朱珍學(xué)

（貴州橋梁建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司,貴州 貴陽 550001）

0 引言

互聯(lián)網(wǎng)、5G通信、光電技術(shù)的綜合運(yùn)用，使公路項(xiàng)目的機(jī)電通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)路面監(jiān)控、車輛管理、收費(fèi)管理，并提高高速公路運(yùn)行暢通效率[1]?，F(xiàn)階段，隨著科技發(fā)展和經(jīng)濟(jì)進(jìn)步，我國高速公路里程不斷增加，出行便捷度明顯增強(qiáng)，對(duì)機(jī)電通信系統(tǒng)的功能要求越來越高，現(xiàn)行系統(tǒng)應(yīng)用中的一系列問題，需采取技術(shù)革新的方式加以改善。

1 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)組成及主要內(nèi)容功能

通信系統(tǒng)是公路工程平穩(wěn)運(yùn)行的核心內(nèi)容之一。它以信息傳遞為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)過往車輛的安全控制與科學(xué)管理。為提高高速公路機(jī)電工程系統(tǒng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性，完成工程后，通信系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)要分別接受性能測(cè)試[2]。在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中，通訊系統(tǒng)是以太網(wǎng)技術(shù)、SDH光傳送技術(shù)為核心，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)、圖像、語音信息的精準(zhǔn)識(shí)別與管控，從而提高高速公路運(yùn)行的穩(wěn)定性。寬帶大、兼容性強(qiáng)是以太網(wǎng)的主要特征，千兆以太網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用后，可實(shí)現(xiàn)圖像、語音、視頻數(shù)據(jù)的快速傳輸。高速公路收費(fèi)站收費(fèi)系統(tǒng)，采用以太網(wǎng)接口和SDH光傳輸系統(tǒng)提高了運(yùn)行穩(wěn)定性，工作效率明顯提高，通過監(jiān)控系統(tǒng)、收費(fèi)系統(tǒng)、終端設(shè)備與光纖線路的協(xié)調(diào)完成了快速信息傳輸。高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)包括軟件、硬件和數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。

1.1 系統(tǒng)硬件

機(jī)電通訊系統(tǒng)的硬件主要由電源、接入網(wǎng)、應(yīng)急電話、交換系統(tǒng)四大部分組成。電力系統(tǒng)的主要部件是220 V的電壓，作為高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)供電設(shè)備。接入網(wǎng)則以中心網(wǎng)絡(luò)與周邊網(wǎng)絡(luò)作為連接橋梁，實(shí)現(xiàn)通信業(yè)務(wù)的同步協(xié)調(diào)，其最核心部分為光線路終端。交換系統(tǒng)以符合V5協(xié)議的局域網(wǎng)為基礎(chǔ)，通過模擬中繼線路的方式進(jìn)行連接，而應(yīng)急電話系統(tǒng)可為高速公路突發(fā)狀況提供及時(shí)通信，為事故處置、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度提供便利。

1.2 系統(tǒng)軟件

機(jī)電通訊系統(tǒng)的軟件由電源、接入網(wǎng)、應(yīng)急電話、交換系統(tǒng)四大部分組成。系統(tǒng)軟件是以硬件作為基礎(chǔ)的。系統(tǒng)軟件包括安全維護(hù)、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、事故報(bào)警、資源配置等模塊，通過軟件設(shè)置實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)功能。上述軟件的系統(tǒng)運(yùn)行為通信系統(tǒng)的穩(wěn)定提供了保障，并滿足了相關(guān)運(yùn)行功能的需求[3]。

1.3 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

在高速公路機(jī)電通訊中，數(shù)據(jù)傳輸是整個(gè)通信系統(tǒng)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(jìn)行數(shù)據(jù)的傳輸，而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(shù)數(shù)據(jù)資料，表1為高速公路機(jī)電通訊系統(tǒng)的基本組成內(nèi)容。

表1 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成表

1.4 通信系統(tǒng)主要功能

（1）業(yè)務(wù)電話。通訊系統(tǒng)的重要組成部分，各部門業(yè)務(wù)聯(lián)系的常用手段，可實(shí)現(xiàn)公網(wǎng)、內(nèi)網(wǎng)間信息傳遞，為資源共享奠定基礎(chǔ)。

（2）主干線傳輸?？稍诰钟蚓W(wǎng)、長(zhǎng)途網(wǎng)實(shí)現(xiàn)信息傳遞、數(shù)據(jù)傳輸，主要由交通通信網(wǎng)主干線組成，在道路交管部門信息傳輸中應(yīng)用廣泛。

（3）緊急電話。內(nèi)部專用，多用于呼救、緊急救援等警情。

（4）指令電話。可分為無線電話、有線電話兩種，用于交通管理和調(diào)度指揮，包括選呼、全呼、組呼三種功能模式。

（5）數(shù)據(jù)與圖像傳輸，包括收費(fèi)系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、視頻傳輸系統(tǒng)等，可實(shí)現(xiàn)畫面實(shí)時(shí)電視呈現(xiàn)，具備交通監(jiān)視能力[4]。

