高速公路通信系統(tǒng)在收費(fèi)與監(jiān)控中的應(yīng)用

戚奇衛(wèi) 岳自森

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速公路已經(jīng)成為了我國(guó)重要的交通干線，其中高速公路的機(jī)電系統(tǒng)主要是由六大系統(tǒng)組成即監(jiān)控系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、低壓供配電系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、隧道機(jī)電工程系統(tǒng)。建設(shè)好高速公路的通信系統(tǒng)具有十分重要的意義，假如將高速系統(tǒng)比作一個(gè)人，高速公路的和收費(fèi)、監(jiān)控系統(tǒng)就相當(dāng)于人體的四肢等執(zhí)行結(jié)構(gòu)與反饋機(jī)構(gòu)，而高速公路的通信系統(tǒng)就相當(dāng)于人體的神經(jīng)系統(tǒng)，需要確保信息交流的通暢。文章將在介紹高速通信系統(tǒng)應(yīng)用原理的基礎(chǔ)上對(duì)高速公路通信系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：高速公路；通信系統(tǒng)；應(yīng)用；原理

前言

高速公路的總里程較長(zhǎng)，為了更好的管理高速公路，使其能夠正常運(yùn)行，需要做好對(duì)于高速公路運(yùn)行的監(jiān)控并將數(shù)據(jù)輸送至高速公路交通信息中心，從而使得交通信息中心依據(jù)所得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行形式判斷，并對(duì)高速公路的運(yùn)行進(jìn)行一定的調(diào)整，而這一過程都需要依靠高速公路的通信系統(tǒng)，由高速公路的監(jiān)控、收費(fèi)等系統(tǒng)發(fā)出的信息（圖像、影音等）都需要經(jīng)過通信系統(tǒng)進(jìn)行傳輸。

1 高速公路通信系統(tǒng)簡(jiǎn)介

高速公路通信系統(tǒng)一般也分為通信站、通信分中心、通信總中心幾個(gè)層次。高速公路通信系統(tǒng)的硬件組成主要由：光纖網(wǎng)絡(luò)、數(shù)字程控交換機(jī)系統(tǒng)（含指令電話系統(tǒng)）、光電纜線路工程以及通信電源系統(tǒng)等組成。通過所構(gòu)建的通信網(wǎng)絡(luò)，就可以將所收集到的信息逐級(jí)（站、分中心、總中心）進(jìn)行傳輸，從而確保了信息的快速傳輸與信息的通暢。

2 高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)及其數(shù)據(jù)傳輸方式

現(xiàn)今在高速公路上所采用的收費(fèi)系統(tǒng)是半人工的方式，在進(jìn)入高速公路時(shí)采用的是自動(dòng)發(fā)放計(jì)費(fèi)卡以提高通行效率，并根據(jù)所收集的數(shù)據(jù)來計(jì)算相應(yīng)的里程及收費(fèi)數(shù)目，而后采用人工收費(fèi)，在收費(fèi)站設(shè)置車輛檢測(cè)器校核，閉路電視監(jiān)視收集收費(fèi)站的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)。現(xiàn)今，高速公路收費(fèi)向著互聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)的方向發(fā)展，在不遠(yuǎn)的將來將會(huì)出現(xiàn)自動(dòng)收費(fèi)的方式，現(xiàn)今運(yùn)行的高速公路ETC通道就是一個(gè)成功的案例。

2.1 高速公路的計(jì)算機(jī)收費(fèi)系統(tǒng)

對(duì)于高速公路上的收費(fèi)系統(tǒng)主要分為收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和收費(fèi)站分站系統(tǒng)，其中，對(duì)于收費(fèi)站所組成的的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要包括的是收費(fèi)車道的計(jì)算機(jī)終端與收費(fèi)站總控制室，以及由以上兩者所構(gòu)成的局域網(wǎng)，收費(fèi)中心的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所組成的局域網(wǎng)，以上各種局域網(wǎng)之間則需要使用高速公路的通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

