現代通信技術在高速公路機電系統中的應用

康 磊

（中鐵十二局集團電氣化工程有限公司，天津 300308）

0 引 言

高速公路作為我國重要的交通運輸載體，在整個經濟社會發展中都具有重要的作用。高速公路的機電系統保障了交通運輸的安全穩定性，通過智能化的通信技術應用，提高高速公路的機電系統運輸效率，保障機電系統運作的穩定性，對于交通運輸行業的發展有著重要的意義。借助通信技術能夠極大程度上發揮高速公路機電系統的時效性優勢，提高高速公路的使用效率。在科技發展的同時，現代通信技術越來越成熟，在高速公路機電系統中的應用優勢也比較明顯，值得相關人員深入探討與研究。

1 現代通信技術的特征分析

1.1 交互性

從目前現代通信技術的整體發展角度來看，通信技術發展過程中呈現出多樣化的特征。其中，交互性是通信技術的典型特征。通信技術在實際的高速公路機電系統應用過程中體現出交互性較強的特征，交互性技術的發展為通信技術的綜合應用奠定了重要的基礎。交互性主要指的是通信系統中人與系統之間的交互控制能力，操作人員可以應用通信終端進行全過程的控制。通過通信技術的交互操作方式，操作人員可以了解整個公路系統的實際運作情況。例如在觀看屏幕文字時，可以調閱這段文字的背景材料，包括圖片、視頻、音頻等，對整個事件有一個全面直觀的了解[1]。

1.2 同步性

通信技術應用于高速公路的機電系統中呈現出同步性較優的發展特征，可以確保不同媒體之間的相互配合和協調工作。整個媒體之間的信息傳輸相對來說較快，需同步信息傳輸，確保傳輸的準確度和效率，這些都可以在同步聯系的狀態下進行。不同類型的媒體通過通信技術可以達到同步交流的效果，減少交流障礙。在多媒體終端通信上，保持各個媒體信息的同步。簡單來說，在多媒體通信終端上呈現出高速公路運作的圖像、聲音、文本等信息，將這些圖片、聲音、文字同步起來構成一個完整的信息體系呈現給工作人員，工作人員可以利用多媒體通信系統同步性實現高速公路的多方面監管工作。此外，信息同步與否影響著高速公路的運作效率、監管效率，對高速公路的機電系統安全穩定運作也存在一定影響[2]。

1.3 集成性

集成性作為現代通信技術呈現出來的一大顯著特征，通過將視頻、聲音、文字等不同的信息方式結合起來，呈現出多媒體信息發展的數字化趨勢。在目前的通信技術發展背景下，高速公路的機電系統通信技術通過硬件、軟件技術的支持可以達到更好的信息處理效果，提高了公路機電系統處理數據的綜合效率。利用通信系統的集成性，可以對數據信息、多媒體信息、腳本信息以及特定的應用信息進行儲存、處理及應用，提高信息傳遞的效率，減少傳送的時間。

2 現代通信技術在高速公路機電系統中的應用

2.1 GPS無線技術應用

全球定位系統（Global Positioning System，GPS）在高速公路的日常運作過程中起到了重要的作用。高速公路作為一種專供汽車高速行駛的現代化高級公路，涉及到導航定位問題，而通過GPS系統可以實現更安全、準確的導航，方便大眾出行或者交通貨物的運輸，提供了便捷的服務。將GPS應用于高速公路的機電系統中，深受人們的青睞。在目前高速公路大力發展建設的背景下，高速公路越來越復雜，種類越來越多，人流量、車流量速度增長較快，高速公路經常出現擁堵現象，存在比較嚴重的安全隱患問題[3]。而針對這些常見的高速公路運作問題，都可通過GPS無線信息傳輸系統的應用為司機提供準確的道路信息，建立全新的交通指揮監控系統，保證高速公路的安全運作。針對高速公路擁堵的路段，可以及時發布有效信息，幫助司機避開擁堵路段，營造一個安全暢通的環境。受供電、資金等多方面因素的影響，傳統的高速公路監控并不夠完善。GPS系統的綜合應用相對來說投入成本較低，而且提高了綜合的信息傳輸效率，保障了高速公路機電系統的穩定運作。

