牛詩劍

（山西諾信交通建設(shè)工程有限公司,山西 太原 030000）

0 引言

在最近幾年中，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)水平呈現(xiàn)不斷快速上升趨勢，有效推動(dòng)了我國高速公路行業(yè)的快速發(fā)展。機(jī)電通信系統(tǒng)在我國高速公路管理系統(tǒng)中發(fā)揮著重要的中樞神經(jīng)作用[1]。在高速公路中安裝機(jī)電通信系統(tǒng)，可為高速公路的收費(fèi)、監(jiān)控等系統(tǒng)提供圖像信息傳輸通道、語言數(shù)據(jù)等，以保證高速公路高效、安全、通暢運(yùn)營[2]。目前，我國已取消高速公路省界收費(fèi)站，在這種發(fā)展背景下，需通信系統(tǒng)為高速公路收費(fèi)、監(jiān)控等系統(tǒng)帶來更為直接、多元、穩(wěn)定的傳輸通道。鑒于此，該文就高速公路機(jī)電系統(tǒng)中現(xiàn)代通信技術(shù)的運(yùn)用展開了探討，以供大家參考。

1 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)簡析

高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)是由系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)硬件、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)這3大部分共同構(gòu)成的，具體如圖1所示。

圖1 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的構(gòu)成

1.1 系統(tǒng)軟件

在高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)軟件是由安全維護(hù)、事故警告、資源管理等構(gòu)成的。盡管不同的高速公路工程會(huì)根據(jù)自身的實(shí)際情況選用不同構(gòu)成的系統(tǒng)軟件，但是存在一個(gè)共同點(diǎn)，即在進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)適應(yīng)系統(tǒng)硬件，并可連接局域網(wǎng)與用戶網(wǎng)[3]。

1.2 系統(tǒng)硬件

在高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)硬件由接入網(wǎng)、機(jī)電通信系統(tǒng)、交換系統(tǒng)、電源等構(gòu)成。第一，電源。高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)常使用220 V的交流電，故在設(shè)計(jì)中應(yīng)選用220 V的電源。一般情況下，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要選用48 V直流電的電源。第二，接入網(wǎng)。通過利用接入網(wǎng)，可連接用戶與通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，以接入網(wǎng)OTL為例，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，合理使用接入網(wǎng)OTL，可處理獨(dú)立局域網(wǎng)中的通信業(yè)務(wù)。第三，機(jī)電通信系統(tǒng)。在高速公路中開展救援活動(dòng)過程中，機(jī)電通信系統(tǒng)發(fā)揮著重要作用，故應(yīng)合理設(shè)計(jì)機(jī)電通信系統(tǒng)，選用性能良好、質(zhì)量高的管線與電纜，提高機(jī)電通信系統(tǒng)使用的可靠性。

1.3 數(shù)據(jù)傳輸

在高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)中，采用音頻話路傳輸、模擬傳輸、電纜傳輸?shù)榷喾N方式，均可傳輸數(shù)據(jù)。因這些傳輸方式各具自身的特點(diǎn)，存在很多不同之處，所以在利用音頻話路、電纜傳輸?shù)确绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)傳播時(shí)，應(yīng)全程監(jiān)控系統(tǒng)。一般情況下，常采用模擬傳輸方式監(jiān)控外場，故光纖傳輸只起到輔助作用，而非主導(dǎo)作用。鑒于此，由于各種數(shù)據(jù)傳輸方式具有不同的特點(diǎn)，為充分發(fā)揮這些數(shù)據(jù)傳輸方式的優(yōu)勢特點(diǎn)，在高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)熟悉與掌握各種不同的數(shù)據(jù)傳輸方式[4]。

2 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)分析

2.1 分組傳送網(wǎng)技術(shù)

為滿足分組業(yè)務(wù)流量的統(tǒng)計(jì)復(fù)用傳送與突發(fā)性要求，常選用分組傳送網(wǎng)技術(shù)（PTN技術(shù)）。在底層光傳輸媒介、IP業(yè)務(wù)二者之間設(shè)置1個(gè)層面，在不影響高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的條件下，可擴(kuò)大自我操控空間。與自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相比，分組傳送網(wǎng)技術(shù)具有實(shí)用、可靠、投入成本低等多種優(yōu)勢特點(diǎn)。

