高速公路機電工程通信系統及應用

王銳

摘要：通信系統是公路工程平穩運行的核心內容之一，對高速公路機電工程中的通信系統技術進行分析，是高速公路建設過程中不可缺少的內容。對高速公路機電通信系統組成及主要功能進行總結，對高速公路機電工程通信系統的應用策略進行分析，從而更好確保高速公路運營期間的安全性。

關鍵詞：高速公路；機電工程；通信系統；網絡

1 高速公路機電工程通信系統組成

通信系統是公路工程平穩運行的核心內容之一。通信系統以信息傳遞為基礎，實現了對過往車輛的安全控制與科學管理。為提高高速公路機電工程系統運行的安全性、穩定性，需要對高速公路機電工程中的通信系統各個子系統進行性能測試。

高速公路機電系統中，通信系統是以太網技術、SDH 光傳送技術為核心，實現對數據、圖像、語音信息的精準識別與管控，從而提高高速公路運行的穩定性。寬帶大、兼容性強是以太網的主要特征，千兆以太網技術應用后，可實現圖像、語音、視頻數據的快速傳輸。高速公路收費站收費系統，采用以太網接口和SDH光傳輸系統，運行穩定性和工作效率明顯提高，通過監控系統、收費系統、終端設備與光纖線路的協調，可完成快速信息傳輸。高速公路機電工程通信系統基本結構包括軟件、硬件和數據傳輸系統。

1.1? ?系統硬件

機電通信系統的硬件主要由電源、接入網、應急電話、交換系統四大部分組成。將電力系統220V電源，作為高速公路機電通信系統供電設備。接入網則以中心網絡與周邊網絡作為連接橋梁，實現通信業務的同步協調，其中最核心部分為光線路終端。交換系統以符合V5協議的局域網為基礎，通過模擬中繼線路的方式進行連接。而應急電話系統可為高速公路突發狀況提供及時通信，為事故處置、現場調度提供便利。

1.2? ?系統軟件

系統軟件是以硬件作為基礎的。系統軟件包括安全維護、數據業務、事故報警、資源配置等模塊，通過軟件設置實現對應功能。上述軟件的系統正常運行為通信系統的穩定提供了保障，并滿足了相關運行功能的需求。

1.3? ?數據傳輸系統

在高速公路機電通信中，數據傳輸是整個通信系統的核心和重要組成部分，按傳輸方式分為有線傳輸、音頻電話傳輸、光纖傳輸、模擬傳輸四種。由于不同的傳送方式，其作用和用途也有很大的差別，主要是通過電纜進行數據的傳輸。光纖的傳送主要是用來傳送影像資料，而語音電話則是用來傳送數據資料。

2? ?高速公路機電工程通信系統的主要功能

2.1? ?電話

電話主要有業務電話、緊急電話、指令電話3種類型。其中業務電話是通信系統的重要組成部分，各部門業務聯系的常用手段，可實現公網、內網間信息傳遞，為資源共享奠定基礎；緊急電話作為內部專用，多用于呼救、緊急救援等警情；指令電話可分為無線電話、有線電話2種，用于交通管理和調度指揮，包括選呼、全呼、組呼3種功能模式。

2.2? ?主干線傳輸

主干線傳輸可在局域網、長途網實現信息傳遞、數據傳輸，主要由交通通信網主干線組成，在道路交管部門信息傳輸中應用廣泛。

2.3? ?數據與圖像傳輸

數據與圖像傳輸包括收費系統、監控系統、視頻傳輸系統等，可實現畫面實時電視呈現，具備交通監視能力。

2.4? ?廣播

包括道路信息廣播、交通廣播。

2.5? ?通信電源及管道

電源系統包括直流電、交流電、機房系統。通信管道包括 HDPP管道和HDPP硅管。

3? ?高速公路機電工程通信系統的應用策略

3.1? ?采用各種通信新技術

自動交換光網技術是基于光傳輸網的技術，并由平面控制來實現智能化管理，按照網絡資源需求，進行合理分配。高速公路項目建設初期排查時，應用該技術可以快速摸查以發現問題，通過問題分析與處置，促進系統平穩運行，改善系統通暢度。實際應用過程中，借助自動交換光網絡技術的應用，實現網絡資源升級，可為自動化數據資源轉移提供技術支持，提高業務效率。

