高速公路通信系統(tǒng)在收費(fèi)和監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

李偉

（北京瑞拓電子技術(shù)發(fā)展有限公司，北京100040）

1 引言

以經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展為支撐，我國(guó)高速公路工程的建設(shè)速度不斷加快，已經(jīng)基本形成了覆蓋全國(guó)的交通干線，為區(qū)域之間的聯(lián)系提供了便利。通信系統(tǒng)在高速公路建設(shè)和發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，合理應(yīng)用通信系統(tǒng)可以大大提高高速公路收費(fèi)站的運(yùn)營(yíng)效率和安全性。

2 高速公路通信系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀

現(xiàn)階段，高速公路中采用的通信系統(tǒng)一般都是SDH光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)，使通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)信息的同步分插和復(fù)用，還可以實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)字信號(hào)結(jié)構(gòu)級(jí)別，以用于分頻和傳輸。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)的公路通信系統(tǒng)正在不斷完善和擴(kuò)展，因此，相關(guān)機(jī)構(gòu)在對(duì)設(shè)備、信令信息等進(jìn)行選擇時(shí)，應(yīng)盡可能保持一致，為后續(xù)的維護(hù)管理提供便利，也可以為交通專用通信網(wǎng)的設(shè)置奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)[1]。

在高速公路電氣機(jī)械計(jì)劃中，使用最廣泛的系統(tǒng)是光纖通信系統(tǒng)，為了更好地實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸功能，常采用光纖數(shù)字傳輸體系。該體系運(yùn)行的核心機(jī)理是借助已經(jīng)搭建完成的通信網(wǎng)絡(luò)體系，將收集到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)较乱患?jí)，可以確保信息傳遞的效率、準(zhǔn)確性、及時(shí)性和完整性。但是，從目前來(lái)看，無(wú)論是在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)還是監(jiān)控系統(tǒng)中，整理出的圖片和影像信息都是借助通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，這也使通信系統(tǒng)在高速公路數(shù)據(jù)信息的傳輸中發(fā)揮著非常重要的作用。要使高速公路運(yùn)營(yíng)組織更好地掌握高速公路網(wǎng)絡(luò)的交通流量，必須優(yōu)化和完善通信系統(tǒng)的信息，并使通信系統(tǒng)充分發(fā)揮作用。

3 高速公路通信系統(tǒng)在收費(fèi)中的應(yīng)用研究

3.1 作用

在收費(fèi)系統(tǒng)中，收費(fèi)站計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是高速公路的2個(gè)最為重要的組成部分。路由器用于二者之間的連接，以確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行裕雇ㄐ畔到y(tǒng)之間的連接效果得到改善。收費(fèi)站局域網(wǎng)控制系統(tǒng)涵蓋了包括收費(fèi)廣場(chǎng)車控系統(tǒng)和收費(fèi)站控制室系統(tǒng)在內(nèi)的廣泛范圍。根據(jù)現(xiàn)在的開發(fā)分析，通常在高速公路進(jìn)出口處安裝攝像頭相機(jī)，以識(shí)別通過(guò)的車輛，并將特定的相關(guān)信息傳達(dá)給收費(fèi)監(jiān)控中心和收費(fèi)站，以便為用戶提供服務(wù)[2]。用戶在對(duì)高速公路通行費(fèi)進(jìn)行支付時(shí)，可以使用現(xiàn)金或儲(chǔ)值卡，也可以使用微信和支付寶支付，這樣能夠極大地提高服務(wù)的便利性和快捷性。另外，也有部分高速公路設(shè)置了相應(yīng)的專家分析系統(tǒng)，可以對(duì)工作中存在的缺陷和問(wèn)題進(jìn)行檢查和解決。而在相應(yīng)的層級(jí)之間，存在著不同的分級(jí)，能夠幫助工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)后續(xù)操作中出現(xiàn)的異常，提升監(jiān)控效果，通過(guò)收費(fèi)站、通信系統(tǒng)、LAN（局域網(wǎng)）之間的信息傳輸，針對(duì)高速公路出入口的車輛狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。就目前來(lái)看，高速公路系統(tǒng)中所有信息的傳輸過(guò)程都并非單純地依靠?jī)?nèi)部通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，而是強(qiáng)調(diào)將通信系統(tǒng)作為中間環(huán)節(jié)，逐步朝著外部進(jìn)行延伸和拓展，以此實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