2.2 自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在我國高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)中，自動(dòng)交換光技術(shù)是一種常見的技術(shù)。第一，使用自動(dòng)交換光技術(shù)，可減少故障問題的搜索時(shí)間，快速排查高速公路中產(chǎn)生的各種故障問題，可顯著提升高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的運(yùn)行效率。第二，自動(dòng)交換光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，具有十分強(qiáng)的信息篩選能力，可管理機(jī)電通信系統(tǒng)的故障問題，提高機(jī)電通信系統(tǒng)的安全性。第三，自動(dòng)交換光技術(shù)具有較強(qiáng)的拓?fù)淠芰εc較高的自動(dòng)化能力，可拓?fù)涞骄W(wǎng)絡(luò)中具有使用價(jià)值的資源，從而及時(shí)、主動(dòng)查找到機(jī)電通信系統(tǒng)中存在的各種故障問題，但是在使用這種技術(shù)時(shí)，需設(shè)置一定數(shù)量的數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)與光纜路由出口[5]。

2.3 ATM OVER SDH技術(shù)

SDH具有信息傳輸量大、穩(wěn)定性強(qiáng)等多種優(yōu)勢特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于多個(gè)行業(yè)領(lǐng)域中。而在高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)中，使用ATM OVER SDH技術(shù)，可借用SDH傳送大量的ATM信息，并優(yōu)化機(jī)電通信系統(tǒng)的使用性能，減小信息傳輸成本，提高信息的傳輸速度。在互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)組網(wǎng)中，ATM OVER SDH技術(shù)具有非常好的發(fā)展前景，在高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)中，該技術(shù)的發(fā)展前景也是非常好的。

2.4 RPR通信技術(shù)

RPR是一種綜合服務(wù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，該技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)為異步傳輸與Ethernet技術(shù)。一般來說，RPR屬于地址處理層，在環(huán)形服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中常采用RPR地址處理層，圍繞信息數(shù)據(jù)中心構(gòu)建城域服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，可幫助運(yùn)營商快速檢測故障問題。在環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，可使用RPR通信技術(shù)，即便光纖斷開，也可快速恢復(fù)正常，并且還具有成本低、簡單、數(shù)據(jù)傳輸速度快等特點(diǎn)。在RPR通信技術(shù)中，主要采用分組交換點(diǎn)構(gòu)成的環(huán)形結(jié)構(gòu)，一般采用光纖連接各節(jié)點(diǎn)；在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，主要利用方向相反的外環(huán)與內(nèi)環(huán)傳輸數(shù)據(jù)信息[6]。一般來說，RPR通信技術(shù)的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在空間可復(fù)用、提高帶寬使用率、開展電信保護(hù)、使用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)等方面。

2.5 DWDM技術(shù)

高速公路通信系統(tǒng)十分復(fù)雜，故常需使用DWDM技術(shù)來支撐其正常運(yùn)作。為確保光纖的傳輸效果，需利用DWDM技術(shù)充分融合光纖通信中復(fù)雜的信息數(shù)據(jù)，并在源節(jié)點(diǎn)和目標(biāo)點(diǎn)之間設(shè)置多個(gè)虛擬光纖。通過利用DWDM技術(shù)，在較短時(shí)間中，1根光纖可傳輸8路視頻信息數(shù)據(jù)或4對雙向信息數(shù)據(jù)，并且可快速提高信息數(shù)據(jù)傳輸速度，使其達(dá)到23 G/h，1根光纖可以8 T/s速度來傳輸信息數(shù)據(jù)。在DWDM信息網(wǎng)絡(luò)中，可采用數(shù)字信息數(shù)據(jù)網(wǎng)、以太網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)信息，信息數(shù)據(jù)傳輸流量可達(dá)到2.8 G/h，能快速滿足客戶的帶寬要求。DWDM技術(shù)具有自愈恢復(fù)功能與環(huán)路保護(hù)功能，并且其整體組網(wǎng)模式具有靈活、簡單等特點(diǎn)。但是DWDM技術(shù)也存在一些缺陷，在傳輸業(yè)務(wù)過程中，DWDM技術(shù)呈透明狀，同一個(gè)波長僅可提供1種業(yè)務(wù)，信息數(shù)據(jù)的封裝缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，信息數(shù)據(jù)的保護(hù)能力較差，故在低速場合中，可采用DWDM技術(shù)。此外，與其他同步數(shù)字相比，DWDM技術(shù)不具備價(jià)格優(yōu)勢，通過對多個(gè)影響因素進(jìn)行分析后，若某種場合具有較大的擴(kuò)容需求與跨平臺(tái)信息數(shù)據(jù)共享需求，網(wǎng)絡(luò)安全要求高，也可采用DWDM技術(shù)[7]。