分組傳送網也被稱為分組轉發網絡，具備自動調節能力強的特點，基于分組傳輸操作特點，利用網絡地址下面的傳送媒體進行相應處理。分組傳輸網絡具有很大的運行空間，會對高速公路機電通信系統性能與結構產生直接影響，擁有相對較高的安全性，與傳統光纖傳輸技術相比，其數據安全性更好且傳輸質量更高，是目前通信技術中使用最多、成本最低的一種技術。

ADM OVER SDH是當前應用比較廣泛的一種同步數字體系技術，其具有傳輸速率高、抗干擾能力強等特點，能夠為整個公路機電工程項目建設提供有力支持。應用該技術時，應先對SDH網絡進行科學設計，并根據實際情況合理分配各個節點的接入帶寬。然后要對設備進行合理選型，確保設備的穩定運行。最后對SDH網絡的保護模式進行科學設置，以確保其可以在實際操作過程中發揮出重要作用。在實際操作過程中，要充分重視對系統設備的科學維護，定期對系統設備進行檢查與維護，確保系統可以正常運行，以發揮出其應有的作用與價值。

3.2? ?提高網絡建設的技術水平

互聯網絡是公路工程機電通信系統的基礎之一，網絡暢通才能確保高速公路通信系統業務順利處置。提高網絡通暢度是改善高速公路機電通信系統運行效率的關鍵，故此需進一步完善網絡體系，充分發揮技術優勢，切實提高網絡運行水平和處置速率，為高速公路機電通信系統的平穩運行奠定基礎。目前，我國尚未形成相對統一的網絡建設標準，在實踐中需結合高速公路項目特點進行投資匹配，切實改善資源利用率，提高網絡安全性，提速增效的同時以內部網絡方式組網，確保業務安全。

3.3? ?科學應用無線網絡技術

無線網絡技術在公路機電工程中的應用能夠實現數據信息的實時傳輸，避免了人工操作帶來的誤差，提高了工作效率。無線網絡技術能夠有效降低現場施工難度，提高施工效率，在一定程度上縮短了工期。無線網絡技術具有成本低、效率高等特點，能夠實現系統的良好升級與維護。

目前我國公路機電工程通信系統中采用的無線網絡主要包括2種：一種是以IEEE802.11g為基礎的WLAN無線網絡；另一種是以IEEE802.11a為基礎的WLAN無線網絡。無線網絡技術具有成本低、易維護等特點，因此在公路機電工程通信系統中得到了廣泛的應用。公路機電工程施工過程中，應該合理選用無線網絡技術，提高通信系統運行效率。

3.4? ?做好保養及維修等基礎工作

機電設備的性能直接關系到高速公路的運營效益，維護工作的及時與否，將會對設備效能產生重要影響。

首先，做好日常業務管理環節。需加強機電設備維保，堅持科學管理理念，優化管理策略，推出規范的維護保養制度并嚴格落實，明確維保人員責任，督促落實并加強監督考核。

其次，通過動態跟蹤監控機電設備運行狀態，發現異常及時分析誘因并加以處置，以確保系統平穩運行。制定防范方案避免此類問題再次出現，切實改善機電通信系統運行穩定性，提高系統安全。最后，加強業務人員培訓與定期考核，切實改善維保人員綜合素養，提高從業人員專業水平，通過技術水平提高為維保工作質量提升奠定基礎，為快速應對和科學處置突發狀況創造條件。

3.5? ?采用集中管理模式

以集約經營的方式，提高高速公路機電通信的運營管理水平，實現監控數據、收費信息的同步上傳。以通信系統功能完成數據協調，接收相關數據后根據實際需求，發送至用戶完成反饋工作，形成以光纖數據傳輸為基礎的多媒體數據傳送體系。集中管理系統詳情如圖1 所示。

