论高速公路机电工程通信系统技术范文
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【摘要】随着社会经济发展速度的不断加快，高速公路机电工程的建设规模日渐扩大。机电工程通信系统的运行水平直接影响高速公路的安全性和可靠性，为充分发挥通信技术在高速公路机电工程中的积极作用，需加强通信系统管理力度，做好通信系统维修保养工作。论文从硬件结构、软件结构以及应用在该系统中的关键技术3个方面对高速公路机电工程通信系统进行了介绍，并提出了对该系统的管理对策。
【关键词】高速公路机电工程；通信系统；实际应用
1高速公路机电工程通信系统概述
通信系统是高速公路机电工程中的重要组成部分，作为三大系统中的主要功能传输系统，可直接影响高速公路整体的管理运营水平。高速公路通信系统与收费系统、监控系统功能互补，可专项完成高速公路管理运营期间的各项工作。通信系统具有数据传输功能，能够将高速公路运行及管理期间的各类信息进行处理并快速传输，确保收费系统、监控系统等系统的数据信息能够被快速传输到服务系统内，供相关管理部门使用。高速公路机电工程通信系统由监控设备、信息处理器、服务器等电子设备构成。由于当前高速公路建设规模不断扩大，里程不断增加，仅采用原有信息通信方式无法满足公路全面监管要求[1]。现阶段公路机电工程内的通信系统使用了更加先进的通信技术及设备，可以有效保存及传输高速公路运营及收费等环节的各类数据信息。通过分析这些数据，可以及时发现并解决高速公路整体运行期间存在的各类问题。
2高速公路机电工程通信系统的结构
2.1高速公路机电工程通信系统的硬件结构
在高速公路机电工程通信系统中，通信系统由光传输、语音交换、通信电源、通信管道工程组成。为沿线所管辖路段的运营管理、服务、监控、收费等部门提供数据、图像视频、语音和传真等多种通信业务。按目前高速公路机电工程的建设规模、管理要求及功能要求，光传输系统由干线光传输系统和区间光综合业务接入网构成。一般在通信分中心设置干线分插复用器（ADM）设备。所辖路段与相邻路段采用ADM相连。干线传输网制式采用自动交换光网络（PTN）同步数字体系（SDH），传输等级配置一般为STM-16。所辖路段光综合业务接入网采用双平面传送网（E-PTN）技术构建。收费、监控、语音、专线等传输质量高，但数据量小的业务通过SDH同步数字体系平面来传输。收费、隧道视频、办公自动化等业务量大，但对传输质量要求不高的业务通过分组传送网（PTN）平面来传输。在各通信站、通信点设置光网络单元（ONU），分中心设置光线路终端（OLT）。ONU及OLT采用E-PTN设备，配置10GB(万兆光纤以太网)和STM-4作为传输接口，通信站ONU与OLT之间组成环形拓扑结构，选用闭合的二纤环状网作为自愈环，实现网内业务保护功能。E-PTN设备配置百兆以太网及千兆以太网业务处理板及接口板，构成可靠高效的多业务传输平台。通信分中心设置IP语音综合交换机，负责收容路段管理分中心、养护工区、收费站、服务区及隧道管理所的语音业务。采用软交换技术作为语音业务支持平台。各站区用户配置相应的语音接入网关，用于语音信号的转换和接入。其中，收费站区直接通过通信站接入IP语音交换机，隧道值班室、服务区、停车区的语音业务通过光端机传输至附近通信站后接入IP语音交换机。交换机与网关通过路段接入网提供的以太网传输通道进行联网。分中心设置数字电话机作为指令（调度）电话，其余各通信站设置专用于热线功能的电话机。IP语音综合交换机利用热线及会议电话功能实现分中心对各站点的指挥调度。采用语音网关实现模拟语音电话接入。采用标准话音编解码和压缩技术，将语音信号进行编码处理，封装成IP包，通过IP网络发往指定的被叫媒体网关。IP包送达后，目的地综合接入设备（IAD）经过相反处理过程恢复原有的语音信号，实现语音传输技术（VOIP）和实时IP传真网关功能结构设计（FOIP）的功能。路段交换机与上级、邻路交换机之间采用全自动中继方式（即DOD1+DID），信令采用国家7号信令。当地市话网采用半自动中继方式（即DOD2+BID）。专网用户入市话为LOOP+DTMF，市话用户入专网为市话交换机通过用户线送25Hz铃流入专网。高速公路主线敷设1根单模光缆作为主干通信光缆、1根单模光缆作为路段接入光缆（芯数根据实际需求配置），光缆采用G.652D型光纤光缆，具有1310nm和1550nm窗口，GYTY53轻铠装式。主干光缆用于通信系统联网。路段接入光缆用于外场监控、隧道监控数据、服务区语音的传输。接入网是高速公路机电工程通信系统的基础结构之一，主要职责是信息传递与及时反馈。接入网主要由信息传递网络设备组成，需要在高速公路机电工程通信系统的各个分支处安装。同时，接入网需要贯穿于高速公路整体网络，连接上下级设备。当前，应用在高速公路工程通信系统中的接入网种类较多，但最为常用的是OLT接入网。机电工程通信系统内部交换系统主要由中继连接设备、计费管理设备及用户连接设备组成。在交换系统内部需要构建独立的局域网形式，模拟中继线与发送信令等模式开展设备连接工作。