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

3.1 數(shù)字地圖技術(shù)

目前，我國已經(jīng)進(jìn)入數(shù)字化社會(huì)，各行各業(yè)正在廣泛使用數(shù)據(jù)技術(shù)來處理各種數(shù)據(jù)信息，尤其是數(shù)字地圖技術(shù)。在國外發(fā)達(dá)國家中，數(shù)字地圖技術(shù)的發(fā)展時(shí)間相對較長，發(fā)展較成熟，現(xiàn)已被廣泛運(yùn)用在各行各業(yè)中，相比之下，國內(nèi)數(shù)字地圖技術(shù)的發(fā)展時(shí)間就較短，尚不成熟，尚未深入研究高速公路中的數(shù)字地圖技術(shù)，無法充分發(fā)揮出數(shù)字地圖技術(shù)的指向性功能。

3.2 GPRS無線通信技術(shù)

在我國公路網(wǎng)體系中，高速公路屬于高等級公路，具有方便、高效、安全等特點(diǎn)，便于人們出行。但是，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度越來越快，車流量呈不斷上升趨勢，導(dǎo)致高速公路交通堵塞問題變得愈加嚴(yán)峻，相應(yīng)地，交通安全隱患問題發(fā)生率呈不斷上升趨勢。為解決以上問題，提高高速公路的行車安全性，有必要構(gòu)建完善的高速公路交通指揮監(jiān)控系統(tǒng)。在過去，因受到多種影響因素的限制，監(jiān)控系統(tǒng)尚不完善，存在較多問題。在最近幾年中，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，出現(xiàn)了GPRS無線通信技術(shù)。與傳統(tǒng)有線通信技術(shù)比較，GPRS無線通信技術(shù)具有更多優(yōu)點(diǎn)，可降低投資成本，加快數(shù)據(jù)信息的傳輸效率[8]。與此同時(shí)，GPRS無線通信技術(shù)并不會(huì)受到外界天氣情況好壞的影響，所以在未來發(fā)展中，GPRS無線通信技術(shù)的發(fā)展前景非常好。

3.3 ITS技術(shù)

在現(xiàn)階段中，ITS是一種先進(jìn)的技術(shù)，在閉路電視監(jiān)控、ETC中常使用ITS技術(shù)。ITS技術(shù)可結(jié)合使用計(jì)算機(jī)處理技術(shù)、現(xiàn)金電子控制技術(shù)等，工作效能非常高，因此，ITS應(yīng)用于公路交通運(yùn)輸管理系統(tǒng)中，能顯著提高系統(tǒng)運(yùn)行效率。此外，駕駛?cè)耸褂肐TS技術(shù)，可及時(shí)、快速地獲取精準(zhǔn)的導(dǎo)航等實(shí)時(shí)信息，提高公路交通的運(yùn)行效率與通車安全。

3.4 RPR

RPR技術(shù)具有使用成本低、快速傳輸數(shù)據(jù)信息等多種優(yōu)點(diǎn)。RPR技術(shù)是一種環(huán)形結(jié)構(gòu)，是由分組交換點(diǎn)組成的，使用光纖來連接各種節(jié)點(diǎn)，可同時(shí)向外環(huán)、內(nèi)環(huán)兩個(gè)方向傳輸數(shù)據(jù)信息。RPR技術(shù)的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在四方面。第一，可重復(fù)利用空間。第二，可進(jìn)行即插即用。第三，可保護(hù)電信，快速提高帶寬的使用率。第四，主要采用統(tǒng)計(jì)復(fù)用技術(shù)等。使用RPR技術(shù)，可迅速恢復(fù)連接斷開或失敗的光纖，非常適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

