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摘要：机电工程通信技术是影响高速公路运营过程中的技术因素，而随着电子信息技术的不断进步，在一定程度上也提升了高速公路管理、道路监控、收费管理等项目的便捷性与安全性。本文主要了解高速公路机电通信系统，并探究了其新技术的应用与未来发展的发展趋势，为通信系统的发展提供了方向。
关键词：高速公路；通信系统；新技术；发展趋势
一、高速公路机电工程通信系统的组成
1.1 系统硬件
通信系统的硬件构成较为复杂，包含着诸如电源、交换系统等，它们各自的功能共同构成了通信系统的硬件，而同时它们的功能又都是独一无二的，缺失任何一个都会对通信系统造成影响。电源方面要采取专业的设备，并且要具有一定的刚性，尤其是电线和电缆方面，这也是为了保证为通信系统供电的稳定，一般所供电流都是220V的交流电；接入网是通信系统中一个重要的角色，只有它存在才能当得起通信二字，它将高速公路的中间网络与其他客户网络相连接，起到承上启下的通信任务并有一定的信息处理能力，接入网OLT是其最主要的位置，也是完成诸多任务的核心，如对一些常规语言的处理；交换系统则主要在不同的工具中如中继接续、计费中起作用，如模拟中继线，而交换系统主要依靠V5协议来与接入网保持连接，无论是在通信效率还是在管理上都很方便；紧急电话的设置是学习先进国家的高速公路建设惊讶而设立的，能够处理在高速公路中发生的突发事件。
1.2 软件系统
高速公路中软件系统没有硬件系统的地位重要，它们的设计主要是为了服务硬件系统让其更好地发挥功能，所以软件系统的组成与硬件系统相呼应，如事故警告系统、安全与维护系统等，这些软件的存在无疑能够让硬件顺利运行。但软件的设计要符合高速公路的建设实际，即要与其局域网契合，这样才能保证软件功用的最大化。
1.3 数据传输
发展到目前，数据传输已经有了许多种方式，如电缆、光缆、音频等，这些传输方式每种都有其特点和效果，高速公路在建设时要充分考虑到它们的特点进行布置，电缆和音频两种传输方式因为其材料和传输特点被主要放在监控体系内使用，模拟信号传输和光纤传输的应用范畴则相对小一些。
二、现代高速公路通信系统的功能及作用
首先从高速公路通信系统面对的业务来说，主要有图像、语音和数据三种，分别需要对它们进行传输和整理，而后者显得尤为重要，毕竟传输与整理的工作量不可相比，如对图像的处理要将图像中的电视和监控图像区分出来加以辨别，又如对语音的处理是按照语音的完整程度来进行的，这三项主要业务构成高速公路通信系统的业务板块，通过互联网技术来实现，对一些简单的数据它可以自己进行鉴别处理，大大提升工作效率。而这三项业务主要分布在省级中心、收费中心、服务中心等管理机构，以此来实现对资源的合理把控和对高速公路运行安全的保障。
而高速公路系统本身则具有多种功能，如对系统的网元设备进行配置和管理，它可以在对网元进行辨识的基础上对其进行加工再将其进行合理配置，使其功能最大化，这也得益于信息技术的日益进步；又如它还有对高速公路的运行安全进行保障的作用，它能使外部网络与高速公路的通信系统的网络之间保持平衡，也能对高速公路中潜在的危险因素进行监控和预警，同时具有一定的纠错能力。
三、高速公路机电通信系统的新技术
3.1 分组传送网技术
分组传送网的新型技术是目前机电通信系统中最新应用的主要技术之一，简称 PTN。其主要指的就是在通信系统当中的 IP 层和底层之间穿插一个层面，该层面的创建其主要目的就是对通信系统中的各项业务操作进行分组，保障其数据的准确性，同时还为其他业务提供技术帮助。分组传送网技术（PTN）其功能的实现主要是因为增设了一个层面，与自动交换光技术相比，它的自我操控面变大，可以操控较大范围的空间，提升了机电通信系统的系统性能和构造，最主要的一点就是，分组传送网技术的成本较低，同时还具备了传统光传输的一些优势，在一定程度上大大保障了系统的实用性、安全性、科学性，具有较高的性价比。
3.2 MSTP 技术
