李卓斌

[摘? ? 要] 伴隨著通信技術(shù)與信息技術(shù)的融合，以及在各行各業(yè)的應(yīng)用，實現(xiàn)了辦公自動化與大數(shù)據(jù)管理，并且促進了具有萬物互聯(lián)特征的“物聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)工作。文章以淺析高速公路機電工程通信系統(tǒng)應(yīng)用研究作為題目，結(jié)合日常工作經(jīng)驗，概述了現(xiàn)代高速公路機電工程通信系統(tǒng)的組成、業(yè)務(wù)，以及特征。并以此為基礎(chǔ)，分別從分組傳送網(wǎng)技術(shù)、綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)技術(shù)、自動交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、技術(shù)發(fā)展趨勢等方面，對其應(yīng)用進行了具體討論。

[關(guān)鍵詞]高速公路;機電工程;通信系統(tǒng);應(yīng)用

[中圖分類號]U495 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）05–00–02

Analysis on Application Research of Communication System

of Expressway Electromechanical Engineering

Li Zhuo-bin

[Abstract]With the integration of communication technology and information technology resources， as well as the application in various industries， office automation and big data management have been realized， and the construction of the "Internet of Things" with the characteristics of the Internet of Everything has been promoted. This article takes the analysis of the application research of the highway electromechanical engineering communication system as the topic. In the specific discussion， combined with daily work experience， it summarizes the composition， business， and characteristics of the modern highway electromechanical engineering communication system. And on this basis， the application of the packet transmission network technology， integrated service access network technology， automatic switching network technology， technology development trend and other aspects are discussed in detail.

[Keywords]expressway; electromechanical engineering; communication system; application

在系統(tǒng)性改革中，高速公路機電系統(tǒng)中加強了對通信技術(shù)的運用，其系統(tǒng)主要由硬件與軟件及數(shù)據(jù)傳輸三大方面組成。從硬件方面看，主要以機電系統(tǒng)、接入網(wǎng)、電源、交換系統(tǒng)為主;從軟件方面看，其構(gòu)成包括基本的資源管理、安全維護、事故預(yù)警等。從數(shù)據(jù)傳輸方面看，一方面，建設(shè)了可以全國聯(lián)動的數(shù)據(jù)庫，并且在大數(shù)據(jù)技術(shù)支持下，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的動態(tài)采集、傳輸（包括文字、影像、圖片、音頻、視頻等形式，以及話路傳輸、 電纜傳輸、 無線網(wǎng)絡(luò)傳輸、 光纖傳輸、 模擬傳輸?shù)龋?、統(tǒng)計分發(fā)等。另一方面，實現(xiàn)了對高速公路機電設(shè)備的系統(tǒng)性管理。

1 高速公路機電工程通信系統(tǒng)概述

1.1 系統(tǒng)組成

現(xiàn)代高速公路機電工程通信系統(tǒng)由各子系統(tǒng)共同構(gòu)成，既包括了硬件系統(tǒng)，也包含了軟件系統(tǒng)。以硬件系統(tǒng)為例，主要包括了電源與基地系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、電話與廣播系統(tǒng)、交換機系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。以軟件系統(tǒng)為例，主要包括ETC收費系統(tǒng)、設(shè)施檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)字通信系統(tǒng)、數(shù)字程控交換系統(tǒng)（參看圖1）等。現(xiàn)階段，通過“硬件——傳感器/執(zhí)行器——軟件”之間的通信關(guān)聯(lián)，已經(jīng)實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)管理與智能化管理，能夠針對監(jiān)視、預(yù)警、故障檢測、用戶管理等進行系統(tǒng)性管理。為了滿足系統(tǒng)性管理，通信系統(tǒng)中采用了數(shù)據(jù)傳輸，按照綜合布線的方式，全面實現(xiàn)了MSTP傳輸網(wǎng)的鏈接。

1.2 系統(tǒng)業(yè)務(wù)

從當(dāng)前高速公路機電工程通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)構(gòu)成方面來看，主要業(yè)務(wù)有三大塊，分別是語音傳輸、圖像處理、數(shù)據(jù)整理。其中，語音傳輸又分為傳真業(yè)務(wù)與語音服務(wù);圖像處理業(yè)務(wù)由電視圖像與監(jiān)控圖像處理兩項業(yè)務(wù)構(gòu)成;而數(shù)據(jù)整理則包括了網(wǎng)絡(luò)采集數(shù)據(jù)，與對數(shù)據(jù)的整理，以及監(jiān)控信息采集和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換整理等。尤其是光纖數(shù)字傳輸網(wǎng)的搭建，有效推進了各通信站之間的連接，有效實現(xiàn)了各通信站點之間的通信連接（參看圖2）。

