高速公路通信系統(tǒng)新技術(shù)應(yīng)用及其發(fā)展趨勢(shì)

劉元

【摘 要】眾所周知，我國(guó)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)正在緊隨著社會(huì)進(jìn)步的腳步積極地發(fā)展中，交通運(yùn)輸作為資源傳遞的橋梁，在社會(huì)發(fā)展中起到極為重要的作用。公路是交流的樞紐，政府及相關(guān)單位也給予了高度的重視，在高速公路工程建設(shè)中投入了大量的人力物力。其中，高速公路的機(jī)電工程通信系統(tǒng)建設(shè)在近幾年來(lái)更為引人注目，為高速公路的日常運(yùn)行帶來(lái)了許多便利。但是，目前我國(guó)的高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)建設(shè)水平仍然較低，工程控制以及管理方面仍然存在一些問(wèn)題，因此應(yīng)該投入更多的精力，不斷加強(qiáng)高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)機(jī)電通信工程的建設(shè)。

【關(guān)鍵詞】高速公路；通信系統(tǒng)；新技術(shù)應(yīng)用；發(fā)展趨勢(shì)

1高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的概述

機(jī)電工程通信系統(tǒng)作為高速公路監(jiān)管過(guò)程中的重要系統(tǒng)，其功能性也受到了人們的廣泛關(guān)注。目前，高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)功能主要有：（1）為高速公路各級(jí)部門(mén)的營(yíng)運(yùn)、管理、監(jiān)控、收費(fèi)等系統(tǒng)提供語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像信息的傳輸。（2）系統(tǒng)的安全和故障管理功能。系統(tǒng)的安全和故障管理功能其主要作用就是前者對(duì)機(jī)電通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)管理和通信系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)督，后者則是檢測(cè)系統(tǒng)故障；（3）系統(tǒng)的配置管理功能。系統(tǒng)的配置管理功能其主要作用就是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)元的配置，其實(shí)現(xiàn)過(guò)程主要是對(duì)機(jī)電系統(tǒng)中的網(wǎng)元進(jìn)行識(shí)別和控制，然后通過(guò)修改和刪減網(wǎng)元來(lái)操作的；（4）系統(tǒng)的性能管理功能。系統(tǒng)的性能管理功能其主要作用就是對(duì)系統(tǒng)性能進(jìn)行監(jiān)控和分析，針對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的性能變化，采取實(shí)時(shí)準(zhǔn)確的辦法，確保機(jī)電通信系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

2高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1軟件部分

高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)中，軟件系統(tǒng)包含有事故警告、可靠性保障以及業(yè)務(wù)報(bào)表等需要高度重視的內(nèi)容。要想機(jī)電通信系統(tǒng)軟件在運(yùn)行中正常發(fā)揮以上各種功能和作用，就必須對(duì)用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)以及局域網(wǎng)進(jìn)行更加嚴(yán)格的控制，以保證整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)合理有效運(yùn)行。

2.2硬件部分

高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)問(wèn)題都會(huì)造成系統(tǒng)癱瘓，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由機(jī)電體系、電源以及接入網(wǎng)等部分組成。機(jī)電通信系統(tǒng)的電源是為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供的電源設(shè)備，其電源一般為220V交流電。從現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況來(lái)講，在網(wǎng)絡(luò)設(shè)施外還可以采用-48V的支路電源配合使用。電源為通信系統(tǒng)正常運(yùn)行提供根本保障，一旦電源出現(xiàn)問(wèn)題，將會(huì)導(dǎo)致機(jī)電通信系統(tǒng)全面癱瘓，所以一定要保證電源的可靠性和安全性。通信系統(tǒng)的接入網(wǎng)是位于系統(tǒng)中間部位的網(wǎng)絡(luò)，接入網(wǎng)與客戶(hù)網(wǎng)絡(luò)能夠?qū)崿F(xiàn)有效聯(lián)結(jié)，在機(jī)電工程通信系統(tǒng)中起到橋梁作用。光線(xiàn)路終端是接入網(wǎng)的核心部位，高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)處理工作通過(guò)接入網(wǎng)的光線(xiàn)路終端來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2.3數(shù)據(jù)傳輸部分