3.6? ?加強數字化網絡建設

數字化網絡建設是高速公路機電工程通信系統的發展方向，現階段業務接口非標問題是制約其建設水平的重要因素，對此可通過同步數據體系技術革新的方式加以解決。業務處置過程中，以集中管理模式為降低系統運維、改善系統成效、提高業務效率提供保障。與此同時，通過GIS、GPS、物聯網技術的應用，搭建多功能通信平臺，滿足視頻會議、網絡辦公、可視通話、視頻監控的功能需求，擴展機電通信系統能力，滿足多元化需求。

3.7? ?采用公路機電系統集成設計方案

在技術革新的同時，機電工程應用領域逐漸擴展，從電子、信息工程領域逐漸向監控、通信、收費等領域發展，光纜數字化技術、物聯網技術、計算機網絡技術、5G 通信技術的推廣使其得到標準化控制，實現了數據共享與實時控制。

高速公路機電系統集成部分包括4個部分：一是用戶界面。借助標準化界面進行用戶界面管理，按照實際需求應用軟件，通過子系統完成業務處置。二是信息與數據。協調監控、收費、通信數據，綜合分析后加以調節、反饋，生成集成化格式，確保存儲規范，為資源、信息共享提供保障。三是業務流程。在數據共享基礎上，實現同類型業務整合，集成控制系統用戶信息，便于數據資源讀取與后續處置。四是函數集成。對子系統單獨設計與規劃，整合相關信息提高系統整體性，借助Web Service技術、遠程系統技術、計算機技術的聯合應用，為系統高效運行和高速公路穩定創造條件。

3.8? ?完善高速公路隧道監控系統

高速公路隧道監控系統主要包括四個方面，分別為現場控制網絡、閉路電視系統、交通監控系統和緊急電話系統。

3.8.1? ?現場控制網絡

現場控制網絡是整個隧道監控系統中的核心內容，是對整個隧道進行監控的基礎，主要負責將數據信息及時準確地傳遞到指揮中心，為指揮中心提供全面準確的數據信息。在實際操作過程中，現場控制網絡由信息采集設備、通信設備和計算機組成，其主要作用是將隧道內的實時數據信息及時準確地傳送到指揮中心，為指揮中心提供全面準確的數據信息。

現場控制網絡的主要組成部分包括主控制室、現場控制站、傳感器等，其中主控制室主要負責對隧道內的所有設備進行控制與管理。現場控制站和傳感器主要負責對隧道內的所有設備進行實時監控，并將數據信息及時準確地傳遞到指揮中心。

3.8.2? ?閉路電視系統

閉路電視系統是對整個高速公路隧道進行監控的關鍵內容，主要負責將隧道內的實時視頻圖像及時準確地傳遞給指揮中心，為指揮中心提供全面準確的視頻圖像信息。閉路電視系統在實際操作過程中主要包括攝像機、傳輸設備和視頻顯示設備等，其中攝像機主要負責對隧道內所有設備進行監控，傳輸設備則負責將現場實時視頻圖像信號及時準確地傳輸到指揮中心，為指揮中心提供全面準確的視頻圖像信息。

3.8.3? ?交通監控系統

交通監控系統是對高速公路隧道內車輛進行監控的關鍵內容，主要負責將隧道內的車輛進行實時監控，并將車輛信息及時準確地傳遞給指揮中心。在實際操作過程中，交通監控系統主要包括現場控制站、交通檢測器和控制軟件等。

3.9? ?提高系統建設的智能化程度

在高速公路機電工程建設過程中，要充分重視智能化技術的科學應用，促進高速公路機電工程項目建設質量與性能的有效提升。在實際操作過程中，可以采用智能化控制系統、物聯網技術以及智能傳感技術等，促進整個高速公路機電工程項目建設水平的不斷提升。

4 結束語

綜上所述，通信系統作為高速公路機電工程的重要組成部分，其作用不容忽視，在數據傳輸、實時監控等方面發揮重要作用。基于現階段高速公路機電工程通信系統工作的特點，為確保高速公路平穩、安全運行，通過采用先進的通信技術來彌補缺陷，可為高速公路的機電工程的通信優化提供保證，從而有效地提高高速公路的安全性。

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