2.2 高速公路收費(fèi)數(shù)據(jù)的傳輸

高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)采用分級(jí)的方式，其主要分為收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)、收費(fèi)站計(jì)算機(jī)及收費(fèi)車道計(jì)算機(jī)三級(jí)。其中，各分級(jí)局域網(wǎng)之間采用的是光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，對(duì)于收費(fèi)站與收費(fèi)中心之間采用的是數(shù)據(jù)通道直連的方式，各通信站的ONU設(shè)備提供必要的2Mbps（G.703）數(shù)據(jù)通道接口。而在收費(fèi)站的中心局域網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)計(jì)算機(jī)之間則采用的是路由器進(jìn)行連接的，對(duì)于收費(fèi)站級(jí)的數(shù)據(jù)通信所使用的路由器則需要具備多個(gè)E1（G.703）接口，能夠使其中一個(gè)與收費(fèi)中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，而另一個(gè)則需要與區(qū)域的拆賬中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的連接。

2.3 收費(fèi)站監(jiān)控圖像的傳輸

高速公路在各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)都設(shè)置了監(jiān)控?cái)z像機(jī)來對(duì)各個(gè)收費(fèi)通道以及收費(fèi)站點(diǎn)的情況進(jìn)行拍攝并實(shí)時(shí)傳輸?shù)绞召M(fèi)中心中進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，并通過收費(fèi)系統(tǒng)完成監(jiān)控、控制信號(hào)的傳輸。其中，對(duì)于攝像機(jī)圖像信號(hào)的傳輸是專門的一根光纖，而其中的控制信號(hào)則采用的是話路通道進(jìn)行傳遞的，當(dāng)信號(hào)傳遞到終端后需要經(jīng)過MODEM的調(diào)制解調(diào)后方能進(jìn)行使用。

3 高速公路的通信系統(tǒng)

3.1 高速公路的線路鋪設(shè)

由于高速公路的總里程較長(zhǎng)，為保證多個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)與總的數(shù)據(jù)中心之間的信息傳遞，良好的通信線路是數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹匾ＷC，在進(jìn)行通信線路的設(shè)計(jì)過程中，需要從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、合理性等多個(gè)方面出發(fā)來設(shè)計(jì)高速公路通信網(wǎng)絡(luò)。光纖通信是一種現(xiàn)今使用較為成熟的技術(shù)，其信號(hào)傳輸質(zhì)量穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)相對(duì)于其他的信號(hào)傳輸方式價(jià)格適中，能夠?qū)崿F(xiàn)高速公路通信過程中的語(yǔ)音、圖像數(shù)據(jù)、控制數(shù)據(jù)等的順利傳輸，由于高速公路的總里程較長(zhǎng)，沿途都需要設(shè)置收費(fèi)、監(jiān)控以及控制終端，因此對(duì)于通信量的要求較大，使用光纖網(wǎng)絡(luò)所具有的頻帶、通信容量都較大的特點(diǎn)能夠較好的滿足高速公路的通信需求。同時(shí)光纖通信還具有通信容量大、數(shù)據(jù)通信的質(zhì)量較高、對(duì)于外界的干擾能夠良好的屏蔽且能夠長(zhǎng)距離的進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸?shù)忍攸c(diǎn)，以上這些特點(diǎn)都是高速公路通信系統(tǒng)所需要的。同時(shí)使用光纖通信能夠照顧到一些站點(diǎn)之間距離過大的通信需求，通過光纖通信的中繼特性能夠良好的解決這一問題。光纖通信采用的是長(zhǎng)波長(zhǎng)單模光纜傳輸方式，通信容量較大且造價(jià)較低，能夠在長(zhǎng)距離傳輸中降低成本。