2.2 ITS技術和微波雷達技術的應用

智能運輸系統（Intelligent Transportation Systems，ITS）技術整合了先進的信息技術、通信傳輸技術、電子控制技術以及計算機智能處理技術，將其應用于整個交通運輸管理體系中，可以應對目前復雜的交通運輸環境，為用戶提供高效、精準、實時的綜合運輸管理信息。該技術在整個機電系統中的應用廣泛，可以為較多的司乘人員提供重要的實時信息和導航信息，保障了出行的安全，提高了高速公路的運作效率。目前，高速公路中的電子收費系統就屬于ITS技術應用的一個重要方面。利用車載的電子標簽與安裝在路側或者門架上的微波天線完成汽車的信息交換，中心控制計算機可以根據電子標簽中儲存的信息識別出道路的使用者，然后從道路使用者所綁定的銀行卡中扣取通行費用，一定程度上提高了高速公路收費站處理效率[4]。除此之外，計重收費系統也屬于ITS的一個重要應用。針對公路、橋梁超載問題，進行車輛重量的測量，從行政管理的角度控制車輛超載問題。

微波雷達技術可準確檢測車速、平均速度、車流量、車型、車道占有率、車頭時距、交通擁堵情況以及車輛逆行狀況等交通基本信息。圖1為交通流量監測雷達檢測示意圖，如圖2為廣域多目標雷達檢測示意圖。

圖1 TBR-540交通流量監測雷達檢測示意圖

圖2 WTR-470廣域多目標雷達檢測示意圖

其中，TBR-540雷達監測主要測車流量。而WTR-470與WTR-422采用了毫米技術，深度測量車輛信息，可進行車輛實時狀態跟蹤，抗干擾能力強。表1為3種雷達監測的參數比較。

表1 TBR-540、WTR-470與WTR-422的參數比較

2.3 數字地圖技術的應用

在數字化發展的背景下，數據信息處理方式一定程度上朝著數字化的方向不斷發展。數字地圖技術主要以網絡分布式為主，利用數字地圖技術的指向性功能，方便駕駛人員的道路查詢。目前一些新能源汽車采用了高速公路全覆蓋的車用產品，這些都離不開高精準度的電子地圖數據[5]。高精準度的電子地圖可以將精準度控制在厘米級別，幫助實現智慧駕駛。在道路交通情況良好時，通過無人駕駛模式實現障礙避讓、車燈控制、模式選擇等精準度的控制。此外，數字地圖幫助車輛識別高速公路的限速、交通規則、虛實線等，這對于智慧交通行業的發展來說有著重要的意義。

2.4 視頻監控技術的應用

我國的高速公路監測系統主要以集成調度系統、視頻監控系統為主，根據調度機的實際情況將監控內容傳輸給管理者。相對來說，通過直接查詢某一個路段的攝像頭監控內容，可以及時了解實時的突發情況，并及時進行處理。此外，點擊分機號碼，操作人員就可以在指揮室中掌控與了解各個高速公路路段的現場情況。通過現代化通信技術與視頻監控技術的有效聯動，幫助高速公路工作人員及時掌控現場的高速公路運作情況，在較短的時間內了解交通堵塞的原因，并且采用對應的應急方案，從根本上提高處理交通事故的效率。

2.5 綜合業務接入網的應用

目前，綜合業務接入網系統已經廣泛應用于高速公路的機電系統。同步數字體系（Synchronous Digital Hierarchy，SDH）數字傳輸系統可以為用戶提供數字道路數據傳播，音頻數據通路等多種數字信號和接口，可幫助高速公路工作人員掌控沿線的視頻監控、圖像數據以及收費數據等，實現自動化的數據控制。此外，綜合業務接入網的有效應用使高速公路相關部門可以進行數字程控交換，在發生突發情況時及時聯系到各個負責部門進行處理。

3 結 論

綜上所述，隨著通信技術的發展，將通信技術應用于高速公路的機電系統有著重要的優勢。對于高速公路的安全運作和突發情況處理來說，通過綜合應用通信技術，技術操作人員可在最短的時間內解決實際問題，掌控高速公路的實時情況，保障交通運輸的順暢和穩定發展。