高速公路機電工程通信系統(tǒng)技術探析

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摘要：在現代交通運輸業(yè)的發(fā)展中，高速公路起到了非常重要的作用，而機電工程又是高速公路工程中的關鍵因素，是確保安全穩(wěn)定通行的基礎支持系統(tǒng)。在當前通信技術不斷升級換代的大背景下，在建設高速公路機電工程時應充分考慮實際情況，積極引入先進技術，統(tǒng)籌相關方面的具體安排，明確高速公路機電工程通信系統(tǒng)技術的應用發(fā)展趨勢?；诖耍疚闹饕治龈咚俟窓C電工程通信系統(tǒng)技術的相關內容。

關鍵詞：高速公路；機電工程；通信技術

0引言

高速公路是我國的基礎道路設施，給人們提供了一個出行條件。高速公路的使用必須以大量技術為支撐，而機電工程通信技術是高速公路安全運行的關鍵技術，在高速公路的交通安全、收費服務、監(jiān)控等多方面管理中起著重要的作用。高速公路在運行過程中，應建設穩(wěn)定有效的通信系統(tǒng)，確保各個模塊之間的高效溝通和協(xié)作，更好地實時同步傳輸車輛通行的相關信息，為交通管理提供數據依據，確保交通運輸行業(yè)的高質量發(fā)展。

1高速公路機電工程通信系統(tǒng)概述

高速公路機電工程通信系統(tǒng)，是高速公路運營、監(jiān)控、收費、通信等各個模塊工作的數據來源、技術支持。在高速公路運行與管理過程中，機電通信系統(tǒng)可以充分發(fā)揮其采集、監(jiān)控、傳輸等通信功能，特別是在相關圖像、語音等揭示過程中，都有通信系統(tǒng)技術的應用優(yōu)勢。在高速公路管理系統(tǒng)當中，機電通信系統(tǒng)具有復雜、綜合的特點，應用的設備包括有光纜線路、傳感器、傳輸設備等，形成了光纖數字、監(jiān)控、采集、傳輸等系統(tǒng)。光纖數字系統(tǒng)，其主要作用是傳遞高速公路上車輛通行的相關信息，并與各個職能部門進行實時同步的數據傳輸與交流溝通，確保各類信息的實時同步傳輸。此外，監(jiān)控系統(tǒng)也是重要的組成模塊，可以清晰客觀地記錄高速公路運行狀況，并將實時畫面同步傳輸到核心管理平臺，便于管理人員隨時隨地掌握高速公路的運行實況。高速公路的通信系統(tǒng)，主要具有采集、傳輸、分析高速公路運行過程中產生的圖像、語音及各類數據的功能。這些內容都是通信系統(tǒng)中的業(yè)務模塊，需要在通信技術的支持下實現，在鑒別與處理相關數據信息時提升工作效能。除分析處理圖像、語音等功能外，還具有管理配置通信網元設備、架構通信系統(tǒng)等功能，均發(fā)揮著非常重要的作用。完整有效的機電通信系統(tǒng)，是確保高速公路處于安全運行狀態(tài)的技術基石，是協(xié)助監(jiān)控、預警、分析處理不安全因素的保障。

2高速公路機電工程通信系統(tǒng)技術

21自動交換光網絡技術

高速公路的發(fā)展對機電工程通信系統(tǒng)也提出了更加嚴格的要求，這就要求信息處理模式的進一步完善優(yōu)化，以提高系統(tǒng)擴展能力，實現自動搜索、排查并解決通信過程中存在的問題，為高速公路穩(wěn)定運行提供技術支持。自動交換光網絡技術，主要以同步數字序列和光傳送網為基礎，以光纖為傳輸介質，通過控制平面來完成自動交換、連接控制，具有支持快速業(yè)務配置、支持流量工程、適用多種傳送技術、支持多品牌設備環(huán)境下的控制等優(yōu)點。在實際工作中，自動交換光網絡技術支持永久連接、交換連接、軟永久連接等三種連接類型，滿足不同網絡的需求。在通信系統(tǒng)當中主要發(fā)揮著利用光纜路由和擴展系統(tǒng)的功能。該技術的篩選能力非常明顯，適用于排查故障，可以起到降低人力成本和提升工作效率的作用。

22分組傳送網技術

分組傳送網技術，主要是以PIN技術為基礎，在IP和底層傳輸介質當中設置一個層面，實行分組操作，便于其他業(yè)務的同時開展。由于增設了一個層面，自我操作空間有了很明顯的拓展，但并不會影響到整體系統(tǒng)的結構和性能。與自動交換光網絡技術相比，分組傳送網技術的使用成本非常低，并擁有非常突出的光傳輸優(yōu)勢，可以為高速公路機電工程的通信提供實用、安全的保障。

23異步傳輸網絡技術

異步傳輸網絡技術，是利用LAN或WAN技術來傳輸數據信息，每一個字符可以獨立形成一個幀并獨立傳輸，一個連續(xù)字符串也會形成連續(xù)的獨立幀進行獨立傳輸，不同字符之間的間隔又是隨機任意的，因此具有傳輸效率高、應用靈活等優(yōu)勢。在該技術下，可以將高速公路上產生的一切語音、視頻、圖片等數據進行傳送，提升傳輸質量，極大程度地避免掉幀、馬賽克等問題，是高速公路海量數據實時高質量傳輸的技術保障。