3.2 應(yīng)用

在高速公路中，無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中收費(fèi)系統(tǒng)不是指某一個(gè)系統(tǒng)，而是多個(gè)系統(tǒng)，收費(fèi)辦公室計(jì)算機(jī)的局域網(wǎng)、收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)的局域網(wǎng)、收費(fèi)車道計(jì)算機(jī)等多個(gè)系統(tǒng)可以借助計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)的幫助，實(shí)現(xiàn)與收費(fèi)中心不同中間站的通信系統(tǒng)的有效連接[3]。目前，高速公路收費(fèi)系統(tǒng)的收費(fèi)方式主要有人工收費(fèi)和ETC收費(fèi)（電子不停車收費(fèi)系統(tǒng)），前者主要依靠人力識(shí)別過(guò)往車輛。當(dāng)車輛進(jìn)入高速公路時(shí)，將發(fā)行相應(yīng)的卡，記錄距離并離開高速公路，依照卡片信息收取相應(yīng)的費(fèi)用；后者則是借助智能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)車輛信息的自動(dòng)掃描和費(fèi)用的自動(dòng)扣取。根據(jù)各種收費(fèi)數(shù)據(jù)信息，高速公路上的收費(fèi)系統(tǒng)按照收費(fèi)系統(tǒng)信息可以分為3個(gè)層次：收費(fèi)處收費(fèi)、中央計(jì)算機(jī)收費(fèi)和收費(fèi)汽車收費(fèi)。有關(guān)部門在對(duì)車輛控制策略和管理標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行制定的過(guò)程中，可以借助大數(shù)據(jù)對(duì)車流量進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，可有效改善交通狀況，提高交通流量，同時(shí)，大大減少交通事故的發(fā)生。

4 高速公路通信系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

4.1 作用

在高速公路上，監(jiān)視系統(tǒng)可以利用視頻對(duì)車輛交通和交通事故進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，從而確保監(jiān)視的合理性和有效性。一般情況下，高速公路收費(fèi)站的出入口會(huì)安裝監(jiān)控?cái)z像頭，以實(shí)時(shí)監(jiān)控交通狀況，對(duì)收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類并將發(fā)送到收費(fèi)站進(jìn)行集中處理。監(jiān)視系統(tǒng)是高速公路的重要組成部分，可及時(shí)有效地整理收集到的信息，還可以為管理決策提供參考意見，并有效地確保運(yùn)輸安全。將通信系統(tǒng)應(yīng)用于監(jiān)視系統(tǒng)可確保監(jiān)視系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)合理有效的特殊監(jiān)視，并可以使用視頻完成對(duì)車輛行駛和事故的實(shí)時(shí)監(jiān)視。針對(duì)目前大多數(shù)高速公路的路況，必須配備足夠數(shù)量的2/4WVF接口與ONU（光網(wǎng)絡(luò)單元）設(shè)備連接在一起。同時(shí)，必須獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息，并且必須使用監(jiān)視系統(tǒng)將信息轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)以便于傳輸。監(jiān)視系統(tǒng)還可以記錄高速公路運(yùn)營(yíng)期間的路況，從而大大減少交通事故的可能性并提高運(yùn)輸能力。

4.2 應(yīng)用

通信系統(tǒng)的質(zhì)量會(huì)對(duì)數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)男Чa(chǎn)生直接影響。基于此，設(shè)計(jì)人員在針對(duì)通信系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)認(rèn)真考慮生產(chǎn)線布置的合理性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性，并對(duì)具體問(wèn)題詳細(xì)分析，以確保設(shè)計(jì)方案符合監(jiān)控系統(tǒng)的操作需求。監(jiān)視數(shù)據(jù)的傳輸線圖可以大致分為2個(gè)級(jí)別：第一層的核心是從路段監(jiān)視中監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備；第二層的核心是通過(guò)路徑監(jiān)控逐步擴(kuò)展并遍及整個(gè)省段監(jiān)控。

另外，可以利用光纜、電纜等中間設(shè)備，為數(shù)據(jù)信息的傳輸提供更加巨大的存儲(chǔ)空間，保證短距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)募皶r(shí)性和有效性。而從保障長(zhǎng)距離傳輸效果的角度，可以借助ONU或者ADM（分插復(fù)用器）等實(shí)現(xiàn)信息的傳輸[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

高速公路是連接城市的主要通道，對(duì)比其他運(yùn)輸方式，是大眾最為接受的方式。在現(xiàn)代公路工程建設(shè)中，通信系統(tǒng)起著非常重要的作用，能夠大力促進(jìn)高速公路收費(fèi)和監(jiān)控的智能化，在減輕工作人員負(fù)擔(dān)的同時(shí)，能夠?qū)煌髁窟M(jìn)行調(diào)節(jié)，確保車輛的安全穩(wěn)定運(yùn)行。基于此，在高速公路工程建設(shè)環(huán)節(jié)，需要重視通信系統(tǒng)的建設(shè)，借助穩(wěn)定可靠的通信系統(tǒng)，為高速公路整體運(yùn)行的可靠性和安全性提供保障。