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論文關鍵詞:高速公路;通信;原理

論文摘要:本文主要釷對高速公路通信系統的應用原理進行闡述。

高速公路機電工程中的通信系統屬于基礎類設施,主要為收費、監控系統提供信息(話音、數據、圖像)傳輸通道,由光纜數字傳輸系統、程控數字交換系統、移動通信系統、緊急電話系統等組成。根據其通信系統在高速公路行業的應用特點,高速公路通信網主要由長途通信干線傳輸網、程控數字交換機、數據傳輸網、圖像傳輸網、移動通信網和衛星通信網等部分組成,下面我們重點對其各主要組成部分的使用原理進行詳細介紹。

1收費系統

高速公路收費系統一般采用半自動收費方式,即人工判別車型,車道入口發放通行卷,出口驗卷,計算通行費,人工收費,計算機管理,輔以車輛檢測器校核,閉路電視監視。目前,提倡計算機聯網收費。遠期,逐步實現自動收費方式。通行卷有采用非接觸式IC卡,也有采用磁卡。為便于計算機聯網收費,聯網收費區域內均應采用同一種通行卷。

1.1計算機收費系統

計算機收費系統一般分兩級,即收費中心計算機系統和收費站計算機系統。收費站控制室計算機與該站的收費廣場車道控制計算機組成該站的局域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的局域網。各局域網之間、收費中心與區域拆帳中心之間需要通過通信系統實現數據傳輸進行勾通。

1.2收費數據傳輸

收費數據分三級管理:收費中心計算機、收費站計算機及收費車道計算機。收費站與收費中心之間的數據傳輸是通過數據通道直接傳輸的,各通信站的ONU設備提供必要的2Mbps(G.703)數據通道接口。通信與收費系統是通過收費站和收費中心的路由器連接起來的,在區域收費聯網的情況下,路由器至少要具備兩個E1(G.703)接口,一路傳往收費中心,一路傳往區域拆賬中心。

1.3收費圖像傳輸

收費系統在個收費站廣場出口均設置了攝像機,各攝像機的圖像信號既要傳到相應的收費站又要傳到收費/監控中心。從攝像機到收費站的視頻及控制信號傳輸是由收費系統完成的,而圖像及控制信號的遠程傳輸與監控有所不同,未采用復用方式,庵個攝像機圖像對應一芯光纖,而控制信號是經MODEM通過通信系統的話路通道傳輸的。

2通信系統

2.1通信干線傳輸

長途通信干線傳輸系統設計的正確與否,決定著整個通信系統質量,它不僅關系到能否實現現代通信網設計的目的,還關系到工程投資的經濟性、合理性和可靠性。目前,高速公路機電工程基本是采用光纖通信系統。高速公路通信系統長途通信干線傳輸網采用光纖通信,這是因為:

高速公路通信網要求同時傳輸語音、數據和圖像通,信量較大,選用頻帶、通信容量大的光纖通信系統是合理的。

光纖通信具有通信容量大、抗電磁干擾能力強、通信質量高、傳輸距離長等特點,是其它通信傳輸方式無可比擬的。

光纜通信中繼距離長,適應公路沿線各通信站點間距離不一致的實際情況。

采用長波長單模光纜傳輸方式,在中等容量以上長距離傳輸系統中,從經濟上占有優勢。

2.2通信系統的程控交換

根據高速公路通信系統業務的內容和特點,通信系統采用三級程控交換,第一級交換中心設在高速公路總公司通信總中心,其主要職能是完成本局終端的話務接轉,匯接所有來話、去話的轉接任務,并與二級公路網中心聯接,完成本局話務接續與本局以外的話務轉接;第三級交通中心分別設在各高速公路公司下屬的管理所,其主要職能是完成本局的話務接續與出入本局的話務接續。為了提高系統的可靠性、靈活性及話務流向的需要,各級交通交換中心之間均可進行互連,以便組成一個多迂回、多路由的程控數字交換網。