機(jī)電工程通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行離不開(kāi)各種數(shù)據(jù)元素的支持，一般情況下，機(jī)電通信系統(tǒng)利用電纜、光纖以及音頻話(huà)路等方式來(lái)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的傳輸。不過(guò)這些方式從實(shí)質(zhì)上具有很多差異之處，所以在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中也各有其自身的優(yōu)勢(shì)。如果將音頻話(huà)路和電纜當(dāng)作信息傳輸?shù)闹饕绞剑话銓⑦@兩種體系設(shè)置在監(jiān)控系統(tǒng)內(nèi)部。但如果利用模擬信號(hào)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，就需要嚴(yán)格監(jiān)控機(jī)械設(shè)施。在傳輸信息過(guò)程中，一般在對(duì)圖像和符號(hào)進(jìn)行處理時(shí)采用光纖作為媒介。

3高速公路通信系統(tǒng)技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展

信息技術(shù)的發(fā)展，使得電信領(lǐng)域的電話(huà)主業(yè)發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，電信網(wǎng)從提供單純的話(huà)音業(yè)務(wù)發(fā)展到包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等多種業(yè)務(wù)的綜合通信網(wǎng)，其發(fā)展目標(biāo)是建設(shè)先進(jìn)的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDN）和智能網(wǎng)（IN）。

高速公路通信系統(tǒng)作為行業(yè)專(zhuān)網(wǎng)，其發(fā)展緊隨著電信公網(wǎng)通信技術(shù)的發(fā)展步伐。從巡邏調(diào)度業(yè)務(wù)看，由簡(jiǎn)單的無(wú)線(xiàn)對(duì)講系統(tǒng)發(fā)展到800MHz數(shù)字集群系統(tǒng)；從緊急電話(huà)系統(tǒng)看，由銅纜/光纖有線(xiàn)緊急電話(huà)，發(fā)展到專(zhuān)網(wǎng)/公網(wǎng)無(wú)線(xiàn)緊急電話(huà)；從交換角度看，由簡(jiǎn)單用戶(hù)線(xiàn)模擬交換機(jī)，發(fā)展到具備ISDN、SSP、V5.2等業(yè)務(wù)接入功能的交換機(jī)；從傳輸角度看，由小容量微波通信發(fā)展到早期PDH傳輸系統(tǒng)，現(xiàn)在基本上是采用SDH系列數(shù)字光纖傳輸系統(tǒng)，采取交換+SDH+接入網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，把高速公路通信系統(tǒng)中的多種業(yè)務(wù)融入到一個(gè)傳輸平臺(tái)。光纖技術(shù)、IP技術(shù)、圖像編碼技術(shù)和異步傳輸模式（ATM）是20世紀(jì)90年代對(duì)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展產(chǎn)生巨大影響的四大技術(shù)，其發(fā)展使得綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)成為可能。高速公路數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)服務(wù)包括INTERNET接入、IP電話(huà)、視頻會(huì)議，ASP等。從組建全省、全國(guó)交通專(zhuān)用通信網(wǎng)的高度看，適合高速公路通信的關(guān)鍵網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有ATM、IP、SDH和WDM/DWDM，且這些技術(shù)相互融合，產(chǎn)生了各種重疊模型和集成模型，如ATMOVERSDH、IPOVERATM、IPOVERSDH、IPOVERWDM/OPTICAL等。各種技術(shù)的特點(diǎn)如下。

ATM（異步傳輸模式- Asynchronous Transfer Mode））是一種是以信元為基本單位面向連接的交換和傳輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有完整的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的各種特性，例如尋址、路由、流控。它是為實(shí)現(xiàn)B-ISDN而提出的，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、數(shù)字和圖像在同一網(wǎng)絡(luò)上的綜合業(yè)務(wù)交換和傳輸，并提供服務(wù)質(zhì)量保證QoS（Quality of Service））的帶寬動(dòng)態(tài)分配和連接。ATM以其高帶寬、低延時(shí)和適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)已成為新一代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的代表，是一種非常適合于高速公路業(yè)務(wù)特點(diǎn)的通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

