公路交通机电通信技术的应用

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摘要：高速公路机电通信系统对高速公路的运行情况与各项服务实施全方位监督，有效确保高速公路全线路的高效运行。首先阐述了高速公路机电通信系统的构成与主要功能，在此基础上对自动交换光网络技术、分组传送网技术、ATMoverSDH技术进行研究，给出了GPRS无线通信技术、ITS通信技术在高速公路机电系统中的应用。高速公路交通机电通信技术的应用使得高速公路向着智能化、安全化、规范化、高效化的方向发展，提升了高速公路的运行质量和效率。

关键词：公路交通；机电通信技术；自动交换光网络技术

高速公路是专供汽车高速行驶的公路，是一个国家现代化交通程度的重要衡量指标。高速公路的快速发展和当前工业化、城市化的发展相匹配，直接影响了国民经济和交通运输业的发展。作为国家重要的交通系统，确保高速公路的可靠安全运行至关重要，其中机电通信系统在高速公路运行中起到了至关重要的作用。机电通信系统安装在高速公路上，对高速公路的运行状况实施监测，维护高速公路的道路行车安全。高速公路运行过程中所产生的数据、图像、音频等信息都是借助于机电通信系统来完成的，通过机电通信系统能够更加方便高速公路上不同部门之间的沟通交流，更好地服务于高速公路的运转。伴随着越来越多的机电系统应用于高速公路中，这使得现代通信技术在高速公路中的应用受到了更高程度的重视[1]。在高速公路上机电通信系统建设日益增多，各种机电通信技术应用越来越广泛，有效地促进了高速公路的快速发展。

1高速公路机电通信系统构成及功能

1.1高速公路机电通信系统构成

高速公路作为汽车高速行驶的专用道路，通过机电装备对高速公路的实时运行状态进行监测，从而做出科学的管理，更好地服务于高速公路的运转。高速公路机电通信系统是服务于高速公路运行的各种类型的机电工程，为高速公路的科学、高效管理提供图像信息、语音信息、数据信息等，图1为高速公路机电通信系统架构[2]。高速公路机电通信系统由三部分组成，分别为硬件部分、软件部分、数据传输部分。高速公路机电通信系统的硬件部分包括电源、接入网和交换系统三部分，电源选择标准的220V交流电源。由于网络设备的电源主要是48V的直流电源，同时高速公路机电通信设备工作环境比较复杂、多变，因此要考虑耐久性、通电量等要求。硬件设备接入网是为了确保中心网络和用户终端之间的通信，其作为整个通信系统的联合设施，主要是负责处理各种通信业务。硬件设备交换系统包括接入段、车辆计费设备等，在高速公路的管理中发挥着至关重要的作用。软件系统主要是负责机电设备的故障检测、故障的区段定位等，满足高速公路机电通信系统的维修、通信、功能升级等方面的需要。软件部分包含电路管理功能模块、用户管理模块等，同时对相应的功能实施检测，确保整个机电通信系统的安全运行。数据传输部分包括模拟传输、光线传输、电缆传输等不同的传输形式，在不同的数据传输环境下，考虑数据传输的实际需求，选择不同的数据传输形式，展现不同数据传输形式自身的优势所在。发送端。

1.2高速公路机电通信系统功能

高速公路机电通信系统主要包括数据、声音、视频三类内容的服务功能，通过三类内容的处理与传送，更好地实现对高速公路运行的管理，及时发现高速公路在运行过程中潜在的风险，避免重大交通安全事故的发生[3]。伴随着计算机网络通信技术的快速发展，高速公路机电通信系统强大的功能可以支持系统内各种要素的管理与高效配置。另外，为了避免来自外部黑客的攻击，高速公路机电通信系统可以实现通信系统和外部网络的有效隔离，及时检测出机电系统中潜在的风险，为确保高速公路的安全顺利运行提供强有力的保障。在高速公路上安装的各种机电通信设备，其目的是对高速公路的运行状况进行监督，同时实现智能化、高效化的服务，为高速收费提供技术性支持，确保高速公路顺利运行。高速公路机电通信设备能够实现对各类信息的自动化、智能化采集与传输，数据信息不仅包含文本和数字信息，同时还包含静态图像和动态视频信息，通过各类信息的传输来实现信息的交换。借助于高速公路机电通信系统，使得高速公路在运行过程中的各类信息传递更加畅通，运行的效率大大提升，这不仅产生了良好的社会效果，同时也将带来可观的经济效益。

2高速公路机电工程通信技术

2.1自动交换光网络技术

自动交换光网络技术（ASON）是为了更好地适应数据业务的快速增长而提出来的，在城域传送网中具有十分明显的优势。ASON支持永久连接、交换连接、软永久连接三种类型的连接，更好地满足不同网络的通信技术需求，其网络结构如图2所示。伴随着高速公路的快速发展，高速公路在运行中产生的数据量越来越大，机电通信系统将光缆作为路由能够有效扩大机电通信系统的功能。ASON应用于高速公路机电通信系统中使得机电通信系统对各种信息的处理速度加快，处理能力加强，通过各种数据信息的处理来及时解决发现的问题。ASON技术的应用可以使得各种故障排除实现自动化，这大大提升了劳动力资源，同时提高了各类故障排查的质量和效率。伴随着我国高速公路的快速建设和发展，ASON技术的应用越来越广泛，这使得对高速公路各类信息的处理模式更加完善，提升了机电通信系统的扩展能力，使得其具备自动探索的能力，及时发现存在的各种问题。

