輛內的工作人員，路政人員在到達事故現場進行事故處理時，可以通過隨身攜帶的視頻設備，把事故現場的狀況記錄下來并作出匯報，提高了信息傳輸效率和工作效率，有利于中控室對事故處理方案進行細致規劃，通過視頻設備，可以對執法人員的執法過程進行監督，保證了執法過程的權威性。

2.5? 通過無線數據傳輸系統實現無線視頻的傳輸

無線視頻數據傳輸是信息技術時代發展過程中應用較高技術手段實現的數據傳輸模式，在高速公路機電系統中具有很大的實踐意義，可以提高高速公路管理部門的管理水平，對路面的狀況進行實時了解，第一時間發現違法、違規行為并做出處理方案，為高速公路交通的安全穩定作出保障。無線視頻傳輸技術應用的重點是構建符合要求的視頻數據傳輸通道，構建視頻通道需要滿足視頻傳輸過程中需要的帶寬需求。降低外界環境對視頻資料傳輸的影響，確保陰雨天氣也可以使視頻資料正常傳輸。在視頻傳輸速度上作出保障，現階段無線視頻傳輸速度已經從原有的64 kbps到現階段的8 Mbps，可以保證視頻效果良好，不會由于傳輸路徑漫長或遭受障礙而使信息強度衰弱。與此同時，視頻處理技術飛速發展降低了視頻傳輸過程中對視頻信號通道的要求。借助數據傳輸電臺把車輛終端處理的視頻資料傳輸到中控室，可以使視頻傳輸的速度不斷提高。無線視頻傳輸方式在很多高速公路路段已經開始試用，在未來還會擴展這種方法的使用空間，加快視頻傳輸的速度。

3? ? 結語

在高速公路機電系統中應用無線數據傳輸不僅可以使收費站、收費平臺向著智能化的方向發展，還可以對高速公路路面安全進行實時監控，在出現交通事故時提高事故處理效率，不斷提高高速公路路面安全的重視程度，并落實高速公路管理部門提出的相關要求。管理人員在應用各種技術時，還要注意細節的把控，不斷提高數據傳輸系統具有的功能，提出新技術，融入更多的創新手段，構建完善的高速公路智能化運行管理體系，使我國道路交通水平不斷提高。

[參考文獻]

[1]于志剛.高速公路傳輸通信網絡優化及設計[D].西安：西安電子科技大學，2012.

[2]姚斌.面向高速公路的通信系統設計與實現[D].上海：上海交通大學，2014.

[3]吳劍輝.基于高清卡口的高速公路綜合監控系統應用研究[D].廣州：華南理工大學，2013.

[4]高原.關于GPRS無線通信在高速公路機電系統中的技術優勢[J].交通世界（運輸·車輛），2015（3）：30-31，39.

Abstract：In order to meet the peoples demand for traffic speed， the highway that can travel at a higher speed in a specific area is a highway. At the current stage， the level of information technology is constantly improved， and information technology is also integrated into the expressways electromechanical system to realize the intelligent and daily management of the expressway and increase the speed and level of highway engineering construction. At present， people have reached a certain consensus in the construction of highway electromechanical systems， that is the use of wireless data transmission. Through this article， the structure of wireless data transmission is briefly introduced， and the method of using wireless data transmission in expressway electromechanical systems is introduced and explained.

Key words：wireless data transmission; information technology; highway; electromechanical engineering