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摘要：连英高速为响应高速公路信息化建设的发展趋势，在隧道机电建设中引进了IP型隧道紧急电话及广播调度系统。光纤型隧道紧急电话与广播系统随着我国信息技术的飞速发展，已逐渐无法满足高速公路信息化建设的需求；IP型隧道紧急电话及广播调度系统继承了光纤型隧道紧急电话与广播系统的可靠性、稳定性、通话成功率高等特点，采用IPAudio?技术及标准开放式通信协议，实现了网络化管理需求，响应了高速公路“集中监控”管理、“大数据”建设需求。
关键词：高速公路隧道，连英高速、紧急电话及广播调度系统、IP型、光纤型
Abstract：In response to the development trend of expressway information construction，Lianying Expressway has introduced IP-type tunnel emergency telephone and broadcast dispatching system in tunnel electromechanical construction. Optical fiber tunnel emergency telephone and broadcasting system With the rapid development of information technology in China，it has gradually failed to meet the needs of highway information construction；IP-type tunnel emergency telephone and broadcast dispatch system inherits the reliability of fiber-optic tunnel emergency telephone and broadcasting system. Features such as sex，stability，and high call success rate. IPAudioTM technology and standard open communication protocol are used to realize network management requirements，responding to the “centralized monitoring” management and “big data” construction needs of expressways.
Keywords： Highway Tunnel，Lianying Expressway，Emergency Telephone and Broadcast Dispatching System，IP Type，Fiber Type
引 言
连英高速对接湘境京珠高速复线，路线起于粤湘交界的凤头岭，与衡临高速和宜凤高速对接，并与清连高速相连，向南经连州、阳山、英德，在连英德江口镇接入广乐高速，全长153公里，全线六车道。连英高速管辖有4条隧道，包括石凹顶隧道、泉湖山隧道、金门隧道、马口排隧道，为上、下行线分离双洞设计。
高速公路采用封闭设计，隧道近乎管道的设计特征，车速快，车辆不断增多，使得高速公路隧道的行车环境复杂。在发生事故时，如果不能及时有效的处理，容易发生事故放大化、伤亡严重化等一系列的连锁情况，严重损害了人民的生命财产安全；因此隧道紧急电话及广播系统的通讯无阻、可靠性、稳定性，是高速公路隧道安全、畅通、优质服务的保障。
1 隧道紧急电话及广播系统需求分析
1.1 隧道环境分析
1）隧道结构特殊
隧道管道外形设计，车道通行受限，车辆只能鱼贯而行，纵向行驶，不能超车，当发生事故时，不易司乘人员逃生；隧道环境中的车辆只有在洞内特设的紧急停车带处才能停车，其余路段一般不许驻车，发生事故时，容易造成堵塞。
2）隧道噪音大
隧道管道外形设计，不利于噪音扩散，车辆发电机、隧道内风机噪音等一系列的噪音交织在一起，对传声设备性能要求很高。
3）信号干扰大
隧道内遍布各种机电设备，这些设备运行过程中，产生大量的干扰信号，对通讯传声设备抗干扰性要求高。
4）隧道环境差
由于隧道施工工艺水平有限，导致隧道内容易出现不同程度的渗水情况，车辆产生的尾气、烟雾及车辆行驶过程中产生的灰尘，大型车辆经过时产生的震动等一系列的因素，要求隧道内机电设备拥有较高的防护等级。
1.2 使用需求分析
