新時期高速公路機電通信系統新技術的應用

夏嘉偉

（福建省寧德高速公路有限公司,福建 寧德 352100）

0 引言

機電通信系統在高速公路中發揮了重要作用，由性能良好的多種類型設備共同組成，用于維護高速公路安全，降低發生安全事故的可能性。相關人員要正確認知機電通信系統，將系統建設作為工作重點，學習新技術應用原理，在通信系統建設中正確運用技術，使機電通信系統運行狀態始終良好，加快公路行業的發展速度。

1 高速公路機電通信系統搭建要點

1.1 傳輸系統

傳輸系統是機電通信系統的重要組成部分，也是系統建設的關鍵，在建設傳輸子系統時，技術人員要結合高速公路的建設目標，確定傳輸系統的功能，選擇合適的技術完成傳輸系統的建設，為機電通信系統穩定運行奠定基礎。機電通信系統運行中，涉及語音、數據、圖像等多種類型的信息傳輸，因此在建設子系統時，要考慮不同類型數據的傳輸特點，并堅持用SM 設計理念完成通信設備的設計，確保各類數據在傳輸中不會出現失真問題，數據的準確性得到保證。

1.2 數據網絡

付費數據網絡用于傳輸該路段收費相關信息，建設中需在各收費站安裝交換機。各交換機通過網絡與中心交換機相連接，同時運用網絡安全技術建立收費系統。視頻監控網絡在機電通信系統中發揮傳輸監控采集信息的作用，應在每個通訊站設置視頻交換機，與高速公路控制中心、區域交通指揮中心等相連，數據信息在專用網絡內共享。用于辦公的綜合網收集，反映高速公路運行情況信息，并將信息傳輸至控制中心，該數據網絡的建設，需重視交換機的選擇。

1.3 語音交換

語音交換是機電通信系統必須具有的功能，為此應引入VOIP 技術，基于該技術原理，制定高速公路機電通信系統的建設方案，分析現有通信設備的功能特點，使已有系統通信設備得到充分利用，保證系統內語音交換的順暢性。完善內部對講系統，將建成的語音交換子系統與對講設備相連，以IP 為基礎尋找匹配語音交換方，各工作人員都可使用該功能，方便工作人員交流溝通，加快數據信息的傳輸速度，并通過語音交換系統，實現高速公路管理工作統一指揮[1]。

1.4 輔助設備

一是蓄電池。用于為機電通信設備供給能源的電源通常選用蓄電池，安裝電池前檢驗電池的性能，完成電池安裝后重視防雷接地工作的開展，電池、通信設備等都需接地。二是光纜工程。為確保機電通信系統順利運行，延長系統光纜的使用壽命，選擇分線布放方式。三是無線網系統，安裝于高速公路各個收費站中，降低機電通信系統功能拓展難度。四是機房監測系統，整合相關設備，縮小設備的安裝范圍，機房內安裝傳感器等采集機房環境信息，借助專用網傳輸至控制中心。

2 高速公路機電通信系統新技術應用規范

2.1 分組傳送網

機電通信系統常用新技術的應用原理為在系統底層與IP 層之間，設置新結構層，實現數據分組傳輸目標，提升系統的穩定性，保證機電通信系統運行順利，同時將系統建設成本控制在合理范圍內。應用分組傳送網技術注意事項如下：第一，合理選擇傳輸介質，分析通信系統的運行環境，選擇性能適宜的傳輸介質，格外重視底層介質的選擇，科學設置介質的參數，以免各傳輸層執行指令時，出現沖突，影響數據的傳輸速度。第二，了解分組傳送網的操作標準，組織相關人員學習技術，在系統建設中按照規定運用技術，以保證系統穩定運行狀態為目標，合理設計通信系統多層網絡結構。