在机电通信系统中，采用同步数字体系（SDH）来传送信息的新型技术叫做 MSTP 技术。当前，我国提高了对同步数字体系的重视，加强了对数字系统的投资建设。与其他技术相比，MSTP 技术其依赖的技术基础就是同步数字体系技术，它拥有较大的传输容量，设备性能稳定，提供多重保护机制，在传送多业务的同时，对各业务进行物理层的隔离，对于生产数据（如高速公路的收费数据业务、信息发布业务、语音业务，办公业务等）是很好的保障。因此 MSTP 传送技术，既能提高传输速度，还能保障传输过程的稳定性，保障投资，是目前最广阔的一项互联网的数据组网技术，也是目前市场应用最为普遍的通信传送技术。
3.3 自动交换光技术
目前，我国高速公路机电通信系统中，自动交换光技术是应用最为广泛的一项技术，究其原因是因为光传输系统存在业务配置复杂、带宽利用率低、保护方式单一 等 问 题。Automatically Switched Optical Network（自动交换光网络），由用户动态发起业务请求，自动选路，并由信令控制实现连接的建立、拆除，能自动、动态完成网络连接，融交换、传送为一体的新一代光网络。它在传输网中引入了信令，并通过增加控制平面，增强了网络连接管理和故障恢复能力。它支持端到端业务配置和多种业务保护、恢复形式。与分组传送网技术相比，自动交换光技术具有很强的拓扑能力，能快速且有效地对整个网络系统中的有效资源进行拓扑，进而自主发现问题，ASON 技术是提高现有高速光传输网络的最为有效手段，特别是在多路由的干线传送网络，ASON 能保证在多次断纤的场景下能保障业务的稳定传送，在高速公路光缆维护响应普遍不及时的情况下，这种技术的应用显得尤为有效。
3.4 OTN 技术
光传送网 OTN（Optical Transport Network）是 由ITU － T G.872、G.798、G.709 等协议定义的一种全新的光传送技术体制，它包括光层和电层的完整体系结构，对于各层网络都有相应的管理监控机制和网络生存机制。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆OTN 的思想来源于 SDH/SONET 技术体制（例如映射、复用、交叉连接、嵌入式开销、保护、FEC等），把 SDH/SONET 的 可 运 营 可 管 理 能 力 应 用 到WDM 系统中，同时具备了 SDH / SONET 灵活可靠和WDM 容量大的优势。
波分技术最初用于国家干线网或者区域干线网场景，经过十多年的波分技术发展，由最终的粗波分技术，发展到密集波分技术（DWDM），再到现在的单波 100G业务系统，为现有高速公路的高清或者 4K 视频监控业务，互联网 + 交通的业务等业务，为实现云计算、大数据应用提供了更大容量，及高效可靠的网络建设方案。
3.5 5G技术与物联网
论及我们现在到处布点的智慧城市，因为“海量”和“低延时”这两个特性，我们可以略夸张的比喻，当5G应用于智慧城市项目时，就像“骨骼”一般串接起了城市的智能交通、运输物流、工业、医疗等“肉体组织”。智能电网、智能电表、智能排污系统、智能家居等等作为智慧城市的组合部分，涉及大量数据、终端设备的连接，并且出于时效性的高要求，5G技术的出现，保证了它们更有效和顺畅的运作。
如车联网，将车、人、路面基础设施互联，透过全球定位系统（GPS）、无线射频识别系统（RFID）、传感器、摄影镜头等车载终端设备，收集车辆数据，然后将数据上载到云端及分析。从而计算出不同车辆的行车最佳路线、提供路况资讯、调节交通灯及路灯等，有助提升城市交通效率，并可令自动驾驶更安全。
根据中国的交通法规，机动车在高速公路上行驶，车速超过每小时100公里时，应当与同车道前车保持100米以上的距离。但是实际上，当谨慎的司机保持这个车距时，很快会发现由于临近车道的车辆的插队，而使他们的安全尝试归于失败。在现有的4G网络下，可以控制两辆车的车距在25米之间。由于5G的低时延特性，车辆的距离可以控制在3米之内。同时，5G网络的大容量特性使得即便车流密集，也可以支撑起正常的业务运营，杜绝交通事故。
四、现代高速公路通信系统的应用问题