IP面向無(wú)連接、在第三層采用統(tǒng)一的地址格式和協(xié)議，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的數(shù)據(jù)網(wǎng)通信技術(shù)，在高速公路業(yè)務(wù)中，由于通信業(yè)務(wù)接入分散，接入成本太高，因而IP技術(shù)目前暫不適應(yīng)單條高速公路通信系統(tǒng)。對(duì)于區(qū)域內(nèi)高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)通信網(wǎng)絡(luò)，作為骨干網(wǎng)業(yè)務(wù)接入點(diǎn)少，且以收費(fèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為主，因此計(jì)算機(jī)收費(fèi)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)比較適合采用IP技術(shù)。隨著IPOVERATM、IPOVERSDH、IPOVERWDM/OPTI-CAL技術(shù)的發(fā)展，IP正在向話(huà)音、視頻圖像業(yè)務(wù)擴(kuò)展。

SDH（Synchronous Digital Hierarchy）同步數(shù)字體系是一種物理層的傳輸和復(fù)用技術(shù)。針對(duì)電信公用網(wǎng)設(shè)計(jì)的，適應(yīng)于以語(yǔ)音業(yè)務(wù)為主的電信網(wǎng)，提供E1、E2、E3業(yè)務(wù)接入，不直接提供視頻、低速數(shù)據(jù)和LAN的接口。SDH是目前國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用的成熟的光纖傳輸技術(shù)。SDH由于兼容PDH，具有標(biāo)準(zhǔn)的信息結(jié)構(gòu)等級(jí)，網(wǎng)絡(luò)單元有標(biāo)準(zhǔn)的光接口可在光路上互通等優(yōu)點(diǎn)，并被單條高速公路通信系統(tǒng)所廣泛采用。但它也有自身的缺點(diǎn)，如只是一種簡(jiǎn)單的點(diǎn)到點(diǎn)傳輸，一種簡(jiǎn)單的復(fù)用過(guò)程，網(wǎng)絡(luò)啟動(dòng)后即建立固定傳輸鏈路，固定的多路復(fù)用、帶寬利用率低等。

目前的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)朝著數(shù)字化、寬帶化、傳輸光纖化、分組化的方向上發(fā)展。任何網(wǎng)絡(luò)技術(shù)都具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)才能生存和發(fā)展，但也不能排除自身的局限性，于是出現(xiàn)了各技術(shù)的互通結(jié)合，產(chǎn)生了各種重疊模型和集成模型，如ATMO-VERSDH、IPOVERATM、IPOVERSDH、IPOVERWDM/OPTICAL等。高速公路通信系統(tǒng)是集語(yǔ)音、圖像和數(shù)據(jù)于一體的多媒體數(shù)字傳輸系統(tǒng)。SDH作為成熟、穩(wěn)定的光纖傳輸技術(shù)，在今后一段時(shí)間里仍將廣泛應(yīng)用于單條高速公路的通信系統(tǒng)中，但隨著高速公路聯(lián)網(wǎng)收費(fèi)和路網(wǎng)集中監(jiān)控的到來(lái)，寬帶IP技術(shù)將是未來(lái)交通專(zhuān)用通信網(wǎng)的發(fā)展趨勢(shì)。

4結(jié)語(yǔ)

機(jī)電工程通信系統(tǒng)技術(shù)是影響高速公路運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的技術(shù)因素，而隨著電子信息技術(shù)的不斷進(jìn)步，在一定程度上也提升了高速公路管理、道路監(jiān)控、收費(fèi)管理等項(xiàng)目的便捷性與安全性。本文主要了解高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)，并探究了其新技術(shù)的應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展的發(fā)展趨勢(shì)，為通信系統(tǒng)的發(fā)展提供了方向。

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（作者單位：交通運(yùn)輸通信信息工程質(zhì)量檢測(cè)中心）