高速公路通信系統在收費與監控中的實踐

譚聰

摘要：高速公路機電系統包含三大系統，分別是收費系統、通信系統和監控系統。通信系統在收費和監控系統中都有著一定的應用，其重要性不言而喻。文章結合具體工程實例，對高速公路通信系統在收費與監控中的應用實踐進行了分析。結果表明，將通信系統應用到高速公路收費和監控中，能夠提高信息傳遞的速度，保證高速公路系統整體的穩定可靠運轉。

關鍵詞：高速公路;通信系統;收費;監控;應用實踐

中圖分類號：U495 文獻標識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.050

文章編號：1673-4874（2020）11-0185-02

0引言

在經濟快速發展的背景下，我國高速公路網絡基本實現了全面覆蓋，為區域之間的往來提供了便利。而在高速公路建設中，通信系統占據了非常重要的位置，借助先進的通信技術，高速公路收費站的工作效率能夠得到極大提升，公路運營的安全性也可以得到保障。分析通信系統在收費和監控中的應用情況，能夠將三者有效地結合在一起，將機電系統的作用最大限度地發揮出來，強化高速公路網絡的運載能力。

1工程概況

某高速公路主線全長122.34km，具體施工內容包括路基工程、橋梁工程、隧道工程等。隧道采用的是上下行分離的四車道結構，設計行車速度80km/h，最大埋深達到231m，設計縱坡為2.65%～2.93%。新的發展環境下，其瓶頸效應也變得越發突出，在一定程度上阻礙了當地高速公路網絡的發展，需要進行改擴建工作，而在這個過程中，必須高度重視高速公路機電工程的建設和完善。

2高速公路機電系統

作為我國地面交通干線，想要提高高速公路的通行效率，一方面需要提升公路等級，另一方面則應該在其機電系統上下功夫。高速公路機電系統大致可以分為三個組成部分，具體如下頁圖1所示。

（1）通信系統。一般是以SDH網絡為基礎，配合四芯光纖和ADM構建通信環網，組成相應的數字傳輸通道和收費系統。通信系統包含了語音通信和移動通信，前者可以實現各個站點之間以及站點與調度中心之間的通信，可以實現站點之間的調度以及突發事件的協調;后者能夠為高速行駛的車輛提供移動通信網絡覆蓋。

（2）收費系統。現階段，我國高速公路收費系統采用的是半人工收費和ETC相互結合的方式，樹狀收費系統分布在收費終端機，終端機彼此之間的數據缺乏實際的通信聯系，需要經過通信系統進行匯總后才能完成數據的計算和分析。

（3）監控系統。高速公路監控系統一般被運用在收費系統和路段閉路監控系統，能夠對道路交通狀況、隧道以及擁堵路段進行控制和監督，以此來保證路況暢通。

3高速公路通信系統現狀

高速公路通信系統是高速公路現代化管理中的一個重要組成部分，能夠及時準確地對收費系統和監控系統中的數據、語音和圖像信息進行傳輸，確保高速公路管理部門之間業務聯絡的通暢性，也可以在高速公路內部各部門與外界之間建立起必要的聯系。不僅如此，高速公路通信系統也是交通專用通信網絡的重要組成部分，是交通信息的主要傳輸載體，能夠為各類網絡服務及會議電視系統提供可靠的傳輸通道。

在高速公路機電項目中，光纖通信體系是最為常用的系統。為了更好地滿足高速公路通信對于遠程數據傳輸的要求，在實際中一般會用到光纖數字傳輸體系，其核心原理是借助已經搭建完成的通信網絡體系，將已經收集到的信息傳遞到下一級，以此來保證信息傳遞的真實性、準確性和及時性。最近幾年，我國高速公路發展迅速，覆蓋全國的高速公路網基本形成，高速公路通信系統也開始從原本的單條線路內部通信朝著路網環境廣域通信的方向轉變，不僅現場監控站有大量的監測數據需要傳輸給監控中心，收費站也需要定期向收費中心傳輸數據文件，而這些都需要以通信系統為基礎實現，從保證通信可靠性的角度，高速公路需要開辟專用的通信網絡。