随着我国经济的不断提升，对于高速公路的发展也有很大影响，越来越多的高速公路项目使得这个行业无比兴盛，而且它也是未来几种主流的交通形式之一，更是为民生作出了巨大贡献。在高速公路的通信系统方面，主要与信息技术的发展有关，虽然我国的通信行业已经发展许久，但距离达到高速公路的通信要求还差了许多，如我国的电信行业的业务发展虽然在城市中取得了一定的成绩，但在高速公路的机电通信方面，因为种种限制有些地方还是只能使用语音、数据等进行交流，在传递信息的快捷性和有效性上大大落后。
而在高速公路的具体通信方面，则由很多种表现形式，如目前我国的高速公路项目中的通信设计和设备的方式没有统一标准，由于公路施工是分段进行的，这就导致不同段的公路在通信设备设计上不相匹配，造成通信难题；又如在高速公路通信系统的设计中无法实现国家的最新标准要求，一些高速公路的通信系统建设往往只与公路当地的地区情况相联系而不考虑国家社会的大背景；而组网的建设也是通信系统建设中的一个重要问题，由于是分段施工缺少信息交流，再加上各自都认为是按照最合适的方法建设，导致各个路段之间的通信故障，再加上地区差异性和网络的波动，使得高速公路通信受到的影响更大。
五、未来高速公路通信系统技术发展的建议
5.1 加快网络技术的建设
网络技术是现代化高速公路通信系统建设的基础，许多功能只有建立在网络技术的基础上才能发挥应用作用，并且随着信息技术的发展脚步越来越快，今后传输、监控、处理等功能很可能都会出自其手，我国要紧紧抓住时代发展的潮流，在高速公路通信系统的建设方面主动发展网络技术，加大技术资金投入力度，让网络技术在通信系统中的应用和作用进一步加深。至于网络技术与设备在通信系统的实际建设，则需要根据对公路所在地区进行实地调查再布置，但毫无疑问的一点是一定要加大在这方面的人力物力投入并且合理分配资源。同时也要加强对于局域网的保护，高速公路的通信系统有重要作用，无论是对于民众还是对于国家而言一定要保证其安全，尽量不要采用外来网络。而为了减少通信系统建设的成本，则要在设备方面下功夫，要多对市场进行调研，选取那些性价比高的设备，让资金都花在刀刃上。
5.2 加强对保养维修工作的重视
基于高速公路通信系统的特殊性，一般的故障通信系统具有自主诊断修复能力，而一旦发生了自主修复不了的事故就需要维修人员马上赶到进行故障排查，所以在进行通信系统的建设时要做好预警方面的措施并注意定期对其进行有效性检查。因为通信系统的复杂性，维修人员一定要具有较高的专业水平和维修技术，相关部门人员要积极聘请专业人才担任维修人员，并且按照设备、技术方面的注意事项和一些日常注意事项进行巡逻，对一些技术性的难题要提前做好准备，最好在平时做好保养工作，保证通信系统工作的稳定同时减少故障发生的几率。而对通信系统的保养工作也要有专门的保养人员来做，最起码也要对通信系统安全有一定的了解或者是接受过一定的保养培训才能从事，还要有合理的保养和维修制度，督促人们执行自己的职责，还要落实责任人，这样在发生故障时能够及时追究责任。
结束语
高速公路的发展对于我国的经济发展和国力提升有着重大帮助，可以说一个国家的发展程度如何光看其高速公路发展程度如何便知。而高速公路的通信系统则是在信息技术的不断进步下起着越来越重要的作用，对通信系统技术的研究也显得更为重要。文章对通信系统的组成、功能等进行了介绍，并在分析我国通信系统建设存在问题的基础上为其发展提出了两点建议。在高速公路建设和通信系统的发展已经引起重视的今天，想要在高速公路的通信上占据国际水平，还需要国家投入大批的人力物力进行研究和建设。
参考文献
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[5]黄勇.现代高速公路机电通信系统新技术分析[J].通信电源技术.2015.
论文作者:燕曦
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年16期
论文发表时间:2019/11/5
标签：高速公路论文; 通信系统论文; 技术论文; 业务论文; 机电论文; 系统论文; 网络论文; 《建筑学研究前沿》2019年16期论文;