4 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢

隨著人們出行需求的不斷增加，人們越來越關(guān)注高速公路交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)與發(fā)展。在我國公路交通網(wǎng)絡(luò)中，交通基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)非常重要的組成部分，公路交通的運(yùn)輸狀況深受交通基礎(chǔ)設(shè)施完善狀況的影響。在最近幾年中，為方便各地區(qū)中人們之間的聯(lián)系，我國正在不斷完善與改進(jìn)交通基礎(chǔ)設(shè)施，尤其是機(jī)電通信系統(tǒng)。在未來發(fā)展中，機(jī)電通信系統(tǒng)勢必會(huì)變得更加智能化[9]。

4.1 機(jī)電通信系統(tǒng)變得更加智能化

在最近幾年中，隨著我國科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，出現(xiàn)了越來越多的智能化技術(shù)，進(jìn)一步提高了人們的生活質(zhì)量，相應(yīng)地，我國高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)勢必也會(huì)變得更加智能化，可節(jié)約更多的人力資源。目前，我國的物流行業(yè)在不斷快速發(fā)展，物流交通運(yùn)輸任務(wù)變得越來越多，提高了我國高速公路的管理難度，在這種情況下，通過使用更加智能化的機(jī)電通信系統(tǒng)，可減輕公路工作人員的工作量，更加高質(zhì)量、高效地傳輸數(shù)據(jù)信息。使用智能化的機(jī)電通信系統(tǒng)，可更加精準(zhǔn)、快速地找到故障問題，提高機(jī)電通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

4.2 進(jìn)一步建立健全網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

在當(dāng)下互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代中，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)正在不斷發(fā)展與進(jìn)步，相應(yīng)地，為提高高速公路的管理水平，需對高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及時(shí)地進(jìn)行更新?lián)Q代。為確保高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量，在新的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)使用過程中，還應(yīng)考慮高速公路管理要求、高速公路使用狀態(tài)等多種因素。為避免外泄重要的公路數(shù)據(jù)信息，提高局域網(wǎng)的管理水平，還需進(jìn)一步深入研究與開發(fā)有關(guān)于局域網(wǎng)的技術(shù)。

4.3 高度重視機(jī)電通信系統(tǒng)的檢修工作

在現(xiàn)階段，高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)可自行快速解決系統(tǒng)中常見的故障問題，但該系統(tǒng)卻無法自動(dòng)修復(fù)較嚴(yán)重的故障問題，在這種情況下，就需維修技術(shù)人員來進(jìn)行檢修，常常需要投入較多的人力檢修成本費(fèi)用。而通過合理規(guī)劃設(shè)計(jì)與定期檢修機(jī)電通信系統(tǒng)，可降低人力檢修成本費(fèi)用。但是考慮到機(jī)電通信系統(tǒng)是非常復(fù)雜的，還需要做其他一些工作，這就對機(jī)電通信系統(tǒng)檢修人員提出了嚴(yán)格的專業(yè)要求。第一，機(jī)電通信系統(tǒng)檢修人員應(yīng)預(yù)先制定科學(xué)、合理的預(yù)防方案，除要及時(shí)解決故障問題外，還需要詳細(xì)記錄部分高難度的故障問題。第二，機(jī)電通信系統(tǒng)檢修人員應(yīng)具有較強(qiáng)的檢修技術(shù)能力，可根據(jù)有關(guān)規(guī)定定期巡查機(jī)電通信系統(tǒng)。第三，為快速更換或處理機(jī)電通信系統(tǒng)中的故障部件，需針對易損耗、易發(fā)生故障問題等的部件，構(gòu)建一個(gè)完善的備件庫。第四，為降低高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)故障問題的檢修難度，需做好使用設(shè)備的養(yǎng)護(hù)工作。第五，將高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的檢修工作徹底落實(shí)到人，并明確分工[10]。

5 結(jié)語

綜上所述，在我國高速公路運(yùn)營中，機(jī)電通信系統(tǒng)發(fā)揮著重要的作用，通過做好機(jī)電通信系統(tǒng)的運(yùn)行工作，可保證高速公路的運(yùn)行質(zhì)量，故機(jī)電通信系統(tǒng)運(yùn)行效果的好壞直接影響高速公路的運(yùn)營水平。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)的不斷快速發(fā)展，我國高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)也應(yīng)不斷進(jìn)行自我提高與完善，才能做到與時(shí)俱進(jìn)。