3高速公路通信系統(tǒng)技術的應用

在高速公路的建設過程中，通信系統(tǒng)技術在隧道工程中的應用較為廣泛。以華北某市小紅嶺隧道工程為例，詳細說明通信系統(tǒng)技術的具體應用。該工程全長1652米，機電工程通信系統(tǒng)技術涵蓋到通風、監(jiān)控、供配電等三個系統(tǒng)。

31隧道通風系統(tǒng)

高速公路隧道工程通風系統(tǒng)的建設，需要嚴格按照設計規(guī)范來推進，結合施工現場的數據，合理選擇通信技術，以確定較為理想的通風控制方案。在某市小紅嶺隧道工程中，結合火災等特殊情況，制定了人工控制與智能控制相結合的通風系統(tǒng)，以分組傳送網技術為主要通信技術。其不同情況下的控制要求如表1所示。為了實時掌握隧道內部的交通狀況，還需要在隧道內部安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通常每隔10米設置一個傳感器組件，采集車輛通行信息、空氣數據，經分組傳送網絡傳輸數據，便于管理部門根據實際情況及時調整隧道內空氣含量，確保車輛安全通行。

32隧道監(jiān)控系統(tǒng)

高速公路隧道內的監(jiān)控系統(tǒng)，是機電工程通信技術應用較廣泛的組成部分，比如現場控制、閉路電視、交通監(jiān)控、緊急電話等分系統(tǒng)?，F場控制網絡在某市小紅嶺隧道工程中，采取工業(yè)以太網的方式進行通信控制，其通信網絡包括有隧道管理中心、隧道區(qū)域控制、本地控制網絡三個層面，分別具有不同的功能，如圖1所示。當隧道內光纖出現工作障礙時，可以通過迂回路由保障通信信道的可靠數據來傳輸數據。為確保機電工程安全運行，隧道內的所有機電設備均由工業(yè)控制計算機統(tǒng)一監(jiān)管，對全隧道實現全面、持續(xù)性的監(jiān)控管理。閉路電視系統(tǒng)閉路電視系統(tǒng)主要包括有圖像采集、傳輸、攝像、管理等設備，采取異步傳輸網絡技術，對隧道內的車輛運行狀況進行實時監(jiān)控，如圖2所示。在某市小紅嶺隧道工程中，結合閉路電視系統(tǒng)的布設標準，在隧道入口處與隧道內每隔15米安裝一臺高清云臺攝像機，并確保水平、垂直兩個方向各均可360度抓拍錄像。在強光位置，采用抑制功能來實現對光線的弱化，而在背光位置，則通過背光補償來強化光線，進而實現高質量的監(jiān)控畫面的記錄，為交通管理部門提供客觀依據。交通監(jiān)控系統(tǒng)在隧道內部，通過設置傳感器，來進一步明確車輛運行狀況與相關信息。在某市小紅嶺隧道工程中，主要設置有紅外傳感器、微波傳感器等，其功能如表2所示。在隧道交通監(jiān)控系統(tǒng)中，采用自動交換光網絡技術來支持各個傳感器的數據通信，將各個傳感器采集到的數據信息實時同步傳輸到控制中心，由計算機按照數據參數的不同標準明確隧道內部的車輛具體信息，便于及時發(fā)現車輛違章違法行為，確保通行安全。緊急電話系統(tǒng)隧道工程內的緊急電話系統(tǒng)，主要由調度控制室、分機、傳輸線等共同組成。如圖3所示。為了確保隧道內部所有位置的通信合理，需要規(guī)范安裝位置，在隧道內每隔200米安裝一臺緊急電話，并在其上方標注警示提醒標識，避免出現亂用的現象。同時，由于隧道入口處出現交通事故的機率偏高，因此隧道入口距離200米以外再行安裝緊急電話，避免交通事故對正在使用電話者可能造成的影響。

33隧道供配電系統(tǒng)

在隧道內建設供配電系統(tǒng)，是確保隧道內部良好照明的有效保障，并通過通信技術的應用來實現供配電相關數據的實時傳輸，為供電企業(yè)、交通監(jiān)管部門提供決策依據。在設計隧道供配電系統(tǒng)時，應遵循標準規(guī)范，參考隧道內部機電工程各個設備的供電負荷、電壓、電流等參數，進行供配電建設方案的制定。

4結論

當前，社會各界越來越重視交通運輸業(yè)的發(fā)展，越來越重視機電通信系統(tǒng)的應用。有關部門必須引進現代技術，支持高速公路的發(fā)展。本文詳細分析了高速公路機電通信系統(tǒng)的背景和特點，針對存在的問題制定了相應的解決方案，充分發(fā)揮通信技術在高速公路建設中的作用，逐步完善高速公路機電通信系統(tǒng)，為高速公路發(fā)展提供良好服務。

作者:張亢 單位:河北高速公路集團有限公司石安分公司