淺論高速公路通訊系統的應用原理
摘要：本文主要釷對高速公路通訊系統的應用原理進行闡述。
關鍵詞：高速公路；通訊；原理
高速公路機電工程中的通訊系統屬於基礎類設施，主要為收費、監控系統提供資訊***話音、資料、影象***傳輸通道，由光纜數字傳輸系統、程控數字交換系統、移動通訊系統、緊急電話系統等組成。根據其通訊系統在高速公路行業的應用特點，高速公路通訊網主要由長途通訊幹線傳輸網、程控數字交換機、資料傳輸網、影象傳輸網、行動通訊網和衛星通訊網等部分組成,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採用半自動收費方式，即人工判別車型，車道***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 。為便於計算機聯網收費，聯網收費區域內均應採用同一種 通行卷。
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區域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的區域網。各區域網之間、收費中心與區域拆帳中心之間需要通過通訊系統實現資料傳輸進行勾通。
1.2 收費資料傳輸
收費資料分三級管理: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資料傳輸是通過資料通道直接傳輸的，各通訊站的ONU裝置提供必要的2Mbps *** G . 703***資料通道介面。通訊與收費系統是通過收費站和收費中心的路由器連線起來的，在區域收費聯網的情況下，路由器至少要具備兩個E1***G.703***介面，一路傳往收費中心，一路傳往區域拆賬中心。
收費系統在個收費站廣場出口均設定了攝像機，各攝像機的影象訊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訊及控制訊號傳輸是由收費系統完成的，而影象及控制訊號的遠端傳輸與監控有所不同，未採用複用方式，庵個攝像機影象對應一芯光纖，而控制訊號是經MODEM通過通訊系統的話路通道傳輸的。
2 通訊系統
2.1 通訊幹線傳輸
長途通訊幹線傳輸系統設計的正確與否，決定著整個通訊系統質量，它不僅關係到能否實現現代通訊網設計的目的，還關係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採用光纖通訊系統。高速公路通訊系統長途通訊幹線傳輸網採用光纖通訊，這是因為:
高速公路通訊網要求同時傳輸語音、資料和影象通，信量較大，選用頻帶、通訊容量大的光纖通訊系統是合理的。
光纖通訊具有通訊容量大、抗電磁干擾能力強、通訊質量高、傳輸距離長等特點，是其它通訊傳輸方式無可比擬的。
光纜通訊中繼距離長，適應公路沿線各通訊站點間距離不一致的實際情況。
採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,從經濟上佔有優勢。
2.2 通訊系統的程控交換
根據高速公路通訊系統業務的內容和特點，通訊系統採用三級程控交換，第一級交換中心設在高速公路總公司通訊總中心，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，並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，以便組成一個多迂迴、多路由的程控數字交換網。
2.3 話音通訊系統
高速公路通訊網話音系統包括業務電話系統、指令電話系統和行動電話系統。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、通訊、供電、配電及養護等***提供內、外業務***。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排程指令。為便於交通控制和交警業務排程，在監控中心和分中心可分別設定兩套指令電話控制檯，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。指令電話控制檯設定在各路公司內，分監控指令控制檯和交警指令控制檯，分別控制所轄路段各指令電話機和交警用指令電話機；指令電話控制檯具群呼、組呼、單呼功能及自動錄音功能；指令電話控制檯具有轉接功能，即實現指令電話控制檯與指令電話機之間的轉接。
2.4 移動通訊系統
