高速公路機電工程通信系統應用研究

通訊作者：趙琨，1985年5月14日，男，漢族，陜西銅川人，現任陜西交通控股集團有限公司咸銅分公司機電主管，中級工程師，全日制碩士研究生。研究方向：機電管理。

摘要：高速公路機電工程通信系統是為了服務于高速公路運行的一系列機電工程，能夠為高速公路管理提供必要的圖像、語音以及數據等。現階段江西省陸續推進高速公路新制度以及ETC改造等，對機電工程通信系統提出了更高的要求，所以要進一步探索高速公路機電工程通信系統技術及其應用方法，以更好地服務于高速公路建設與發展。同時作為高速公路運營和維護的重要技術支撐，通信系統的施工設計和技術應用的重要性日益凸顯。本文闡述了通信系統的特征，概述了通信系統的構架和功能，分析了完善通信工程的改進措施，并對通信工程技術的發展趨向進行了展望。

關鍵詞：高速公路;機電工程;通信系統

一、高速公路機電工程通信系統概述

高速公路機電系統分為六類，依次是監控系統、收費系統、低壓供配系統、照明系統、通信系統、隧道機電工程系統，這六個系統相互協調，共同服務高速公路管理工作，促進當地高速公路經濟帶的發展[1]。在信息化時代的背景下，通信系統的地位水漲船高，在眾體系中起到至關重要的作用，其功能在于對高速公路進行監控和數據信息的傳播。

通信系統具有復雜性，它由監控系統、數據傳輸系統和光纖數字系統三部分組成。監控系統負責記錄高速公路各路況實際運行狀況，將信息傳回中樞，以便管理人員管理;光纖數字系統則是作用于信息間的傳輸，讓各部門間的聯系變得更加緊密，且具有實時性;數據傳輸系統一般與監控系統相結合，相互整合服務。

二、高速公路機電通信系統的組成

（一）基礎設施

通信網絡、收費網絡和辦公網絡等組成了高速公路的機電系統。首先，通信網絡是高速公路的承載網絡，其次，高速公路收費服務的運營是通過收費網絡進行支撐，收費網絡也是高速公路中重要的生產網絡，和其他的網絡進行物理隔離讓收費網絡進行工作。最后，監控網絡和辦公網絡相連，主要對視頻和圖像等監控數據進行采集、傳輸和數據處理和儲存等工作[2]。

（二）機電信息系統

組成高速公路機電系統非常復雜，它是由監控系統、維護管理系統、公共信息發布系統、災害應急系統等系統組成的，在交通設備的操作和維修中使用。實現高速公路的管理和統一可以有多種方式，但是最好的方式是讓互聯網和概念相結合。另外，機電信息系統也對公路的運營和建設產生了影響，影響著每個環節的具體操作。除此之外，還可以通過互聯網實現設備維修等功能。

三、高速公路機電通信系統技術要點

（一）自動交換光網絡技術

通信系統信息傳輸系統采用光纜技術，使得數據傳輸速度加快，圖像清晰度高。以光纜為媒介，利用自動交換光網絡技術，完善了信息處理模式，提高了信息加工能力;提升了信息篩查能力，結合預警系統的設置，能夠對通信系統進行全過程搜索、全面排查，及時發現隱患。該技術的應用，節約了大量的人力和物力，提升了通信系統的運行效率，提高了養護和維修的工作效率[3]。

（二）分組傳送網技術

分組傳送網技術是指在IP業務和底層光傳輸介質之間增加一個層面，以分組業務為核心，并提供其他輔助性業務。在技術應用中，要合理設置底層介質，以確保信息流傳輸的高效性。分組傳送網技術的操作空間較大，與上下層的關聯性不大，在運行中可以多設置一個層面。但在操作空間時，要嚴格依照操作標準，維持系統結構的穩定性，確保系統功能得到高效發揮。分組傳送網技術的使用成本較低，同時具有光傳輸的優良特性，具有較好的可用性和可靠性，以及較高的安全性。

（三）彈性分組環技術

彈性分組環技術又被稱為RPR技術，在通信系統中被認為是優化協議，經分組交換點實現信息采集后，并使用環形結構的方法展現出來;在機電工程通信系統中，RPR技術的技術先進性表現為以下兩點。

1.依托統計空間復用技術，關注系統對空間的再利用能力，經環形拓撲結構入手，可以有效調整環在信息傳播中的效率，保證信息處理效果。

2.由于RPR技術起源于異步傳輸技術，因此該技術在實際上處于地址處理層，經環形網絡可以此為中心完成數據傳遞，并快速、高效的檢測故障。

現階段高速公路機電工程通信系統技術在運用彈性分組環技術時，可在MSTP（多業務傳送平臺）網絡平臺上使用RPR技術，實現優先級的業務處理，并提供50ms環保護能力[4]。