3.2 高速公路通信系統(tǒng)的程控交換

通過以上介紹的高速公路各個(gè)站點(diǎn)的組成，可以將高速公路的通信系統(tǒng)分成三個(gè)層次，對(duì)于各層次之間的程控交換采用3級(jí)程控交換的方式，第一級(jí)為高速公路總公司通信總中心，其主要負(fù)責(zé)本通信網(wǎng)絡(luò)之間或是與外部網(wǎng)絡(luò)之間的話務(wù)接轉(zhuǎn)，而第二級(jí)程控交換主要負(fù)責(zé)本局話務(wù)接續(xù)與本局以外的話務(wù)轉(zhuǎn)接，第三程控交換則是設(shè)置在各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)的信息管理中心，主要負(fù)責(zé)本局的話務(wù)通信。同時(shí)三層程控網(wǎng)絡(luò)之間建立起一個(gè)互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)從而使得高速公路的通信系統(tǒng)構(gòu)建起一個(gè)多迂回、多路由的程控?cái)?shù)字交換網(wǎng)。

3.3 高速公路的語(yǔ)音通信

高速公路的語(yǔ)音通信主要包含電話系統(tǒng)、指令電話系統(tǒng)和移動(dòng)電話系統(tǒng)的建設(shè)工作，在建立時(shí)需要充分結(jié)合各個(gè)部分之間的通信建設(shè)情況建立起一套完整的、覆蓋整個(gè)高速公路的語(yǔ)音通話系統(tǒng)。

3.4 高速公路的移動(dòng)通信系統(tǒng)

在建立起良好的固定通話通信的同時(shí)還需要建立起一套較為良好的移動(dòng)通信系統(tǒng)，其中移動(dòng)通信主要是針對(duì)與高速公路通信端中的一端處于移動(dòng)中的信息通信，其中通信的信息包含有通話、數(shù)據(jù)、傳真、圖像等多個(gè)種類。移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)可以選擇租用公用蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)，但是相較于自建網(wǎng)絡(luò)，公用蜂窩移動(dòng)通信網(wǎng)在管理上具有較大的優(yōu)勢(shì)但無法滿足高速公路移動(dòng)通信中對(duì)于群呼、組呼等調(diào)度的需求。所以，還是需要建設(shè)自建網(wǎng)絡(luò)來滿足移動(dòng)通信要求，確保高速公路的移動(dòng)通信的暢通。

4 高速公路監(jiān)控系統(tǒng)的通信

在高速公路的收費(fèi)站點(diǎn)、路段上都設(shè)置有攝像頭，可以將所拍攝到的圖像信息傳輸?shù)胶蠓降恼{(diào)度中心，方便高速公路的管理人員依據(jù)高速公路的運(yùn)行情況進(jìn)行相應(yīng)的決策。由于圖像數(shù)據(jù)的信息量較大，需要使用通信容量較大的光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，有高速公路的監(jiān)控?cái)z像點(diǎn)分布較稀疏，因此多采用一對(duì)一的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞，當(dāng)需要在不同的視頻之間進(jìn)行切換時(shí)則需要調(diào)度中心在所需的視頻信號(hào)進(jìn)行選擇。

4.1 高速公路監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的傳輸

高速公路的通信系統(tǒng)在各站綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)的ONU設(shè)備業(yè)務(wù)通道中提供足夠的2/4wVF接口，而對(duì)于監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)則通過調(diào)制解調(diào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸。

4.2 高速公路監(jiān)控圖像傳輸

高速公路的監(jiān)控系統(tǒng)由于需要實(shí)時(shí)傳遞攝像機(jī)的圖像信息且信息量較大，因此需要單獨(dú)占用一根光纜并在傳輸?shù)慕K端將視頻圖像信號(hào)和控制信號(hào)經(jīng)過數(shù)字/視頻復(fù)用光端機(jī)復(fù)用后使用。

5 結(jié)束語(yǔ)

高速公路的通信系統(tǒng)就相當(dāng)于人體的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，傳輸速度快、傳輸質(zhì)量穩(wěn)定是對(duì)高速公路通信系統(tǒng)的基本要求，文章主要分析了高速公路通信系統(tǒng)的組成以及其對(duì)應(yīng)圖像、語(yǔ)音以及控制數(shù)據(jù)的傳輸應(yīng)用進(jìn)行了介紹。

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