行動通訊，就是指通訊雙方至少有一方在移動中進行資訊交換。行動通訊不僅指雙方的通話,還應包括資料、傳真、影象等業務。移動通訊系統可以自己建網，也可以租用郵電部建立的公用蜂窩行動通訊網。郵電部公用蜂窩行動通訊網可實現全省漫遊，管理也比較方便，可以省去了自己建網的費用，但公用蜂窩行動通訊網費用很高，同時不能完成高速公路網要求群呼、組呼等排程功能。自行建立高速公路行動通訊專用網，可以解決上述不足，但建網投資很大。建議高速公路移動通訊系統自己建立專業行動通訊網,採用800MHz叢集移動通訊系統。據瞭解，遼寧省高速公路管理系統應用行動通訊較為先進，行動通訊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影象傳輸可將道路現場的活動影象，利用影象傳輸系統的能力把影象資訊用電訊號的方式傳送到遠方，清楚地再現在螢幕上，有利於管理人員做出控制決策。活動影象傳輸採用光纜傳輸方式，高速公路監控攝像點不太多的特點，一般採用一對一***一攝像頭對一監視器***方式傳輸到各路監控中心。通過視訊切換方式，由總部的控制訊號來選取所需的影象訊號，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執行情況，以便進行巨集觀管理。
監控系統主要由兩部分組成:監控中心計算機系統和外場裝置。
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，它包括通訊控制器、網路伺服器、交換式集線器、終端計算機等。這些計算機組成區域網，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區域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的區域網，只是多了一臺通訊控制器，它配有多序列介面控制器，用於外場裝置與中心的資料通訊管理。
3.2 監控中心的外場裝置
監控的外場裝置包括車輛檢測器，可變情報板，可變限速標誌，氣像檢測器等。由於這些檢測點***資料採集點***距離通訊站較遠，相對分散，且資料量較小，無法採用標準的高速資料介面進行傳輸，因此在每個遠端資料點配一臺MODEM,將資料傳到就近通訊站的ONU，最後通過通訊系統傳至監控中心通訊控制器。
3.3 監控資料傳輸
監控資料分二級管理:監控中心、監控外場裝置。通訊系統在各站綜合業務接人網的ONU裝置業務通道中提供足夠的2/ 4wVF介面，監控資料採用模擬傳輸方式，通過這些音訊介面完成，由監控系統提供MO-DEM進行數模轉換。
3.4監控影象傳輸
監控系統在全線設定了一定數量的攝像機，各攝像機的影象和控制訊號均要傳至監控中心。通訊系統負責為攝像機的影象和控制訊號傳輸提供光電纜，視訊影象訊號和控制訊號經過數字/視訊複用光端機複用後，佔用一根光纖。
結束語
通訊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，務必對其通訊裝置及通訊技術作出更高要求。對此，只有更好地瞭解及熟悉通訊系統的應用原理，才能更好地為高速公路通訊技術的不斷髮展建立一個正確的認識平臺。
關鍵詞：高速公路；通訊；原理
高速公路機電工程中的通訊系統屬於基礎類設施，主要為收費、監控系統提供資訊***話音、資料、影象***傳輸通道，由光纜數字傳輸系統、程控數字交換系統、移動通訊系統、緊急電話系統等組成。根據其通訊系統在高速公路行業的應用特點，高速公路通訊網主要由長途通訊幹線傳輸網、程控數字交換機、資料傳輸網、影象傳輸網、行動通訊網和衛星通訊網等部分組成,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採用半自動收費方式，即人工判別車型，車道***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 。為便於計算機聯網收費，聯網收費區域內均應採用同一種 通行卷。
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區域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的區域網。各區域網之間、收費中心與區域拆帳中心之間需要通過通訊系統實現資料傳輸進行勾通。
1.2 收費資料傳輸
收費資料分三級管理: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資料傳輸是通過資料通道直接傳輸的，各通訊站的ONU裝置提供必要的2Mbps *** G . 703***資料通道介面。通訊與收費系統是通過收費站和收費中心的路由器連線起來的，在區域收費聯網的情況下，路由器至少要具備兩個E1***G.703***介面，一路傳往收費中心，一路傳往區域拆賬中心。
收費系統在個收費站廣場出口均設定了攝像機，各攝像機的影象訊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訊及控制訊號傳輸是由收費系統完成的，而影象及控制訊號的遠端傳輸與監控有所不同，未採用複用方式，庵個攝像機影象對應一芯光纖，而控制訊號是經MODEM通過通訊系統的話路通道傳輸的。
2 通訊系統
2.1 通訊幹線傳輸
長途通訊幹線傳輸系統設計的正確與否，決定著整個通訊系統質量，它不僅關係到能否實現現代通訊網設計的目的，還關係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採用光纖通訊系統。高速公路通訊系統長途通訊幹線傳輸網採用光纖通訊，這是因為:
