吉林省高速公路管理局松原管理分局 吉林 松原 138000
摘要：高速公路机电工程中包含着通信、监控和收费系统，其中通信系统是其他两种系统得以运转的基础，也属于机电工程中基础性最强的通讯设施。当前，网络化和信息化已经成为未来必然发展趋势，因此必须要结合高速公路的实际需求，完善通信系统，使其更好地为高速公路服务。本文就高速公路机电工程通信系统理论和新技术及其优势的阐述，探讨了具体应用以及发展建议，以期使得通信技术发挥其更大的应用价值。
关键词：高速公路；机电工程；通信技术
1高速公路机电工程通信系统的概述
通信系统在高速公路运行中能起到监控和管理的作用，并提供相应的数据和图像信息传输通道。通信系统也是确保高速公路高效、畅通和高速运营以及推行现代化交通管理中必不可缺少的手段，甚至可以说通信系统是高速公路机电工程中的中枢神经。高速公路通信系统需要在同一时间段内传输图像、数据和语音等，传播的信息量比较大，这对通信系统的要求也将会更高，所以需要选择通信容量更大的光纤。另外通信系统也需要具备传输距离长、质量高、电磁干扰能力强的特点，这些都是其他的通信方式所无法比拟的。
2 高速公路机电通信系统新技术
2.1自动交换光技术
自动交换光网络，是集交换、传送为一体的新一代光网络。用户能够动态发起业务请求，自动选路；同时，能够通过信令控制实现连接的建立和拆除，自动动态地完成网络连接。其相对于传统SDH网络，在保护方式、带宽利用率和业务配置上更具优势。近年来，随着各省高速公路的建设，各省在拓扑结构上正逐渐形成网状结构，这刚好与Mech网的结构相符，自动交换光网络能够充分利用网状结构提供的多条路由为业务提供保护，提升业务的安全可靠性，从而提高整个高速公路机电通信系统的运行效率。
2.2增强型MSTP
近年来随着高速公路的不断发展，现有MSTP传输网络正面临如下挑战：
1、带宽需求增大，高速公路监控系统为得到更清晰准确的信息，摄像头的密度越来越大，数量不断增加，清晰度要求越来越高，这些都对传输带宽提出了更高的要求。
2、网络安全问题，随着技术的发展，各种业务更加以太网业务化，传统的RPR业务在带宽、组网规模和可靠性等方面都已到达瓶颈。PTN分组交换技术在业务与业务之间又是逻辑隔离而非物理隔离，安全性较差。因此在收费业务一直都对安全性要求极高，监控图像、办公等网络逐渐增加对互联网接口数量的今天，以太网业务正面临着如何延续传统SDH业务硬管道安全性好这一问题。
总体来看，传统的SDH，PTN等单一的技术已经无法适应业务发展的需要，在此背景下增强型MSTP应运而生，其能够提供40G的大传输带宽，可利用ODUK提供传统SDH的硬管道，线路侧可采用波分技术，避免分组技术的明码传输所带来的安全问题。
2.3 OTN技术
伴随高速公路收费、监控等系统的不断发展，高速公路机电传输网络的干线网络也已经无法适应其它系统对其快速增长的需求。在SDH、WDM技术之后，OTN（光传送网，Optical Transport Network）技术正以其强大的自身优势取代其它技术成为长途干线网络的唯一选择。相比于传统的SDH和WDM技术，OTN技术不仅解决了SDH最大商用速率只有10G，传输距离短的劣势；也解决了WDM带宽利用率低，器件不可重构，调度能力差的缺点。OTN因其具有传输带宽大、组网灵活、自愈能力强等优势，在高速公路机电通信系统的干线网络中具有非常强大的应用价值。
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3 通信系统在高速公路机电工程中的具体应用
3.1监控系统应用
监控系统是高速公路机电工程中的构成部分，而监控系统则分别包含计算机系统和外场的相关设备。
第一，计算机系统指的是监控系统中的情报处理系统，包含终端计算机、交换式集线器、网络服务器和通信控制器等。收费站控制室的计算机设备系统和收费广场车道控制计算机系统等构成了基本的局域网，而收费中心内的计算机则是构成了相对独立的局域网。
