公路交通機電通信技術的應用

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摘要：高速公路機電通信系統對高速公路的運行情況與各項服務實施全方位監督，有效確保高速公路全線路的高效運行。首先闡述了高速公路機電通信系統的構成與主要功能，在此基礎上對自動交換光網絡技術、分組傳送網技術、ATMoverSDH技術進行研究，給出了GPRS無線通信技術、ITS通信技術在高速公路機電系統中的應用。高速公路交通機電通信技術的應用使得高速公路向著智能化、安全化、規范化、高效化的方向發展，提升了高速公路的運行質量和效率。

關鍵詞：公路交通；機電通信技術；自動交換光網絡技術

高速公路是專供汽車高速行駛的公路，是一個國家現代化交通程度的重要衡量指標。高速公路的快速發展和當前工業化、城市化的發展相匹配，直接影響了國民經濟和交通運輸業的發展。作為國家重要的交通系統，確保高速公路的可靠安全運行至關重要，其中機電通信系統在高速公路運行中起到了至關重要的作用。機電通信系統安裝在高速公路上，對高速公路的運行狀況實施監測，維護高速公路的道路行車安全。高速公路運行過程中所產生的數據、圖像、音頻等信息都是借助于機電通信系統來完成的，通過機電通信系統能夠更加方便高速公路上不同部門之間的溝通交流，更好地服務于高速公路的運轉。伴隨著越來越多的機電系統應用于高速公路中，這使得現代通信技術在高速公路中的應用受到了更高程度的重視[1]。在高速公路上機電通信系統建設日益增多，各種機電通信技術應用越來越廣泛，有效地促進了高速公路的快速發展。

1高速公路機電通信系統構成及功能

1.1高速公路機電通信系統構成

高速公路作為汽車高速行駛的專用道路，通過機電裝備對高速公路的實時運行狀態進行監測，從而做出科學的管理，更好地服務于高速公路的運轉。高速公路機電通信系統是服務于高速公路運行的各種類型的機電工程，為高速公路的科學、高效管理提供圖像信息、語音信息、數據信息等，圖1為高速公路機電通信系統架構[2]。高速公路機電通信系統由三部分組成，分別為硬件部分、軟件部分、數據傳輸部分。高速公路機電通信系統的硬件部分包括電源、接入網和交換系統三部分，電源選擇標準的220V交流電源。由于網絡設備的電源主要是48V的直流電源，同時高速公路機電通信設備工作環境比較復雜、多變，因此要考慮耐久性、通電量等要求。硬件設備接入網是為了確保中心網絡和用戶終端之間的通信，其作為整個通信系統的聯合設施，主要是負責處理各種通信業務。硬件設備交換系統包括接入段、車輛計費設備等，在高速公路的管理中發揮著至關重要的作用。軟件系統主要是負責機電設備的故障檢測、故障的區段定位等，滿足高速公路機電通信系統的維修、通信、功能升級等方面的需要。軟件部分包含電路管理功能模塊、用戶管理模塊等，同時對相應的功能實施檢測，確保整個機電通信系統的安全運行。數據傳輸部分包括模擬傳輸、光線傳輸、電纜傳輸等不同的傳輸形式，在不同的數據傳輸環境下，考慮數據傳輸的實際需求，選擇不同的數據傳輸形式，展現不同數據傳輸形式自身的優勢所在。發送端。

1.2高速公路機電通信系統功能

高速公路機電通信系統主要包括數據、聲音、視頻三類內容的服務功能，通過三類內容的處理與傳送，更好地實現對高速公路運行的管理，及時發現高速公路在運行過程中潛在的風險，避免重大交通安全事故的發生[3]。伴隨著計算機網絡通信技術的快速發展，高速公路機電通信系統強大的功能可以支持系統內各種要素的管理與高效配置。另外，為了避免來自外部黑客的攻擊，高速公路機電通信系統可以實現通信系統和外部網絡的有效隔離，及時檢測出機電系統中潛在的風險，為確保高速公路的安全順利運行提供強有力的保障。在高速公路上安裝的各種機電通信設備，其目的是對高速公路的運行狀況進行監督，同時實現智能化、高效化的服務，為高速收費提供技術性支持，確保高速公路順利運行。高速公路機電通信設備能夠實現對各類信息的自動化、智能化采集與傳輸，數據信息不僅包含文本和數字信息，同時還包含靜態圖像和動態視頻信息，通過各類信息的傳輸來實現信息的交換。借助于高速公路機電通信系統，使得高速公路在運行過程中的各類信息傳遞更加暢通，運行的效率大大提升，這不僅產生了良好的社會效果，同時也將帶來可觀的經濟效益。

2高速公路機電工程通信技術

2.1自動交換光網絡技術

自動交換光網絡技術（ASON）是為了更好地適應數據業務的快速增長而提出來的，在城域傳送網中具有十分明顯的優勢。ASON支持永久連接、交換連接、軟永久連接三種類型的連接，更好地滿足不同網絡的通信技術需求，其網絡結構如圖2所示。伴隨著高速公路的快速發展，高速公路在運行中產生的數據量越來越大，機電通信系統將光纜作為路由能夠有效擴大機電通信系統的功能。ASON應用于高速公路機電通信系統中使得機電通信系統對各種信息的處理速度加快，處理能力加強，通過各種數據信息的處理來及時解決發現的問題。ASON技術的應用可以使得各種故障排除實現自動化，這大大提升了勞動力資源，同時提高了各類故障排查的質量和效率。伴隨著我國高速公路的快速建設和發展，ASON技術的應用越來越廣泛，這使得對高速公路各類信息的處理模式更加完善，提升了機電通信系統的擴展能力，使得其具備自動探索的能力，及時發現存在的各種問題。