1.3 系統(tǒng)特征

高速公路機電工程通信系統(tǒng)的特征體現(xiàn)在其基本功能方面?，F(xiàn)階段的功能特性顯示在三個方面，①針對配置的管理功能。具體而言，通過該功能特性，可以實現(xiàn)針對高速公路機電通信系統(tǒng)網(wǎng)元配置的優(yōu)化，和對其配置資源的有效管理;②針對機電通信系統(tǒng)的安全運行工況的性能管理，包括監(jiān)控、自動識別、自我修復(fù)等;③以性能管理為基礎(chǔ)，針對機電通信系統(tǒng)中存在的問題進行分析與處理，包括對運行工況分析、漏洞查找、故障診斷、安全監(jiān)測、病毒查殺等。另外，通過對其基本功能特性的發(fā)揮，又在高速公路機電通信系統(tǒng)特征表現(xiàn)方面，突出了現(xiàn)代通信技術(shù)的交互性特征、同步性特征、集成性特征，并將其功能納入到了機電通信系統(tǒng)的應(yīng)用之中。

2 現(xiàn)代通信技術(shù)在高速公路機電系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)代通信技術(shù)類型多樣，功能具有多元化特點，因此，在高速公路機電系統(tǒng)中的應(yīng)用范圍相對廣泛。下面僅結(jié)合筆者工作經(jīng)驗，分別從分組傳送網(wǎng)技術(shù)、綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)技術(shù)、自動交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、技術(shù)發(fā)展趨勢四個方面，對其應(yīng)用進行具體討論。

2.1 分組傳送網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用

PTN是英文Packet Transport Network的首字母縮寫形式，翻譯成中文為分組傳送網(wǎng)技術(shù)，為了應(yīng)用的便利性，通常也簡稱為PTN技術(shù)。該技術(shù)在高速公路機電系統(tǒng)中的應(yīng)用，是為了解決分組業(yè)務(wù)流量的統(tǒng)計復(fù)用傳送要求和突發(fā)性問題。具體而言，通過在底層光傳輸媒介與IP業(yè)務(wù)之間設(shè)置一個層面，進而擴大操作空間，規(guī)避對系統(tǒng)運行產(chǎn)生的不良影響。換句話講，在該技術(shù)的應(yīng)用中，將分組業(yè)務(wù)當(dāng)作核心，并通過核心業(yè)務(wù)對其他業(yè)務(wù)實施針對性指導(dǎo)。從生產(chǎn)要素的比較優(yōu)勢角度分析，其應(yīng)用成本相對較低，光傳輸效果較好，實用性與可靠性均有明顯體現(xiàn)。

2.2 綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

現(xiàn)代通信技術(shù)中的SDH數(shù)字傳輸設(shè)備應(yīng)用范圍十分廣泛，在高速公路機電系統(tǒng)中以SDH數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備作為基礎(chǔ)，可以使國內(nèi)應(yīng)用同類設(shè)備的高速公路機電通信系統(tǒng)之間形成有效聯(lián)動。在機電通信系統(tǒng)聯(lián)動的前提下，用戶只需接入設(shè)備，就可以實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，并以此方式為準，搭建起綜合通信主體框架，運用光傳輸系統(tǒng)實現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)的有效開展。當(dāng)前的應(yīng)用經(jīng)驗表明，在綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用過程中，其基本模塊STM-4信號，就能夠提供以太網(wǎng)數(shù)據(jù)通路（10 M/100 M）、數(shù)字通路（622 Mbit/s）、數(shù)據(jù)通路或音頻通路等。因此，可以滿足多種數(shù)字接口與數(shù)字信號的接入需求。目前，高速公路中的沿線監(jiān)控、車道收費等均可借助綜合業(yè)務(wù)接入網(wǎng)完成快速接入與安全傳輸。