（四）ATM OVER SDH技術

同步數字體系（SDH）的應用型很廣泛，具有同步復用、傳輸透明性高、高速大容量傳輸、性能穩定以及運行可靠等特點，而且與現有網絡完全兼容。ATM作為通信技術的主流技術，能滿足高速數據傳輸、視頻會議、遠程辦公等業務需求。運用SDH傳輸ATM信息，具有成本低、傳輸速度快等特點。可以說ATM OVER SDH技術的應用，使通信系統的效能得到發揮，提高了系統工作效率，保障了高速公路運營、管理和維護的順暢運行。

（五）寬帶IP技術

寬帶IP技術主要通過千兆以太網技術，通過路由器、轉換機等設備支持下實現數據包交轉，通過實現IP核心網以及多業務化的IP城域服務的方法，在高速公路機電工程中，寬帶IP技術主要為多業務交換法。

從系統組成部分來看，機電工程項目主要包括綜合網、收費網以及視頻網、通信網四方面組成，每個網絡層主要依托三層交換機完成數據互聯;每個網絡層之間經過物理隔離后，可以按照相應的業務要求經網閘實現互聯[5]。

在機電工程通信系統架構上，前端設備為高清攝像機等，經組播功能軟件來查看，并且網絡硬盤錄像機完成本地儲存;系統中的隧道廣播以及緊急電話等都可以通過光纖等連接監控網。

四、高速公路通信系統應用策略

（一）加大力度建設

通信網絡技術國家應該推出專門的政策去扶持網絡技術發展，在建設高速公路通信系統時，應該聯合相關部門一同建設，引進高新信息技術，保證通信系統能滿足使用需求。管理部門應該對此進行工程管理，充分考慮資金與人才引進，并且對于內部管理要整合相關資源，大力完善網絡信息系統，促進通信網絡技術的建設。管理部門使用行政手段積極與市場規律相結合，實現資源最優化，為建設通信網絡技術起到戰略性策劃[6]。

（二）革新通信系統

在建設通信系統時，相關人員需要不斷提高自己的專業素養，完善系統以滿足國民需求和適應社會發展。為了保證通信系統能順利發展，相關部門應該推出新的政策去吸引高端人才的加入，同時對通信系統的軟件進行優化。并且采取試點實驗的方法，在保證全國整體高速公路通信系統穩定發展的同時，力爭創新，在原本通信技術的基礎上進行革新，保證高速公路通信技術得到不斷的更新，為其運行的穩定性和安全性提供保障。

（三）通信系統保養維護

高速公路運行的自然條件多變，通信系統配置復雜，對運行環境的要求高。在運行過程中，通信系統難免發生故障。雖然通信系統具有自身管理功能，對一般性故障能夠做到自行診斷、自動修復，但對較為復雜的故障，通信系統不具備自動修復的功能，需要借助人工維修的方式。為及時發現故障，在通信系統施工中，設置了預警系統，能夠及時預警。因此，對預警系統進行定期維護是維護工作的重要內容之一[7]。

通信系統故障的發生，對高速公路運營影響巨大，為提高系統保養和維護的效率和效果，準備工作日益得到重視。

1.為及時排除故障，保證系統正常運行，對于一般的技術性故障，可以從預防和處理兩個角度入手，制定預防保養措施和故障維修方案。一旦故障發生，就能馬上啟動維修程序，及時排除故障，確保系統快速恢復運行[8]。

2.通信系統技術含量高，故障復雜，對維修技術人員的專業素質提出了較高的要求，對日常保養工作的要求不斷提高，實施定期巡視制度，及時發現隱患，及時處理故障;實行專業人員負責制度，一旦出現故障，責任人能夠及時高效地處理。

五、結束語

高速公路對我國的重要性可見一斑，它影響著我國的經濟和運輸行業。高速公路是我國重要的交通系統，有一定的復雜性。

為了讓我國的高速公路更加順利地運行，高速公路上的機電通信系統是非常重要的組成部分。對數據和圖像音頻等的傳輸都是通過機電通信系統完成的。它承擔著道路監控和收費管理等工作，并且機電通信系統也方便高速公路上的各個部門進行交流。現代科技不斷發展，通信的質量和效率隨著技術的進步而進一步提高。如果機電通信系統運行良好，那么這也就意味著高速公路的運行質量也非常良好。這兩者的關系非常緊密，可以說它們是兩個不可分割的整體。

網絡和通信等技術正在以人們想不到的速度發展，為了跟上這個時代，高速公路機電系統也應當不斷發展，提高相關技術，完善通信系統可以從多個方面開始，比如投資和硬件等。并且對于我國而言，能夠讓我國的交通系統變得更加安全，促進我國交通運輸業和經濟的發展。

參考文獻：

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[3]金玉明.對高速公路機電工程通信系統技術的探討[J].內燃機與配件， 2017（16）：78-80.

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[8]宋靜靜.解析高速公路機電工程通信系統技術及應用[J].河南科技， 2019（07）：118-119.