高速公路通訊網要求同時傳輸語音、資料和影象通，信量較大，選用頻帶、通訊容量大的光纖通訊系統是合理的。
光纖通訊具有通訊容量大、抗電磁干擾能力強、通訊質量高、傳輸距離長等特點，是其它通訊傳輸方式無可比擬的。
光纜通訊中繼距離長，適應公路沿線各通訊站點間距離不一致的實際情況。
採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,從經濟上佔有優勢。
2.2 通訊系統的程控交換
根據高速公路通訊系統業務的內容和特點，通訊系統採用三級程控交換，第一級交換中心設在高速公路總公司通訊總中心，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，並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，以便組成一個多迂迴、多路由的程控數字交換網。
2.3 話音通訊系統
高速公路通訊網話音系統包括業務電話系統、指令電話系統和行動電話系統。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、通訊、供電、配電及養護等***提供內、外業務***。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排程指令。為便於交通控制和交警業務排程，在監控中心和分中心可分別設定兩套指令電話控制檯，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。指令電話控制檯設定在各路公司內，分監控指令控制檯和交警指令控制檯，分別控制所轄路段各指令電話機和交警用指令電話機；指令電話控制檯具群呼、組呼、單呼功能及自動錄音功能；指令電話控制檯具有轉接功能，即實現指令電話控制檯與指令電話機之間的轉接。
2.4 移動通訊系統
行動通訊，就是指通訊雙方至少有一方在移動中進行資訊交換。行動通訊不僅指雙方的通話,還應包括資料、傳真、影象等業務。移動通訊系統可以自己建網，也可以租用郵電部建立的公用蜂窩行動通訊網。郵電部公用蜂窩行動通訊網可實現全省漫遊，管理也比較方便，可以省去了自己建網的費用，但公用蜂窩行動通訊網費用很高，同時不能完成高速公路網要求群呼、組呼等排程功能。自行建立高速公路行動通訊專用網，可以解決上述不足，但建網投資很大。建議高速公路移動通訊系統自己建立專業行動通訊網,採用800MHz叢集移動通訊系統。據瞭解，遼寧省高速公路管理系統應用行動通訊較為先進，行動通訊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影象傳輸可將道路現場的活動影象，利用影象傳輸系統的能力把影象資訊用電訊號的方式傳送到遠方，清楚地再現在螢幕上，有利於管理人員做出控制決策。活動影象傳輸採用光纜傳輸方式，高速公路監控攝像點不太多的特點，一般採用一對一***一攝像頭對一監視器***方式傳輸到各路監控中心。通過視訊切換方式，由總部的控制訊號來選取所需的影象訊號，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執行情況，以便進行巨集觀管理。
監控系統主要由兩部分組成:監控中心計算機系統和外場裝置。
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，它包括通訊控制器、網路伺服器、交換式集線器、終端計算機等。這些計算機組成區域網，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區域網。收費中心內的計算機構成中心獨立的區域網，只是多了一臺通訊控制器，它配有多序列介面控制器，用於外場裝置與中心的資料通訊管理。
3.2 監控中心的外場裝置
監控的外場裝置包括車輛檢測器，可變情報板，可變限速標誌，氣像檢測器等。由於這些檢測點***資料採集點***距離通訊站較遠，相對分散，且資料量較小，無法採用標準的高速資料介面進行傳輸，因此在每個遠端資料點配一臺MODEM,將資料傳到就近通訊站的ONU，最後通過通訊系統傳至監控中心通訊控制器。
3.3 監控資料傳輸
監控資料分二級管理:監控中心、監控外場裝置。通訊系統在各站綜合業務接人網的ONU裝置業務通道中提供足夠的2/ 4wVF介面，監控資料採用模擬傳輸方式，通過這些音訊介面完成，由監控系統提供MO-DEM進行數模轉換。
3.4監控影象傳輸
監控系統在全線設定了一定數量的攝像機，各攝像機的影象和控制訊號均要傳至監控中心。通訊系統負責為攝像機的影象和控制訊號傳輸提供光電纜，視訊影象訊號和控制訊號經過數字/視訊複用光端機複用後，佔用一根光纖。
結束語
通訊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，務必對其通訊裝置及通訊技術作出更高要求。對此，只有更好地瞭解及熟悉通訊系統的應用原理，才能更好地為高速公路通訊技術的不斷髮展建立一個正確的認識平臺。
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