2.2分組傳送網技術

分組傳送網技術（PNT）是面向分組，支持傳送平臺基礎特性的新一代傳送平臺，分組與傳送是兩個最為重要的特性。對于高速公路機電通信系統而言，充分地發揮傳輸介質的重要作用必須建立相對應的傳輸介質。PNT的網絡定位是構建新的傳送網絡體系架構，其不僅可以包含傳統語音信息處理的業務結構，同時還具備各類信息的統一化處理平臺，從而更為經濟的支持大容量信息處理業務的實際應用。高速公路機電系統數據包傳輸網絡技術的應用是對各種類型數據包服務的有效應用，這對其他服務的有效實施也發揮著至關重要的作用。分組傳送網技術在高速公路機電系統中的應用使得各類數據信息處理具有更高的靈活性，但是對于運用空間也具有更高的要求。分組傳送網技術在高速公路機電系統中的應用必須遵循對應的標準，這樣才能確保整個高速公路機電系統的配置最大程度地發揮其性能。另外，PNT的應用可以實現高速公路運行各類信息的自動交換，成本低、交換方便且安全。

2.3ATMoverSDH技術

異步轉送模式（ATM）是基于快速分組交換的傳送技術，具有很大的靈活性，可以適用于不同速率、不同實發程度以及不同實時要求的業務需求，是當前通信行業的主流技術。同步數字體系（SDH）是為了更好地滿足不同速率數字信號的傳輸所提供的對應等級的信息結構，包含復用方法、映射方法、相關同步方法等。ATMoverSDH應用于高速公路機電系統中，在ATM信息的傳輸過程中可以當作SDH來發揮其應有的作用，其結構布局如圖3所示。由于同步數字體系具有穩定性好、信息傳送容量大等優點，這使得該技術在各行各業中得到十分重要且廣泛的應用。將ATM和SDH進行組合，獲得ATMoverSDH技術，并應用于高速公路機電系統信息傳輸中可以使機電系統各類信息傳輸的速率大大提高，同時也能夠使各類信息傳輸的成本大大降低。

3高速公路機電系統中通信技術的應用

3.1GPRS無線通信技術在高速公路機電系統中的應用

高速公路屬于高等級公路，是汽車高速行駛的道路，與普通公路相比，高速公路具有安全、高效、便捷等特點，在當前快節奏的社會中發揮著至關重要的作用。高速公路在實際的運行實踐過程中，車流量比較大，這也很容易出現在高速公路上堵車的現象，同時也會造成巨大的安全隱患，高速公路的優勢被大大削弱。為了充分發揮高速公路的優勢，必須在高速公路上建立交通指揮監控系統，消除高速公路在運行實踐中的安全隱患，確保高速公路更加暢通。從這個角度講，高速公路的機電通信監控系統對高速公路的安全運行就變得至關重要。傳統的機電通信監控系統受技術因素的影響監控不到位，伴隨著通信技術的快速發展，GPRS無線通信技術得到了廣泛的關注[4]。GPRS無線通信技術具有費用低、可移動、簡單高速、不易受外界氣候因素影響等優勢，在高速公路機電系統中得到了越來越廣泛的應用。

3.2ITS通信技術在高速公路機電系統中的應用

ITS是智能交通中的信息與通信技術，完整的ITS系統由交通信息采集、交通狀況監視、交通控制、信息發布、通信傳輸五大系統所組成。ITS通信技術被應用于高速公路機電系統中，主要是ETC、閉路電視監控等方面。ITS通信技術有效地將電子控制技術與計算機處理技術相結合，在實際的高速公路運行中使用能夠大大提升工作效率和工作質量[5]。例如，采用ETC，司機實現不用停車等待，直接結算出收費站，ETC系統自動實現高速公路收費，這不僅避免了司機在出高速時的等待，節約了司機的開車時間，同時也降低了高速公路在運行時的人力成本，實現了高速公路運行的自動化。另外，ITS通信技術在高速公路機電系統中的應用，能夠為司乘人員提供導航與相關的實時信息，使司乘人員在高速公路上行駛更加安全，交通通行效率也會大大提升。

4結語

高速公路在國家工業化和城市現代化中發揮著至關重要的作用，機電通信技術的快速發展有效帶動了高速公路向著現代化、智能化的方向發展，在高速公路建設過程中有效地應用機電通信技術是行業發展的必然。本文分析了高速公路機電通信系統的構成，指出高速公路機電通信系統的主要功能是數據、聲音、視頻三類內容的服務。高速公路機電工程通信技術主要包括自動交換光網絡技術、分組傳送網技術、ATMoverSDH技術，同時分析了GPRS無線通信技術、ITS通信技術在高速公路機電系統中的應用，對進一步推動高速公路機電通信技術的推廣與應用具有一定的參考價值。

參考文獻：

[1]楊敏.高速公路機電工程通信系統技術及應用分析[J].中國新通信，2021（7）：18-19.

[2]于小鵬.機電工程通信系統在高速公路中的應用[J].交通世界，2020（35）：155-156.

[3]陳飛.高速公路機電工程通信系統技術應用[J].城市建設理論研究，2018（17）：186.

[4]靳瑋.高速公路機電工程通信系統的發展及其新技術的實踐應用研究[J].數據通信，2021（4）：52-54.

[5]高吉鵬.現代通信技術在高速公路機電系統中的應用[J].中華建設，2021（2）：155-157.

作者：朱志方 單位：福建省交通科研院有限公司