2.2分组传送网技术

分组传送网技术（PNT）是面向分组，支持传送平台基础特性的新一代传送平台，分组与传送是两个最为重要的特性。对于高速公路机电通信系统而言，充分地发挥传输介质的重要作用必须建立相对应的传输介质。PNT的网络定位是构建新的传送网络体系架构，其不仅可以包含传统语音信息处理的业务结构，同时还具备各类信息的统一化处理平台，从而更为经济的支持大容量信息处理业务的实际应用。高速公路机电系统数据包传输网络技术的应用是对各种类型数据包服务的有效应用，这对其他服务的有效实施也发挥着至关重要的作用。分组传送网技术在高速公路机电系统中的应用使得各类数据信息处理具有更高的灵活性，但是对于运用空间也具有更高的要求。分组传送网技术在高速公路机电系统中的应用必须遵循对应的标准，这样才能确保整个高速公路机电系统的配置最大程度地发挥其性能。另外，PNT的应用可以实现高速公路运行各类信息的自动交换，成本低、交换方便且安全。

2.3ATMoverSDH技术

异步转送模式（ATM）是基于快速分组交换的传送技术，具有很大的灵活性，可以适用于不同速率、不同实发程度以及不同实时要求的业务需求，是当前通信行业的主流技术。同步数字体系（SDH）是为了更好地满足不同速率数字信号的传输所提供的对应等级的信息结构，包含复用方法、映射方法、相关同步方法等。ATMoverSDH应用于高速公路机电系统中，在ATM信息的传输过程中可以当作SDH来发挥其应有的作用，其结构布局如图3所示。由于同步数字体系具有稳定性好、信息传送容量大等优点，这使得该技术在各行各业中得到十分重要且广泛的应用。将ATM和SDH进行组合，获得ATMoverSDH技术，并应用于高速公路机电系统信息传输中可以使机电系统各类信息传输的速率大大提高，同时也能够使各类信息传输的成本大大降低。

3高速公路机电系统中通信技术的应用

3.1GPRS无线通信技术在高速公路机电系统中的应用

高速公路属于高等级公路，是汽车高速行驶的道路，与普通公路相比，高速公路具有安全、高效、便捷等特点，在当前快节奏的社会中发挥着至关重要的作用。高速公路在实际的运行实践过程中，车流量比较大，这也很容易出现在高速公路上堵车的现象，同时也会造成巨大的安全隐患，高速公路的优势被大大削弱。为了充分发挥高速公路的优势，必须在高速公路上建立交通指挥监控系统，消除高速公路在运行实践中的安全隐患，确保高速公路更加畅通。从这个角度讲，高速公路的机电通信监控系统对高速公路的安全运行就变得至关重要。传统的机电通信监控系统受技术因素的影响监控不到位，伴随着通信技术的快速发展，GPRS无线通信技术得到了广泛的关注[4]。GPRS无线通信技术具有费用低、可移动、简单高速、不易受外界气候因素影响等优势，在高速公路机电系统中得到了越来越广泛的应用。

3.2ITS通信技术在高速公路机电系统中的应用

ITS是智能交通中的信息与通信技术，完整的ITS系统由交通信息采集、交通状况监视、交通控制、信息发布、通信传输五大系统所组成。ITS通信技术被应用于高速公路机电系统中，主要是ETC、闭路电视监控等方面。ITS通信技术有效地将电子控制技术与计算机处理技术相结合，在实际的高速公路运行中使用能够大大提升工作效率和工作质量[5]。例如，采用ETC，司机实现不用停车等待，直接结算出收费站，ETC系统自动实现高速公路收费，这不仅避免了司机在出高速时的等待，节约了司机的开车时间，同时也降低了高速公路在运行时的人力成本，实现了高速公路运行的自动化。另外，ITS通信技术在高速公路机电系统中的应用，能够为司乘人员提供导航与相关的实时信息，使司乘人员在高速公路上行驶更加安全，交通通行效率也会大大提升。

4结语

高速公路在国家工业化和城市现代化中发挥着至关重要的作用，机电通信技术的快速发展有效带动了高速公路向着现代化、智能化的方向发展，在高速公路建设过程中有效地应用机电通信技术是行业发展的必然。本文分析了高速公路机电通信系统的构成，指出高速公路机电通信系统的主要功能是数据、声音、视频三类内容的服务。高速公路机电工程通信技术主要包括自动交换光网络技术、分组传送网技术、ATMoverSDH技术，同时分析了GPRS无线通信技术、ITS通信技术在高速公路机电系统中的应用，对进一步推动高速公路机电通信技术的推广与应用具有一定的参考价值。

参考文献：

[1]杨敏.高速公路机电工程通信系统技术及应用分析[J].中国新通信，2021（7）：18-19.

[2]于小鹏.机电工程通信系统在高速公路中的应用[J].交通世界，2020（35）：155-156.

[3]陈飞.高速公路机电工程通信系统技术应用[J].城市建设理论研究，2018（17）：186.

[4]靳玮.高速公路机电工程通信系统的发展及其新技术的实践应用研究[J].数据通信，2021（4）：52-54.

[5]高吉鹏.现代通信技术在高速公路机电系统中的应用[J].中华建设，2021（2）：155-157.

作者：朱志方 单位：福建省交通科研院有限公司