為體現該技術用于系統建設的優勢，相關人員還要重視系統維護工作的開展，及時發現系統出現的故障，故障定位與處理流程如圖1 所示。相關人員需按照流程完成設備檢修工作，及時處理系統故障。查詢系統告警的方式較多，告警查詢方式的選擇要基于查詢需要確定，如需查詢歷史告警，采用拓撲視圖與業務視圖查詢法，否則通過主菜單查詢即可；應用分組傳輸技術建設系統之前，要設置不同告警信息的級別。工作人員根據告警信息，確定通信系統可能存在的故障，判斷故障的發生位置，優先處理高級別的告警信息，倘若故障較為嚴重，要將故障告知技術人員，由專業人員完成系統故障處理，盡快恢復通信系統的功能[2]。

圖1 故障定位處理流程

2.2 MSTP 技術

該技術的應用基于SDH 平臺，由于該技術強大的解釋能力，使其在高速公路機電通信系統建設中，具有較高的應用價值，建成系統的網絡結構為樹型，數據傳輸中形成冗余路徑，分擔通信系統的數據傳輸壓力。MSTP技術用于系統建設，以系統原有設備為基礎，因此相關人員要分析現有設備的性能，分析其功能，如設備具有過渡功能，即可在設備上增設MSTP 接口轉變為MSTP設備。協議的選擇是應用MSTP 技術的關鍵，常用通信協議有GFP 協議、虛級聯協議與LCAS 協議。三種通信協議的應用優勢不同，GFP 協議、虛級聯協議帶寬控制更為靈活，LCAS 協議最為穩定，應根據實際情況設置系統的通信協議。除此之外，該技術的應用原理為透傳，因此在應用該技術時，要合理分配不同工作人員的職責，培養高水平技術人員。

實際應用該技術建設機電通信系統，方案實施中可能會遇到問題，影響方案的實施效果，致使建成的系統性能難以達到預期，常見問題有以下幾種。一是設備無匯聚功能，一旦啟用透傳模式，無法支持其他傳輸模式的運行，為此在選用設備時，盡量選用具有L2 交換功能的設備，WAN 端口通過L2 匯聚，與用戶端單一端口相連，系統資源得到充分利用。二是交叉連接板性能較差，由于2 Mnit/s 電路應用范圍的擴大，16×16 的交叉連接板不再適用，因此在應用MSTP 技術時，應分析已有連接板性能是否達標，適時更換交叉連接板，將32×32、64×64的連接板用于系統建設，確保系統長期處于穩定的運行狀態。

2.3 OTN 技術

ONT 技術，全稱光傳輸網技術，高速公路機電通信系統可用新技術之一，該技術的基礎為波分復用技術，傳輸信號為光波形式，適用于高速公路信息傳輸。為實現OTN 技術的合理運用，相關人員分析波分復用技術的原理，設計波分復用傳輸網的功能結構，如圖2 所示。基于設計的功能結構，掌握該傳輸網的傳輸性能，制定機電通信系統的建設方案，同時設計適用于該系統的SDH 網絡模塊，確保建成的通信系統性能達標。該系統的工作波段分為兩段，機電通信系統運行波段為波長0.4~2 nm 的光波，波長間隔取決于系統的運行頻率，100 GHz 系統波長間隔為0.8 nm，而50 GHz 系統間隔應控制為0.4 nm。

圖2 WDN 光傳送網的功能模型

OTN 技術應用中，涉及多種光器件的使用，這些器件的性能，會影響建成機電通信系統的功能，因此，技術應用中要重視光器件的使用，合理設置器件的選擇標準。系統運行中如接收波長為1 550 nm 的光波，會造成嚴重的脈沖展寬，在系統建設中使用的光纖，引入色散補償設備，可避免該現象的發生。重視光纖放大器的使用，處理系統中不同波長的光波信號，實現光波的合波處理[3]。

