摘要：本文主要釷對高速公路通信系統(tǒng)的應(yīng)用原理進(jìn)行闡述。
關(guān)鍵詞：高速公路；通信；原理
　　高速公路機(jī)電工程中的通信系統(tǒng)屬于基礎(chǔ)類設(shè)施，主要為收費、監(jiān)控系統(tǒng)提供信息(話音、數(shù)據(jù)、圖像)傳輸通道，由光纜數(shù)字傳輸系統(tǒng)、程控數(shù)字交換系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)、緊急電話系統(tǒng)等組成。根據(jù)其通信系統(tǒng)在高速公路行業(yè)的應(yīng)用特點，高速公路通信網(wǎng)主要由長途通信干線傳輸網(wǎng)、程控數(shù)字交換機(jī)、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)、圖像傳輸網(wǎng)、移動通信網(wǎng)和衛(wèi)星通信網(wǎng)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(jìn)行詳細(xì)介紹。
　　
　　1 收費系統(tǒng)
　　高速公路收費系統(tǒng)一般采用半自動收費方式，即人工判別車型，車道入口發(fā)放通行卷，出口驗卷，計算通行費，人工收費，計算機(jī)管理，輔以車輛檢測器校核，閉路電視監(jiān)視。目前，提倡計算機(jī)聯(lián)網(wǎng)收費。遠(yuǎn)期，逐步實現(xiàn)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(jī)聯(lián)網(wǎng)收費，聯(lián)網(wǎng)收費區(qū)域內(nèi)均應(yīng)采用同一種 通行卷。
　　1.1 計算機(jī)收費系統(tǒng)
　　計算機(jī)收費系統(tǒng)一般分兩級，即收費中心計算機(jī)系統(tǒng)和收費站計算機(jī)系統(tǒng)。收費站控制室計算機(jī)與該站的收費廣場車道控制計算機(jī)組成該站的局域網(wǎng)。收費中心內(nèi)的計算機(jī)構(gòu)成中心獨立的局域網(wǎng)。各局域網(wǎng)之間、收費中心與區(qū)域拆帳中心之間需要通過通信系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)行勾通。
　　1.2 收費數(shù)據(jù)傳輸
　　收費數(shù)據(jù)分三級管理:收費中心計算機(jī)、收費站計算機(jī)及收費車道計算機(jī)。收費站與收費中心之間的數(shù)據(jù)傳輸是通過數(shù)據(jù)通道直接傳輸?shù)模魍ㄐ耪镜腛NU設(shè)備提供必要的2Mbps ( G . 703)數(shù)據(jù)通道接口。通信與收費系統(tǒng)是通過收費站和收費中心的路由器連接起來的，在區(qū)域收費聯(lián)網(wǎng)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(qū)域拆賬中心。
　　1.3 收費圖像傳輸
　　收費系統(tǒng)在個收費站廣場出口均設(shè)置了攝像機(jī)，各攝像機(jī)的圖像信號既要傳到相應(yīng)的收費站又要傳到收費/監(jiān)控中心。從攝像機(jī)到收費站的視頻及控制信號傳輸是由收費系統(tǒng)完成的，而圖像及控制信號的遠(yuǎn)程傳輸與監(jiān)控有所不同，未采用復(fù)用方式，庵個攝像機(jī)圖像對應(yīng)一芯光纖，而控制信號是經(jīng)MODEM通過通信系統(tǒng)的話路通道傳輸?shù)摹?br/> 　　
　　2 通信系統(tǒng)
　　2.1 通信干線傳輸
　　長途通信干線傳輸系統(tǒng)設(shè)計的正確與否，決定著整個通信系統(tǒng)質(zhì)量，它不僅關(guān)系到能否實現(xiàn)現(xiàn)代通信網(wǎng)設(shè)計的目的，還關(guān)系到工程投資的經(jīng)濟(jì)性、合理性和可靠性。目前，高速公路機(jī)電工程基本是采用光纖通信系統(tǒng)。高速公路通信系統(tǒng)長途通信干線傳輸網(wǎng)采用光纖通信，這是因為:
　　高速公路通信網(wǎng)要求同時傳輸語音、數(shù)據(jù)和圖像通，信量較大，選用頻帶、通信容量大的光纖通信系統(tǒng)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(zhì)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(yīng)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(tǒng)中,從經(jīng)濟(jì)上占有優(yōu)勢。
　　2.2 通信系統(tǒng)的程控交換
　　根據(jù)高速公路通信系統(tǒng)業(yè)務(wù)的內(nèi)容和特點，通信系統(tǒng)采用三級程控交換，第一級交換中心設(shè)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(wù)接轉(zhuǎn)，匯接所有來話、去話的轉(zhuǎn)接任務(wù)，并與二級公路網(wǎng)中心聯(lián)接，完成本局話務(wù)接續(xù)與本局以外的話務(wù)轉(zhuǎn)接；第三級交通中心分別設(shè)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(wù)接續(xù)與出入本局的話務(wù)接續(xù)。為了提高系統(tǒng)的可靠性、靈活性及話務(wù)流向的需要，各級交通交換中心之間均可進(jìn)行互連，以便組成一個多迂回、多路由的程控數(shù)字交換網(wǎng)。
　　2.3 話音通信系統(tǒng)