第二，场外设备包含气象检测器、可变限速标志、可变情报板等，这些监测点通常与通信站之间的距离会比较远，而且处于相对分散的位置，数据量更是不大，因此不能使用标准的数据接口来传递相关的数据信息，所以需要在每个远端数据点配置1台Modem，这样就可以把数据传递到距离该处最近的一个通信站，最后借助于通信系统将监控信息传递到中心控制器当中。例如，某高速公路当中的气象监测器1套，车辆检测器12套，气象监测器与车辆检测器在采集到所需要的数据之后，就需要借助因特网数据光端机，将数据上传至最近的站点，再借助于通信系统提供的数据传输通道将信息传送至监控中心的计算机系统中。
3.2收费系统应用
当前我国高速公路中正在大力推广计算机联网收费，在不久的将来也将会慢慢实现全自动收费的方式。计算机收费系统通常需要分为两种不同的等级，分别包含收费中心和收费站两种计算机系统，其中前者一般和高速公路收费站点的广场车道控制计算机形成相应的局域网。各个局域网之间以及收费中心等需要通过通信系统完成数据信息的传输，以此来进行沟通。收费数据的传输属于三级管理模式，包含收费中心、收费站和收费车道等，其中收费中心和站点之间的数据直接利用数据通道实现传输，各个通信站的ONU设备需要提供必备的数据通道接口。收费站和收费中心的路由器将通信和收费系统有机地结合在一起，在区域收费实现联网之后，路由器需要具备两个相互独立的数据接口，其中一个数据接口负责将数据传输至收费中心，而另一个数据接口则是负责将数据传输至拆账中心。高速公路的收费站广场中都会设置专门的摄像机，每个摄像机所捕捉到的图像信息不仅需要传输至收费站当中，还需要将信息传输到监控汇总和收费中心，收费系统另外也需要完成摄像机到收费站过程中控制信号和视频的传输，但是图像和控制信号的传输却具有一定的差异，不需要采用复用方式，摄像机图像都有一一对应的光纤，经过modem实现控制信号的传输。
4 高速公路通信系统技术的应用发展
4.1注重通信系统的养护工作
由于高速公路通信系统对于一般的运行故障可以实现自我诊断和自我修复能力，如果对于高速公路通信系统无法修复的故障，那么此时就需要维修人员立即奔赴故障现场对此进行排查。而为了减少维修人员的维修难度需要在通信系统建设的过程中做好预警方面的工作并且定期对设备进行检查。另外由于高速公路通信系统具有非常复杂的特点，所以这也对我们的维修人员的技术水平提出了更高的要求，维修人员除了要具备较高的技术水平以外，还要按照相关要求对通信系统进行定期的巡视，对于在日常工作中容易出现的问题或者是难以解决的技术性问题需要提前做好应对预案措施，建立常备消耗件、易损件备件库，重视对相关设备的维护以及保养工作，从而减少故障发生的频率，提高及时修复率。
4.2强化网络技术的建设
在现代化高速公路通信系统的建设中网络技术作为最基础的条件，绝大多数的功能也只能是建基于在此基础上才能发挥出其应有的作用。伴随着网络时代的快速发展，需要我们积极主动的把握时机，大力发展网络最新技术应用，从而促进高速公路通信系统建设中网络技术的发展。此外，网络技术与设备在通信系统的建设过程中必须要因地制宜，结合当地高速公路的实际情况进行布置。除此之外，还要加大力度对局域网方面的安全保护工作，只有确保局域网络的安全才能确保生产系统信息及其他信息的安全可靠性。
结语
综上所述，伴随着互联网技术的不断发展，目前在高速公路建设的过程中通信系统的建设已经成为了重点，希望能够通过先进的科学技术手段来促进高速公路通信系统的高效运行，从而来达到完善国家整体的现代化建设。
参考文献
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[3]郑蕤.关于高速公路机电通信工程建设的分析[J].信息通信,2016,(08):212-213.
论文作者:刘玉婷
论文发表刊物:《防护工程》2017年第19期
论文发表时间:2017/12/11
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