当隧道发生事故时，及时有效的处理现场事故，并对后车发出警示信息，是减少事故放大化、伤亡严重化的有效措施。如何保障事故发生时，隧道内的司乘人员可以及时快速把现场事故通知给高速公路管理部门，然后高速公路管理部门根据现场情况，及时做出一系列的处理方案，进而减少事故放大化和伤亡严重化，是高速公路隧道信息化建设急需解决的技术问题。
1.3 技术发展需求
传统的光纤型紧急电话与广播系统存在封闭和兼容性问题，对后期的设备维护更新非常不利。随着网络技术的不断成熟应用，成本低、效率高、受地理分布限制少、可用性与适应性强等优势，推动IP型隧道紧急电话及广播调度系统在保障通讯可靠性基础上不断优化。
2 光纤型隧道紧急电话与广播系统解析
2.1 系统介绍
光纤型隧道紧急电话与广播系统是紧急电话系统与隧道广播系统合用的综合利用系统，共用主控制器、网管和系统软件。在隧道监控中心或隧道管理站设置隧道紧急电话与有线广播系统控制台；在隧道内按200米间隔设置一台紧急电话分机，在每个隧道口设置一台紧急电话分机，传输链路为光纤级连模式。
图1-光纤型隧道紧急电话与广播系统
系统由紧急电话控制台（包括管理计算机、主控制器、接警电话、管理软件、打印机等）、传输光缆、紧急电话分机构成，控制台上值班可另外设置电话机与固定电话公网连接。主控制器是管理计算机与分机之间的桥梁，可实现管理计算机与分机之间的信息、指令互通；主控制器通过配线箱分线端子和通信电缆、光纤通信系统与紧急电话分机连接，并通过RS232口与管理计算机相连，实现信息互通。
2.2 系统分析
光纤型隧道紧急电话与广播系统在我国已有10多年发展历程，我国高速公路已经广泛接受这套系统的建设模式，具有可靠性、稳定性、通话成功率高等特点，得到用户的一致认可，但随着我国信息技术的飞速发展，现有的功能已逐渐无法满足高速公路信息化建设的需求。
1）系统传输结构简单，光纤级联传输，前期投入成本低，但在使用过程中出现二个以上分机故障会造成全线故障；
2）系统为一级管理模式，适合直接管理模式，但高速公路属于多级管理模式，无法满足多级接警需求；
3）传输协议为企业私有协议，安全性高，但不满足现高速公路信息化建设中，不同厂家设备对接、多系统融合、集中监控管理的需求；
4）紧急电话分机传输距离有限，通过光纤+中继器的方式实现传输，需要的光纤资源多；
5）主机容量有限，单个主机不超过256个紧急电话分机和功放；
6）系统需要厂家专业人士调试维护，不便于后期维护；
7）产品虽然在不断的更新换代，但整体技术水平还偏低，光纤型紧急电话还属于10多年前的技术产品，是光纤电话的改良版本，技术局限性大；
8）广播音源需外接设备，如（CD、卡座、数字调谐器等），现如今工作电脑已基本能满足这些音源的提供；
9）紧急电话与广播系统二合一，紧急电话故障会影响广播功能，广播受到紧急电话传输限制，带宽有限。
3 IP型隧道紧急电话及广播调度系统解析
3.1 系统介绍
IP型隧道紧急电话及广播调度系统继承光纤型隧道紧急电话与广播系统的可靠性、稳定性、通话成功率高等特点，满足了高速公路不断增加的新需求，响应了高速公路信息化建设的发展趋势。
连英高速隧道采用了一套专业集有线紧急电话对讲、广播喊话、音频播放、报警视频联动等功能的隧道紧急电话及广播调度系统，系统能与隧道管理业务和管理模式深度融合，提高隧道运营管理的信息化、智能化水平，有效提高隧道日常运营管理工作效率与突发应急事件的处理能力。
图2-IP型隧道紧急电话与广播系统
在监控中心设置1套紧急电话及广播主控机，实现对隧道所有紧急电话与广播设备的注册配置、号码分配、交换处理、路由中继、权限管理、存储录音、查询管理功能。在监控中心监控大厅增加1套多媒体管理控制台和管理软件、紧急电话及广播话机、视频联动显示器，实现监控中心对隧道紧急电话及广播系统的统一管理和对话应用，并实现对终端设备的分区管理、终端状态、调度操作、排队管理、音乐管理、广播管理、录音监听、记录查询、报警管理、视频联动、预案管理等功能，紧急电话及广播话机也可独立于管理控制台工作，通过拔打号码或中文快捷键一键呼叫终端设备，发起对讲与广播功能。
在隧道内按200米间隔设置一台紧急电话分机，在每个隧道口设置一台紧急电话分机。隧道紧急电话分机内置150W广播功放，在隧道内每间隔50米安装1台30W高音号角喇叭，在隧道内1台隧道紧急电话分机带4台30W高音号角喇叭，在隧道口的1台紧急电话分机上安装2台30W高音号角喇叭，通过紧急电话分机实现对隧道内外的远程应急广播，安全提醒，政策报播，交通信息，安全疏导，紧急电话分机可自动接收广播喊话或音频播放，对讲功能优先于广播音乐功能，播放广播时不影响分机的呼叫对讲，对讲结束广播音乐自动恢复功能。