2.3 自動交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用

運用自動交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，能夠優(yōu)化高速公路機電通信系統(tǒng)設(shè)計方案。一方面，運用該技術(shù)可以發(fā)揮其強大的處理能力，排查各類高速公路中存在的問題與風(fēng)險，提高查詢與搜索效率，減少處理時間。另一方面，該技術(shù)有較強的拓撲性能，能夠針對網(wǎng)絡(luò)有效資源進行拓撲處理，以自動化的方式尋找系統(tǒng)問題。因此，該技術(shù)的智能化程度相對較高，其應(yīng)用中對于信息的篩選能力也十分強大，可以為高速公路機電通信系統(tǒng)提供充分的安全保障與故障管理作用。需要注意的是，該技術(shù)的應(yīng)用中需要配套選用有效光纜路由出口，同時，在數(shù)據(jù)節(jié)點設(shè)置方面，要求達到一定的數(shù)量級，確保該技術(shù)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的完整性。

現(xiàn)階段，對自動交換光技術(shù)的應(yīng)用，進一步促進了交換網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高效應(yīng)用。具體而言，通過光網(wǎng)絡(luò)層，能夠承載各項業(yè)務(wù)，規(guī)避網(wǎng)絡(luò)升級環(huán)節(jié)存在的限制因素，有利于滿足不同用戶的需求。從特征方面看，自動交換光技術(shù)的應(yīng)用，有利于各項網(wǎng)絡(luò)資源的配置，擴增不同帶寬服務(wù)條件下服務(wù)品質(zhì)。同時，在網(wǎng)絡(luò)安全保護方面，通過恢復(fù)機制的設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)可擴展性的拓展，有利于設(shè)備的互操作實踐。而且動態(tài)傳輸效果更好，有利于在高速公路機電設(shè)備運行過程中保障數(shù)據(jù)采集的實時性。而且，在故障診斷方面，通過故障“范例”的數(shù)據(jù)對比，能夠快速識別故障，并根據(jù)故障類型提供相應(yīng)的處理方案及意見。

2.4 技術(shù)發(fā)展趨勢及應(yīng)用

當(dāng)前，散射環(huán)境尚未形成，高速公路機電工程通信系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境相對較好。 隨著物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)工作的推進，正在發(fā)生快速變化。任何一項新技術(shù)應(yīng)用，均能夠輔助通信系統(tǒng)的全面更新。尤其是5G技術(shù)的出現(xiàn)及應(yīng)用，快速推進了高速公路機電工程通信效率、通信方式的轉(zhuǎn)變。從現(xiàn)階段的發(fā)展情況看，專用網(wǎng)絡(luò)的建立將獲得進一步實踐。尤其在區(qū)域網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)，以VPN技術(shù)為主的專用網(wǎng)絡(luò)，將在5G公用網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，獲得快速發(fā)展。這樣，既能夠提升加密通信的能力，也可以使專用網(wǎng)絡(luò)的遠程訪問、遠程維護效率更高。另外，量子計算機的研究及在未來的應(yīng)用，將進一步減少硬件資源的配置，增強軟件資源的功能，從根本上化解通信系統(tǒng)應(yīng)用中的風(fēng)險問題。

3 結(jié)語

總之，現(xiàn)代高速公路機電系統(tǒng)在應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)后，其自動監(jiān)測水平與能力獲得了大幅度提升，并且，在通信技術(shù)大類下，通過各個子類技術(shù)的專門化運用，強化了高速公路機電系統(tǒng)與外部交通運輸場景的聯(lián)動，提高了機電系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)處理速度，全面推進了高速公路由信息化管理向數(shù)據(jù)化管理的轉(zhuǎn)型升級。結(jié)合以上分析，建議在“物聯(lián)網(wǎng)”建設(shè)的新時期，積極增強不同通信技術(shù)在高速公路機電系統(tǒng)中的專門化應(yīng)用研究，進而促進高速公路管理業(yè)務(wù)的專業(yè)化分工，為后續(xù)的高效化管理與系統(tǒng)性聯(lián)動奠定技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻

[1] 荊銘.高速公路機電工程施工質(zhì)量的控制策略[J].設(shè)備管理與維修，2021，12（2）：129-131.

[2] 李清.新建高速公路機電系統(tǒng)工程建設(shè)與管理養(yǎng)護探討[J].科學(xué)與信息化，2021，5（4）：147-148.

[3] 秦哲.淺析高速公路機電工程供配電施工技術(shù)[J].居業(yè)，2021，14（1）：84-85.

[4] 岳躍松.高速公路機電工程中監(jiān)理工作的重要性探索[J].寫真地理，2021，19（3）：266-267.

[5] 鄔迪.高速公路隧道機電系統(tǒng)安裝工程施工探析[J].建筑與裝飾，2020，20（5）：149-151.