（6）廣播。包括道路信息廣播、交通廣播。

（7）通信電源及管道。電源系統(tǒng)包括直流電、交流電、機(jī)房系統(tǒng)；通信管道包括HDPP管道和HDPP硅管。

2 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的現(xiàn)存問題

機(jī)電通信系統(tǒng)在高速公路發(fā)展歷程中逐步改善，從應(yīng)用效果的角度分析，高速公路工程機(jī)電通信系統(tǒng)仍然存在一些缺陷，具體包括以下幾個(gè)主要方面：

（1）許多高速公路采用了多個(gè)分區(qū)的運(yùn)營(yíng)方式，其中機(jī)電通訊系統(tǒng)的配置與實(shí)際應(yīng)用不匹配，制約了其正常運(yùn)行。

（2）不同高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)由于運(yùn)營(yíng)體制、管理模式等因素的影響，機(jī)電通信設(shè)備規(guī)格、類型、數(shù)據(jù)、運(yùn)行模式等內(nèi)容各異，因各高速公路的數(shù)據(jù)資源難以共享，阻礙了網(wǎng)絡(luò)的普及，與信息化的初衷背道而馳[5]。

（3）部分地區(qū)未嚴(yán)格執(zhí)行行業(yè)政策的有關(guān)規(guī)定，機(jī)電通信的建設(shè)、維護(hù)、運(yùn)行環(huán)節(jié)還存在一定弊端，管理體制還存在不健全的情況，對(duì)機(jī)電通信系統(tǒng)的持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了消極影響。

（4）網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性關(guān)系到機(jī)電通信系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，決定高速公路安全性。高速公路系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)異?；蜻B接不通暢，將會(huì)對(duì)機(jī)電通信系統(tǒng)后期養(yǎng)護(hù)產(chǎn)生干擾。

3 不斷完善高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的策略

3.1 采用新技術(shù)

自動(dòng)交換光網(wǎng)技術(shù)：它是基于光傳輸網(wǎng)的技術(shù)，并由平面控制來實(shí)現(xiàn)智能化管理，按照網(wǎng)絡(luò)資源需求，進(jìn)行合理分配。高速公路項(xiàng)目建設(shè)初期排查時(shí)，應(yīng)用該技術(shù)可以快速摸查以發(fā)現(xiàn)問題，通過問題分析與處置，促進(jìn)系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，改善系統(tǒng)通暢度。實(shí)際應(yīng)用過程中，借助自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)資源升級(jí)，為自動(dòng)化數(shù)據(jù)資源轉(zhuǎn)移提供技術(shù)支持，提高業(yè)務(wù)效率[6]。

分組傳送網(wǎng)技術(shù)：分組傳送網(wǎng)也被稱為分組轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)，具備自動(dòng)調(diào)節(jié)能力強(qiáng)的特點(diǎn)，基于分組傳輸操作特點(diǎn)，利用網(wǎng)絡(luò)地址下面的傳送媒體進(jìn)行相應(yīng)處理。由于分組傳輸網(wǎng)絡(luò)具有很大的運(yùn)行空間，會(huì)對(duì)高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)性能與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生直接影響，擁有相對(duì)較高的安全性，與傳統(tǒng)光纖傳輸技術(shù)相比，數(shù)據(jù)安全性更好且傳輸質(zhì)量更高，是目前通信技術(shù)中使用最多、成本最低的一種技術(shù)。

3.2 完善高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)對(duì)策

3.2.1 提高網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的技術(shù)水平

互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)是公路工程機(jī)電通信系統(tǒng)的基礎(chǔ)之一，網(wǎng)絡(luò)暢通才能確保高速公路通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)順利處置，提高網(wǎng)絡(luò)通暢度是改善高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)運(yùn)行效率的關(guān)鍵。故此，需進(jìn)一步完善網(wǎng)絡(luò)體系，充分發(fā)揮技術(shù)優(yōu)勢(shì)，切實(shí)提高網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行水平和處置速率，為高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。目前，我國尚未形成相對(duì)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，在實(shí)踐中需結(jié)合高速公路項(xiàng)目特點(diǎn)進(jìn)行投資匹配，切實(shí)改善資源利用率，提高網(wǎng)絡(luò)安全性，提速增效的同時(shí)以內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)方式組網(wǎng)，確保業(yè)務(wù)安全。

3.2.2 做好保養(yǎng)及維修等基礎(chǔ)工作

機(jī)電設(shè)備的性能直接關(guān)系到高速公路的運(yùn)營(yíng)效益，維護(hù)工作的及時(shí)與否，將會(huì)對(duì)設(shè)備效能產(chǎn)生重要影響[7]。

（1）日常業(yè)務(wù)管理環(huán)節(jié)，需加強(qiáng)機(jī)電設(shè)備維保，堅(jiān)持科學(xué)管理理念，優(yōu)化管理策略，推出規(guī)范的維保制度并嚴(yán)格落實(shí)，明確維保人員責(zé)任，督促落實(shí)并加強(qiáng)監(jiān)督考核。