　　高速公路通信網(wǎng)話音系統(tǒng)包括業(yè)務(wù)電話系統(tǒng)、指令電話系統(tǒng)和移動電話系統(tǒng)。業(yè)務(wù)電話系統(tǒng)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(shè)施(如監(jiān)控、收費、服務(wù)區(qū)、停車場、加油站、維修、交警、通信、供電、配電及養(yǎng)護(hù)等)提供內(nèi)、外業(yè)務(wù)聯(lián)系電話。業(yè)務(wù)電話為全網(wǎng)自動撥號，業(yè)務(wù)電話網(wǎng)應(yīng)與市話公用網(wǎng)匯接。指令電話系統(tǒng)主要是為監(jiān)控總中心以及監(jiān)控中心下達(dá)交通監(jiān)控和調(diào)度指令。為便于交通控制和交警業(yè)務(wù)調(diào)度，在監(jiān)控中心和分中心可分別設(shè)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(yīng)自成系統(tǒng)。指令電話控制臺設(shè)置在各路公司內(nèi)，分監(jiān)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(jī)和交警用指令電話機(jī)；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(zhuǎn)接功能，即實現(xiàn)指令電話控制臺與指令電話機(jī)之間的轉(zhuǎn)接。
　　2.4 移動通信系統(tǒng)
　　移動通信，就是指通信雙方至少有一方在移動中進(jìn)行信息交換。移動通信不僅指雙方的通話,還應(yīng)包括數(shù)據(jù)、傳真、圖像等業(yè)務(wù)。移動通信系統(tǒng)可以自己建網(wǎng)，也可以租用郵電部建立的公用蜂窩移動通信網(wǎng)。郵電部公用蜂窩移動通信網(wǎng)可實現(xiàn)全省漫游，管理也比較方便，可以省去了自己建網(wǎng)的費用，但公用蜂窩移動通信網(wǎng)費用很高，同時不能完成高速公路網(wǎng)要求群呼、組呼等調(diào)度功能。自行建立高速公路移動通信專用網(wǎng)，可以解決上述不足，但建網(wǎng)投資很大。建議高速公路移動通信系統(tǒng)自己建立專業(yè)移動通信網(wǎng),采用800MHz集群移動通信系統(tǒng)。據(jù)了解，遼寧省高速公路管理系統(tǒng)應(yīng)用移動通信較為先進(jìn)，移動通信成為快速應(yīng)變能力的強有力手段。
　 3 監(jiān)控系統(tǒng)
　　高速公路監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用圖像傳輸可將道路現(xiàn)場的活動圖像，利用圖像傳輸系統(tǒng)的能力把圖像信息用電信號的方式傳送到遠(yuǎn)方，清楚地再現(xiàn)在屏幕上，有利于管理人員做出控制決策?；顒訄D像傳輸采用光纜傳輸方式，高速公路監(jiān)控攝像點不太多的特點，一般采用一對一(一攝像頭對一監(jiān)視器)方式傳輸?shù)礁髀繁O(jiān)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(jiān)控總部的監(jiān)視器，使總中心也能監(jiān)視到它所關(guān)心的全省高速公路運行情況，以便進(jìn)行宏觀管理。
　　監(jiān)控系統(tǒng)主要由兩部分組成:監(jiān)控中心計算機(jī)系統(tǒng)和外場設(shè)備。
　　3.1 監(jiān)控中心計算機(jī)系統(tǒng)
　　監(jiān)控中心計算機(jī)系統(tǒng)即情報處理系統(tǒng)，它包括通信控制器、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、交換式集線器、終端計算機(jī)等。這些計算機(jī)組成局域網(wǎng)，組網(wǎng)方式:收費站控制室計算機(jī)與該站的收費廣場車道控制計算機(jī)組成該站的局域網(wǎng)。收費中心內(nèi)的計算機(jī)構(gòu)成中心獨立的局域網(wǎng)，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(shè)備與中心的數(shù)據(jù)通信管理。
　　3.2 監(jiān)控中心的外場設(shè)備
　　監(jiān)控的外場設(shè)備包括車輛檢測器，可變情報板，可變限速標(biāo)志，氣像檢測器等。由于這些檢測點(數(shù)據(jù)采集點)距離通信站較遠(yuǎn)，相對分散，且數(shù)據(jù)量較小，無法采用標(biāo)準(zhǔn)的高速數(shù)據(jù)接口進(jìn)行傳輸，因此在每個遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)點配一臺MODEM,將數(shù)據(jù)傳到就近通信站的ONU，最后通過通信系統(tǒng)傳至監(jiān)控中心通信控制器。
　　3.3 監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸
　　監(jiān)控數(shù)據(jù)分二級管理:監(jiān)控中心、監(jiān)控外場設(shè)備。通信系統(tǒng)在各站綜合業(yè)務(wù)接人網(wǎng)的ONU設(shè)備業(yè)務(wù)通道中提供足夠的2/ 4wVF接口，監(jiān)控數(shù)據(jù)采用模擬傳輸方式，通過這些音頻接口完成，由監(jiān)控系統(tǒng)提供MO-DEM進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換。
　　3.4監(jiān)控圖像傳輸
　　監(jiān)控系統(tǒng)在全線設(shè)置了一定數(shù)量的攝像機(jī)，各攝像機(jī)的圖像和控制信號均要傳至監(jiān)控中心。通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)為攝像機(jī)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(jīng)過數(shù)字/視頻復(fù)用光端機(jī)復(fù)用后，占用一根光纖。
　　
　　結(jié)束語
　　通信系統(tǒng)在高速公路建設(shè)行業(yè)中的不斷應(yīng)用，對其技術(shù)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(fā)揮，務(wù)必對其通信設(shè)備及通信技術(shù)作出更高要求。對此，只有更好地了解及熟悉通信系統(tǒng)的應(yīng)用原理，才能更好地為高速公路通信技術(shù)的不斷發(fā)展建立一個正確的認(rèn)識平臺。