3.2 系统分析
3.2.1 技术解析
IP型隧道紧急电话采用领先的IPAudio?技术，将音频信号以数据包形式在局域网和广域网上进行传送，是一套纯数字传输的免提对讲系统。解决了传统对讲系统存在的传输距离有限、易受干扰等问题。
IP型设备的的优势：音质清晰流畅，不受外界电磁波的干扰，占用带宽最低仅34kbps，局域网内通话延迟≤30毫秒；传输距离无限延伸，有网络联通的地方就可以实现对讲及多方通话，构筑更广阔范围的信息通讯系统；采用数字音频处理技术，具有回声抵消和噪声抑制功能，全双工通话、多方通话和分区广播均能轻松实现；保密通话，专用音频编码格式，加密处理，防止窃听；调整通信规模简便，增加终端就可完成系统扩容。
3.2.2 系统优势
IP型隧道紧急电话及广播调度系统拥有成本低、效率高、受地理分布限制少、可用性与适应性强、可实现集中管理与控制等优点，继承了光纤型隧道紧急电话与广播系统的优势，适应了技术发展趋势，满足了高速公路信息化建设需求。比较与光纤型隧道紧急电话与广播系统，这套系统的优势有：
1）设备结构简单可靠，每个紧急电话分机独立IP地址，任意一个或多个分机故障不影响其他设备。在光纤传输中不存在多个分机呼叫，光信号冲突的问题。
2）在局域网内授权的任意IP口都可以提供控制台部分或全部功能，实现了高速公路二级接警管理或多级接警管理的需求。
3）采用TCP/IP国际标准协议，兼容性强，不受供应商和分机数量限制，兼容不同厂家的设备接入，客户拥有更大的自主权；
4）传输距离不受限制，只需局域网络互通的环境，均可实现设备接入，节省了大量的高速公路光纤资源；
5）紧急电话分机接入数量不限，根据客户需求，配置不同容量的紧急电话及广播主控机；
6）紧急电话和广播既可以二合一，也可以相互独立。相互独立时电话和广播都有单独的IP地址，保障系统稳定性；
7）系统调试与维护简单，了解IP地址配置的技术员都可以调试与维护，方便后期维护管理；
8）系统主控机的协议接口为标准接口，可以跟各类监控设备对接联动，可满足高速公路集中监控的建设需求；
9）广播系统可接收网络音源，通过控制计算机播放任何形式的音频文件，精简系统音源设备，实现了音源的多样性；
10）广播系统配置百兆网络带宽，可以传输任何带宽下的音频文件，保障了广播音质；
11）内置文字转语音模块，可实现文字广播自动转换为音频信号发出；
12）系统可实现视频联动功能，可实现报警、通话时，自动联动现场监控图像，监控人员及时了解现场情况；
13）可对接隧道预警系统，当检测到现场发生特殊事件时，可自动触发预警广播，并通知监控人员及时处理事件，减少事故发生。
4 结束语
连英高速为响应高速公路信息化建设的发展趋势，在高速公路隧道机电建设中引进了IP型隧道紧急电话及广播调度系统，实现了“集中管理”模式下的创新型建设。
光纤型隧道紧急电话与广播系统在我国已有10多年发展历程，具有可靠性、稳定性、通话成功率高等特点，得到用户的一致认可，但随着我国信息技术的飞速发展，已逐渐无法满足高速公路信息化建设的需求。IP型隧道紧急电话及广播调度系统继承了光纤型隧道紧急电话与广播系统的优势，采用领先的IPAudio?技术，将音频信号以数据包形式在局域网和广域网上进行传送，适应了信息技术发展趋势。
IP型隧道紧急电话及广播调度系统是一套集有线紧急电话对讲、广播喊话、音频播放、报警视频联动、预案管理等功能的调度系统。系统网络结构简单，每台分机有独立的IP地址，实现了网络化管理需求；采用标准开放式通信协议，可满足多厂家、多系统的融合，响应了高速公路“集中监控”管理、“大数据”建设需求。
随着平台技术及运营模式走向成熟，高速公路3G、4G移动网络得到普及，公网对讲产品技术基本成熟。基于IP型隧道紧急电话及广播调度系统的公网对讲产品将会是高速公路隧道IP对讲系统的一大亮点，它可满足高速公路管理部门对隧道管理的移动调度，实现机电运维人员在隧道内的移动通信、紧急救援部门在隧道现场调度，可实现现场连接紧急电话通讯及控制隧道广播播放。
参考文献
[1] 余锦漂.浅谈高速公路机电监控系统的应用与发展[J]. 中国高新技术企业，2016.08
[2] 李鑫.高速公路机电监控系统的设计与特点研究[J]. 黑龙江交通科技，2015.12
[3] 贾春富.高速公路机电设备与监控管理标准化研究[D]. 长安大学，2013.06
论文作者:张洪陶
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/27
标签：隧道论文; 紧急论文; 电话论文; 高速公路论文; 分机论文; 系统论文; 光纤论文; 《建筑学研究前沿》2018年第28期论文;