（2）通過動(dòng)態(tài)跟蹤監(jiān)控機(jī)電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)異常值及時(shí)分析誘因并加以處置，以確保系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，制定防范方案避免此類問題再次出現(xiàn)，切實(shí)改善機(jī)電通信系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)安全[8]。

（3）加強(qiáng)業(yè)務(wù)人員培訓(xùn)與定期考核，切實(shí)改善維保人員綜合素養(yǎng)，提高從業(yè)人員專業(yè)水平，通過技術(shù)水平提高為維保工作質(zhì)量提升奠定基礎(chǔ)，為快速應(yīng)對(duì)和科學(xué)處置突發(fā)狀況創(chuàng)造條件。

3.2.3 采用集中管理模式

以集約經(jīng)營(yíng)的方式，提高高速公路機(jī)電通訊的運(yùn)營(yíng)管理水平，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)、收費(fèi)信息的同步上傳，以通信系統(tǒng)功能完成數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)，接收相關(guān)數(shù)據(jù)后根據(jù)實(shí)際需求發(fā)送至用戶完成反饋工作，形成以光纖數(shù)據(jù)傳輸為基礎(chǔ)的多媒體數(shù)據(jù)傳送體系。詳情如圖1所示。

圖1 集中管理系統(tǒng)

數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)建設(shè)是高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的發(fā)展方向，現(xiàn)階段業(yè)務(wù)接口非標(biāo)問題成為影響其建設(shè)水平的關(guān)鍵，可通過同步數(shù)據(jù)體系技術(shù)革新的方式加以解決。業(yè)務(wù)處置過程中，以集中管理模式的營(yíng)業(yè)為降低系統(tǒng)運(yùn)維、改善系統(tǒng)成效、提高業(yè)務(wù)效率提供保障。與此同時(shí)，通過GIS、GPS、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，搭建多功能通信平臺(tái)，滿足視頻會(huì)議、網(wǎng)絡(luò)辦公、可視通話、視頻監(jiān)控的功能需求，擴(kuò)展機(jī)電通信系統(tǒng)能力，滿足多元化需求[9]。

3.2.4 采用公路機(jī)電系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)方案

高速公路機(jī)電系統(tǒng)的控制功能借助管道設(shè)備和管理實(shí)現(xiàn)，通過交通服務(wù)優(yōu)化確保行車安全，保障高速公路暢通。在技術(shù)革新的同時(shí)，機(jī)電工程應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)展，從電子、信息工程領(lǐng)域逐漸向監(jiān)控、通信、收費(fèi)等領(lǐng)域發(fā)展，光纜數(shù)字化技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、5G通信技術(shù)的推廣使其得到標(biāo)準(zhǔn)化控制，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)共享與實(shí)時(shí)控制。高速公路機(jī)電系統(tǒng)集成部分如下：

（1）用戶界面。借助標(biāo)準(zhǔn)化界面進(jìn)行用戶界面管理，按照實(shí)際需求應(yīng)用軟件，通過子系統(tǒng)完成業(yè)務(wù)處置。

（2）信息與數(shù)據(jù)。協(xié)調(diào)監(jiān)控、收費(fèi)、通信數(shù)據(jù)，綜合分析后加以調(diào)節(jié)、反饋，生成集成化格式，確保存儲(chǔ)規(guī)范，為資源、信息共享提供保障。

（3）業(yè)務(wù)流程。在數(shù)據(jù)共享基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)同類型業(yè)務(wù)整合，集成控制系統(tǒng)用戶信息，便于數(shù)據(jù)資源讀取與后續(xù)處置[10]。

（4）函數(shù)集成。對(duì)子系統(tǒng)單獨(dú)設(shè)計(jì)與規(guī)劃，整合相關(guān)信息提高系統(tǒng)整體性，借助Web Service技術(shù)、遠(yuǎn)程系統(tǒng)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的聯(lián)合應(yīng)用，為系統(tǒng)高效運(yùn)行和高速公路穩(wěn)定創(chuàng)造條件。目前，基于高速公路機(jī)電系統(tǒng)運(yùn)行特征發(fā)現(xiàn)其不足，結(jié)合市場(chǎng)需求提出相對(duì)科學(xué)的集成設(shè)計(jì)方案。詳細(xì)情況如圖2所示：

圖2 公路機(jī)電系統(tǒng)集成設(shè)計(jì)方案

4 結(jié)語

綜上所述，作為高速公路機(jī)電系統(tǒng)的重要組成部分，通信系統(tǒng)的作用不容忽視，其在數(shù)據(jù)傳輸、實(shí)時(shí)監(jiān)控等方面發(fā)揮重要作用?；诂F(xiàn)階段高速公路機(jī)電工程通信系統(tǒng)工作特點(diǎn)，了解機(jī)電通信系統(tǒng)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，為確保高速公路平穩(wěn)、安全運(yùn)行，需查找系統(tǒng)不足，明確潛在問題及其成因，通過采用先進(jìn)的通訊技術(shù)來彌補(bǔ)缺陷，為高速公路的機(jī)電通訊優(yōu)化設(shè)計(jì)提供保證，從而有效地改善高速公路的安全性。