4高速公路通信系統在收費系統中的應用

高速公路收費系統并非單一的系統，其本身包含了收費站計算機局域網、收費中心計算機局域網、收費車道計算機系統等。借助計算機局域網，能夠實現不同中間站收費中心和通信系統的有效連接，然后可以根據不同高速公路段的通信特點和具體情況，借助通信系統三級籌劃能控系統，完成相應的信息交換。對高速公路當前的收費方式進行分析，人工收費需要由收費人員來對過往車輛進行識別和收費，這樣的收費方式效率偏低，容易引發出口交通堵塞的問題。ETC智能化收費系統則是借助智能化設備來對車輛中的ETC卡進行識別，能夠完成自動通過和自動繳費，相比較人工收費，平均每輛車的通過時間能夠減少3.8s，而且不需要人工操作，不過其對于通信系統的要求較高，而且難以實現卡點控制。

在高速公路收費系統中，收費站計算機體系以及收費中心計算機體系主要是通過路由設備連接，其能夠改善收費系統和通信系統的連接效果。收費站局域網控制系統有著相當廣泛的覆蓋面，包含了收費廣場車道控制計算機以及收費站控制室計算機兩部分。從目前來看，高速公路出入口位置一般都會設置相應的攝像機，對過往車輛進行識別，識別出的車輛信息會經由通信系統傳輸到收費站和收費中心，為客戶提供更加優質的服務。以先進技術為支撐，車輛在經過收費站時，可以采用現金支付，也可以使用支付寶、微信等進行支付，更可以直接運用ECT卡實現自動支付，服務的便利性和快捷性大大提高。另外，部分高速公路設置相應的專家分析系統，可以對工作中可能存在的問題和不足進行檢查，及時采取有效的措施進行處理。各個層級中存在著不同分級，能夠發現下一步操作中的異常狀況，進行高效監控，然后結合收費中心、局域網和通信系統之間的數據傳輸，對車輛的進出口狀態進行實時監測。現階段，所有的信息傳輸都并非單純依靠內部通信系統實現，而是強調將通信系統作為中間環節，逐步向外擴展，這樣可以推動高速公路通信系統和收費系統的發展。例如，在各個收費站點，能夠借助通信系統實現信息的高效傳遞，調度中心也可以通過通信系統與站點進行溝通，調控交通流量，對突發狀況進行協調和處理。

5高速公路通信系統在監控系統中的應用

（1）路段信監控信息收集。高速公路里程較長，覆蓋面廣，而且很多路段都屬于人煙稀少區域，并不像城市一樣監控密集。監控系統需要在各個站點和路段設置相應的攝像頭，對公路的路面信息進行實時觀察，然后借助通信系統來將數據收集和整理起來，統一匯總到調度中心，方便其進行統一的調度管理，形成有效對策，規避交通事故，保障行車安全。

（2）路段監控信息傳輸。在完成高速公路路段監控信息的收集后，調度中心可以借助通信系統，將對應路段的信息以及突發事件反饋給相應管理站點以及交警機構。這些信息可以是數據圖像，也可以是視頻，但這些信息數據量巨大，如果采用傳統租用公用移動蜂窩網絡的方式來實現高速公路全段的網絡覆蓋，會對數據傳輸的效率和效果造成很大影響，而借助以光纖為基礎的通信系統，能夠保證信息傳輸的高效性和及時性。

（3）突發狀況應急機制。通信系統終端能夠與各個收費站點、后方調度中心以及高速交警大隊實現有效對接，形成多方鏈接的網絡系統，確保管理部門能夠對一些突發狀況進行應急處理。例如，高速公路上車輛的行駛速度快，加上節假日車輛眾多，容易發生交通事故，而通過通信系統與監控系統的配合，能夠幫助高速公路管理部門及時掌握最新的事故信息和路段擁堵情況，啟動應急預案進行處理，保證高速公路的正常運營。針對多數道路狀況，高速公路應該重視對于通信技術的合理應用，結合實際監控需求，配備足夠數量的2/4WVF接口，將之與ONU設備連接在一起，將獲取到的信息轉化為模擬信號，方便傳輸，以此來提升高速公路的通行能力。

6結語

總而言之，社會經濟的飛速發展，對于基礎設施建設提出了許多新的要求，經濟的發展離不開交通系統的支撐，而高速公路作為我國陸路交通系統中的一個關鍵組成部分，不僅使用頻率高，而且會對區域經濟的發展產生巨大影響。現階段，覆蓋全國的高速公路干線網絡已經基本成型，對于高速公路信息化建設也提出了更高的要求。在積極引入先進信息技術的同時，應該將通信系統應用到收費和監控系統中，推動三者的有效結合，在帶動收費系統和監控系統發展的同時，為我國高速公路現代化建設提供更加優質的服務。