2.4 自動交換光技術

現代社會中，自動交換光技術被廣泛用于機電通信系統的建設，相較于其他類型光傳輸技術，該技術建成的系統自動化程度高，工作人員調用系統功能后，系統自動選擇傳輸通道，聯通傳輸網絡，系統資源利用率提高，建成系統功能更為豐富。該技術建成的機電通信系統，為系統使用者提供多種連接方式，包括永久連接、交換連接與軟永久連接。三種連接方式的適用環境不同，在系統運行中發揮不同作用，相關人員要結合系統不同功能的運行需要，確定各位置的連接方式，并選擇合適的通信協議。實際應用技術中，同時引入ATM 技術與SDH 技術，以實現信息在系統內穩定傳輸的目標，運用多種技術設計數據信息的傳輸渠道，加快數據信息在系統中的傳輸速度，降低系統的運行成本。

應用自動交換光技術后，更要重視系統故障的處理，充分發揮該技術的優勢，增強系統的自我修復能力，但由于該系統結構復雜，引發系統故障原因多種多樣，增加故障處理難度。為此，相關人員要全面收集展現高速公路機電工程運行情況的信息，建立故障分析系統，處理采集的數據信息，判斷系統的運行狀態，如通信系統運行出現異常，及時反饋異常信息，并根據分析結果，調整通信系統的運行狀態，自動處理系統的故障。當系統故障較為嚴重，無法自動修復時，向工作人員發出警報，幫助工作人員確定故障位置，探析故障原因，提出修復故障的建議，作為工作人員制定故障處理方案的參考資料。

3 高速公路機電通信系統新技術應用策略

3.1 規范設計標準

新技術用于機電通信系統建設難度大，為使技術發揮應有作用，高速公路負責人要規范系統的設計標準，要求相關人員按照標準應用技術。機電通信系統設計中，在不影響通信系統性能的條件下，堅持經濟性原則，設計工作開始前展開市場調查，控制完成機電通信系統建設需投入的成本。根據應用的新技術，靈活設置設備的選擇標準，切忌以統一的標準采購設備，檢驗使用設備的性能，判斷其性能是否滿足技術應用條件，降低設備出現故障的概率[4]。

3.2 智能技術應用

智能技術更新換代速度快，用于機電通信系統建設，有助于提升通信系統的智能化水平。新技術的應用需資金的支持，相關人員應正確認知智能技術的應用價值，增加用于機電通信系統建設的資金，調整資金使用方案，采購智能化設備用于系統搭建，豐富系統的功能。借助智能技術，進一步提升系統的數據分析能力，深入開發數據的潛在價值，通過采集的信息，掌握高速公路的路況信息，并能夠分析該時段路況信息特點，針對性地提出交通管理建議，減輕交通管理人員的工作壓力。

3.3 系統維修保養

高速公路的機電通信系統運行，需要多種設備的共同支持，且系統結構復雜，因此設備維護難度大，如不完善設備維修保養制度，設備容易出現故障，影響機電通信系統的運行效果。健全設備維護制度，安排工作人員定期檢查設備的運行狀態，利用智能化設備的自檢功能，檢測到故障后，自行分析故障處理原因，向控制中心發送故障信息。組建應急小組，提高小組成員的選拔標準，結合系統的實際運行情況，分析設備運行可能出現的故障，制定設備維修策略。

3.4 加大技術研究力度

新技術是機電通信系統性能優化的動力，只有推動技術不斷發展，才能克服通信系統存在的漏洞，提升通信系統的適用性，為高速公路發展貢獻力量。建成機電通信系統后，還要關注新技術的發展，采購先進的硬件設備，替換系統已有設備，同時優化系統軟件功能，改變系統控制硬件的方式，提升系統的響應速度，消除現有通信系統存在的漏洞。

4 結語

綜上所述，機電通信系統的建設是高速公路工程的重要工作內容，將新技術以科學方式用于系統建設，有助于提升機電通信系統的性能。相關人員要關注通信技術領域最新研究成果，學習新技術相關知識，基于高速公路控制工作的通信需要，不斷創新新技術的應用方式，加快數據傳輸速度，保證數據傳輸的安全性。