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

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

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)對信息的同步分插和復用，還可以實現(xiàn)標準化的數(shù)字信號結(jié)構(gòu)級別，以用于分頻和傳輸。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，我國的公路通信系統(tǒng)正在不斷完善和擴展，因此，相關機構(gòu)在對設備、信令信息等進行選擇時，應盡可能保持一致，為后續(xù)的維護管理提供便利，也可以為交通專用通信網(wǎng)的設置奠定堅實基礎[1]。

在高速公路電氣機械計劃中，使用最廣泛的系統(tǒng)是光纖通信系統(tǒng)，為了更好地實現(xiàn)遠程數(shù)據(jù)傳輸功能，常采用光纖數(shù)字傳輸體系。該體系運行的核心機理是借助已經(jīng)搭建完成的通信網(wǎng)絡體系，將收集到的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)较乱患墸梢源_保信息傳遞的效率、準確性、及時性和完整性。但是，從目前來看，無論是在高速公路收費系統(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。要使高速公路運營組織更好地掌握高速公路網(wǎng)絡的交通流量，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)在收費中的應用研究

3.1 作用

在收費系統(tǒng)中，收費站計算機系統(tǒng)和收費中心計算機系統(tǒng)是高速公路的2個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。收費站局域網(wǎng)控制系統(tǒng)涵蓋了包括收費廣場車控系統(tǒng)和收費站控制室系統(tǒng)在內(nèi)的廣泛范圍。根據(jù)現(xiàn)在的開發(fā)分析，通常在高速公路進出口處安裝攝像頭相機，以識別通過的車輛，并將特定的相關信息傳達給收費監(jiān)控中心和收費站，以便為用戶提供服務[2]。用戶在對高速公路通行費進行支付時，可以使用現(xiàn)金或儲值卡，也可以使用微信和支付寶支付，這樣能夠極大地提高服務的便利性和快捷性。另外，也有部分高速公路設置了相應的專家分析系統(tǒng)，可以對工作中存在的缺陷和問題進行檢查和解決。而在相應的層級之間，存在著不同的分級，能夠幫助工作人員及時發(fā)現(xiàn)后續(xù)操作中出現(xiàn)的異常，提升監(jiān)控效果，通過收費站、通信系統(tǒng)、LAN（局域網(wǎng)）之間的信息傳輸，針對高速公路出入口的車輛狀況進行實時監(jiān)控。就目前來看，高速公路系統(tǒng)中所有信息的傳輸過程都并非單純地依靠內(nèi)部通信系統(tǒng)實現(xiàn)，而是強調(diào)將通信系統(tǒng)作為中間環(huán)節(jié)，逐步朝著外部進行延伸和拓展，以此實現(xiàn)通信系統(tǒng)的穩(wěn)定健康發(fā)展。

3.2 應用

在高速公路中，無線網(wǎng)絡中收費系統(tǒng)不是指某一個系統(tǒng)，而是多個系統(tǒng)，收費辦公室計算機的局域網(wǎng)、收費中心計算機的局域網(wǎng)、收費車道計算機等多個系統(tǒng)可以借助計算機局域網(wǎng)的幫助，實現(xiàn)與收費中心不同中間站的通信系統(tǒng)的有效連接[3]。目前，高速公路收費系統(tǒng)的收費方式主要有人工收費和ETC收費（電子不停車收費系統(tǒng)），前者主要依靠人力識別過往車輛。當車輛進入高速公路時，將發(fā)行相應的卡，記錄距離并離開高速公路，依照卡片信息收取相應的費用；后者則是借助智能系統(tǒng)實現(xiàn)車輛信息的自動掃描和費用的自動扣取。根據(jù)各種收費數(shù)據(jù)信息，高速公路上的收費系統(tǒng)按照收費系統(tǒng)信息可以分為3個層次：收費處收費、中央計算機收費和收費汽車收費。有關部門在對車輛控制策略和管理標準進行制定的過程中，可以借助大數(shù)據(jù)對車流量進行合理調(diào)節(jié)，可有效改善交通狀況，提高交通流量，同時，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)可以利用視頻對車輛交通和交通事故進行實時監(jiān)視，從而確保監(jiān)視的合理性和有效性。一般情況下，高速公路收費站的出入口會安裝監(jiān)控攝像頭，以實時監(jiān)控交通狀況，對收集到的數(shù)據(jù)進行分類并將發(fā)送到收費站進行集中處理。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，并有效地確保運輸安全。將通信系統(tǒng)應用于監(jiān)視系統(tǒng)可確保監(jiān)視系統(tǒng)實現(xiàn)合理有效的特殊監(jiān)視，并可以使用視頻完成對車輛行駛和事故的實時監(jiān)視。針對目前大多數(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)絡單元）設備連接在一起。同時，必須獲取相應的數(shù)據(jù)信息，并且必須使用監(jiān)視系統(tǒng)將信息轉(zhuǎn)換為模擬信號以便于傳輸。監(jiān)視系統(tǒng)還可以記錄高速公路運營期間的路況，從而大大減少交通事故的可能性并提高運輸能力。

4.2 應用

通信系統(tǒng)的質(zhì)量會對數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)男Чa(chǎn)生直接影響。基于此，設計人員在針對通信系統(tǒng)進行設計的過程中，應認真考慮生產(chǎn)線布置的合理性、經(jīng)濟性和可靠性，并對具體問題詳細分析，以確保設計方案符合監(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個級別：第一層的核心是從路段監(jiān)視中監(jiān)視現(xiàn)場設備；第二層的核心是通過路徑監(jiān)控逐步擴展并遍及整個省段監(jiān)控。

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

5 結(jié)語

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