2.3話音通信系統

高速公路通信網話音系統包括業務電話系統、指令電話系統和移動電話系統。業務電話系統為高速公路管理局、各公司、各管理所以及高速公路上各種設施(如監控、收費、服務區、停車場、加油站、維修、交警、通信、供電、配電及養護等)提供內、外業務聯系電話。業務電話為全網自動撥號,業務電話網應與市話公用網匯接。指令電話系統主要是為監控總中心以及監控中心下達交通監控和調度指令。為便于交通控制和交警業務調度,在監控中心和分中心可分別設置兩套指令電話控制臺,以便供公路值班員和交警值班員使用,指令電話應自成系統。指令電話控制臺設置在各路公司內,分監控指令控制臺和交警指令控制臺,分別控制所轄路段各指令電話機和交警用指令電話機;指令電話控制臺具群呼、組呼、單呼功能及自動錄音功能;指令電話控制臺具有轉接功能,即實現指令電話控制臺與指令電話機之間的轉接。

2.4移動通信系統

移動通信,就是指通信雙方至少有一方在移動中進行信息交換。移動通信不僅指雙方的通話,還應包括數據、傳真、圖像等業務。移動通信系統可以自己建網,也可以租用郵電部建立的公用蜂窩移動通信網。郵電部公用蜂窩移動通信網可實現全省漫游,管理也比較方便,可以省去了自己建網的費用,但公用蜂窩移動通信網費用很高,同時不能完成高速公路網要求群呼、組呼等調度功能。自行建立高速公路移動通信專用網,可以解決上述不足,但建網投資很大。建議高速公路移動通信系統自己建立專業移動通信網,采用800MHz集群移動通信系統。據了解,遼寧省高速公路管理系統應用移動通信較為先進,移動通信成為快速應變能力的強有力手段。

3監控系統

高速公路監控系統應用圖像傳輸可將道路現場的活動圖像,利用圖像傳輸系統的能力把圖像信息用電信號的方式傳送到遠方,清楚地再現在屏幕上,有利于管理人員做出控制決策。活動圖像傳輸采用光纜傳輸方式,高速公路監控攝像點不太多的特點,一般采用一對一(一攝像頭對一監視器)方式傳輸到各路監控中心。通過視頻切換方式,由總部的控制信號來選取所需的圖像信號,由光纜傳至監控總部的監視器,使總中心也能監視到它所關心的全省高速公路運行情況,以便進行宏觀管理。

監控系統主要由兩部分組成:監控中心計算機系統和外場設備。

3.1監控中心計算機系統

監控中心計算機系統即情報處理系統,它包括通信控制器、網絡服務器、交換式集線器、終端計算機等。這些計算機組成局域網,組網方式:收費站控制室計算機與該站的收費廣場車道控制計算機組成該站的局域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的局域網,只是多了一臺通信控制器,它配有多串行接口控制器,用于外場設備與中心的數據通信管理。

3.2監控中心的外場設備

監控的外場設備包括車輛檢測器,可變情報板,可變限速標志,氣像檢測器等。由于這些檢測點(數據采集點)距離通信站較遠,相對分散,且數據量較小,無法采用標準的高速數據接口進行傳輸,因此在每個遠端數據點配一臺MODEM,將數據傳到就近通信站的ONU,最后通過通信系統傳至監控中心通信控制器。

3.3監控數據傳輸

監控數據分二級管理:監控中心、監控外場設備。通信系統在各站綜合業務接人網的ONU設備業務通道中提供足夠的2/4wVF接口,監控數據采用模擬傳輸方式,通過這些音頻接口完成,由監控系統提供MO-DEM進行數模轉換。

3.4監控圖像傳輸

監控系統在全線設置了一定數量的攝像機,各攝像機的圖像和控制信號均要傳至監控中心。通信系統負責為攝像機的圖像和控制信號傳輸提供光電纜,視頻圖像信號和控制信號經過數字/視頻復用光端機復用后,占用一根光纖。

結束語

通信系統在高速公路建設行業中的不斷應用,對其技術的更新有著更高的要求。為了保證高速公路其“快速、安全、便捷、舒適”等功能特點能發揮,務必對其通信設備及通信技術作出更高要求。對此,只有更好地了解及熟悉通信系統的應用原理,才能更好地為高速公路通信技術的不斷發展建立一個正確的認識平臺。