现阶段交换系统常用V5协议，只有通过该协议后，数据才可以高效传输。高速公路机电工程紧急电话系统主要是为保障驾驶人行车安全设置。在高速公路行驶期间会受各类因素的影响，无法从根本上规避交通事故出现[2]。因此，为缩短事故救援时间，通信系统内还设置了紧急电话通信装置，使驾驶人员的人身安全得到根本保障。高速公路机电工程通信系统的运行水平还与其数据传输装置密切相关。数据传输装置主要用于连接通信线路之间的交换机，常用传输媒介为架空明线、电缆、光缆等。合理应用通信装置能够进一步延长数据的传输距离，实现高速公路运营管理期间的长途通信功能。在现阶段传输设备中，还配合使用了频分复用、时分复用、波分复用技术。为保障数据传输装置的安全运行，需要严格遵循数据传输期间的扩容原则，做好光传输、接入设备维护工作，确保通信系统能够始终保持安全可靠的运行状态，实现高速公路主要公路段信号的全覆盖。
2.2高速公路机电工程通信系统软件结构
高速公路机电工程通信系统中的软件主要用来控制系统内部的硬件设施。在软件设计过程中，需细致分析通信系统不同硬件设备的运行特征及功能要求，以便对软件结构及功能进行不断优化。现阶段，高速公路机电工程通信软件系统主要包括事故报警系统、运营安全系统、软件安全及维护系统、资源配置系统等。这些软件功能独立但又紧密联系在一起，借助软件之间的协同运作，能够辅助高速公路通信系统高效完成通信工作。
3高速公路机电工程通信系统关键技术
3.1自动交换光网络技术
在高速公路机电工程通信系统中使用自动交换光网络技术，能够更加全面地展现高速公路工程的运行状况，并对内部设施存在的隐患进行及时排查，确保通信系统能够高效、平稳地运行。自动交换光网络技术需高效运用网络资源，通过人工智能手段增加通信系统的搜索功能，及时上报高速公路运营期间出现的各类问题。将光缆等传输装置与自动交换光网络连接在一起，可最大限度地提升系统的实际运行水平，拓宽信息传输范围。
3.2分组传送网络技术
分组传送网络技术可以进一步增强高速公路机电工程通信系统操作的灵活性，确保系统能够被应用在各环境中，为工作人员提供各类操作平台。与自动交换光网络技术相比，分组传送技术运行效率高、成本低，具有更加广阔的应用前景。高速公路机电工程通信系统中的信息软件可在第一时间内将信息到终端设施上，对设备运行情况进行远程编辑。管理服务器需与此系统及软件连接在一起，以便能够更好地实现信息交互目标。
4高速公路机电工程通信系统管理对策
4.1做好机电工程通信系统的智能化建设工作
为确保通信系统能够更好地满足现代化高速公路的建设需求，应重点关注通信系统的智能化改造工作。细致分析高速公路的车流量、运输能力等数据，结合这些数据制订专项可行的智能化建设方案。注重智能化通信网络建设中的网络安全管理问题，使高速公路区间可以采用互为独立的局域网进行管理。同时，结合高速公路机电工程通信系统的运行形式，选择适宜的通信系统基础设施。充分分析通信设备市场价格变化规律，力争选择出性能良、经济效益显著的设备。
4.2做好机电工程通信系统运维工作
随着高速公路机电工程通信系统内部结构的日渐完善，普通故障问题可以由系统自身的自主诊断修复能力解决。如系统设备出现较为严重的故障问题时，需要运维人员快速赶到现场对故障设施进行运维及修复。相较于高速公路机电工程的其他系统，通信系统内部结构复杂，对运维工作者的专业水平提出了更高的要求。为降低通信系统故障发生概率，还应加强系统日常养护管理能力，细化高速公路机电工程通信系统维修及养护职责，设置专门的系统养护团队，确保通信系统及设备能够始终处于高效稳定运行状态，充分发挥通信系统在高速公路工程运营管理中的积极作用。
4.3重点关注通信系统传输装置的维护工作
因传输装置运行水平可直接影响通信系统的功能，需要重点加强此部分的运维工作。在运维前了解通信设备结构、作业原理及信号流程，营造有利于设备安全运行的环境。现阶段，通信系统可借助预防性监视手段控制故障发生概率。在检查及处理传输装置故障问题时，应当佩戴防静电功能手套，避免在运维工作中出现安全事故。在通信装置运行期间进行实时指标性监测，准确判断故障发生位置及种类，制订专项故障运维处理方案。
5结语
随着社会经济及科学技术发展速度不断加快，应用在高速公路机电工程通信系统中的技术越来越成熟。为确保通信系统能够充分发挥应有的信息传输作用，需要正确分析系统内部的硬件组成及软件组成关系，采用合理的方式加强数据传输管控效果。不断优化机电工程通信系统构架及内部功能，为促进城市高速公路工程高效稳定建设与管理奠定坚实技术基础。
【参考文献】
[1]吕永萍.高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术[J].城市建筑,2019(33):175-176.
[2]宁纪超.高速公路机电工程系统集成设计与施工调试技术探析[J].建筑技术开发,2020(12):81-82.
作者：杨成林 孙福秀 单位：云南纪星交通工程监理咨询有限公司 昆明荣成天宇控制系统工程有限公司