譚聰

摘要：高速公路機(jī)電系統(tǒng)包含三大系統(tǒng)，分別是收費(fèi)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。通信系統(tǒng)在收費(fèi)和監(jiān)控系統(tǒng)中都有著一定的應(yīng)用，其重要性不言而喻。文章結(jié)合具體工程實(shí)例，對高速公路通信系統(tǒng)在收費(fèi)與監(jiān)控中的應(yīng)用實(shí)踐進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，將通信系統(tǒng)應(yīng)用到高速公路收費(fèi)和監(jiān)控中，能夠提高信息傳遞的速度，保證高速公路系統(tǒng)整體的穩(wěn)定可靠運(yùn)轉(zhuǎn)。

關(guān)鍵詞：高速公路;通信系統(tǒng);收費(fèi);監(jiān)控;應(yīng)用實(shí)踐

中圖分類號：U495 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.13282/j.cnki.wccst.2020.11.050

文章編號：1673-4874（2020）11-0185-02

0引言

在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，我國高速公路網(wǎng)絡(luò)基本實(shí)現(xiàn)了全面覆蓋，為區(qū)域之間的往來提供了便利。而在高速公路建設(shè)中，通信系統(tǒng)占據(jù)了非常重要的位置，借助先進(jìn)的通信技術(shù)，高速公路收費(fèi)站的工作效率能夠得到極大提升，公路運(yùn)營的安全性也可以得到保障。分析通信系統(tǒng)在收費(fèi)和監(jiān)控中的應(yīng)用情況，能夠?qū)⑷哂行У亟Y(jié)合在一起，將機(jī)電系統(tǒng)的作用最大限度地發(fā)揮出來，強(qiáng)化高速公路網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)載能力。

1工程概況

某高速公路主線全長122.34km，具體施工內(nèi)容包括路基工程、橋梁工程、隧道工程等。隧道采用的是上下行分離的四車道結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)行車速度80km/h，最大埋深達(dá)到231m，設(shè)計(jì)縱坡為2.65%～2.93%。新的發(fā)展環(huán)境下，其瓶頸效應(yīng)也變得越發(fā)突出，在一定程度上阻礙了當(dāng)?shù)馗咚俟肪W(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，需要進(jìn)行改擴(kuò)建工作，而在這個(gè)過程中，必須高度重視高速公路機(jī)電工程的建設(shè)和完善。

2高速公路機(jī)電系統(tǒng)

作為我國地面交通干線，想要提高高速公路的通行效率，一方面需要提升公路等級，另一方面則應(yīng)該在其機(jī)電系統(tǒng)上下功夫。高速公路機(jī)電系統(tǒng)大致可以分為三個(gè)組成部分，具體如下頁圖1所示。

（1）通信系統(tǒng)。一般是以SDH網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，配合四芯光纖和ADM構(gòu)建通信環(huán)網(wǎng)，組成相應(yīng)的數(shù)字傳輸通道和收費(fèi)系統(tǒng)。通信系統(tǒng)包含了語音通信和移動通信，前者可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)站點(diǎn)之間以及站點(diǎn)與調(diào)度中心之間的通信，可以實(shí)現(xiàn)站點(diǎn)之間的調(diào)度以及突發(fā)事件的協(xié)調(diào);后者能夠?yàn)楦咚傩旭偟能囕v提供移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

（2）收費(fèi)系統(tǒng)?，F(xiàn)階段，我國高速公路收費(fèi)系統(tǒng)采用的是半人工收費(fèi)和ETC相互結(jié)合的方式，樹狀收費(fèi)系統(tǒng)分布在收費(fèi)終端機(jī)，終端機(jī)彼此之間的數(shù)據(jù)缺乏實(shí)際的通信聯(lián)系，需要經(jīng)過通信系統(tǒng)進(jìn)行匯總后才能完成數(shù)據(jù)的計(jì)算和分析。

（3）監(jiān)控系統(tǒng)。高速公路監(jiān)控系統(tǒng)一般被運(yùn)用在收費(fèi)系統(tǒng)和路段閉路監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)Φ缆方煌顩r、隧道以及擁堵路段進(jìn)行控制和監(jiān)督，以此來保證路況暢通。

3高速公路通信系統(tǒng)現(xiàn)狀

高速公路通信系統(tǒng)是高速公路現(xiàn)代化管理中的一個(gè)重要組成部分，能夠及時(shí)準(zhǔn)確地對收費(fèi)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)、語音和圖像信息進(jìn)行傳輸，確保高速公路管理部門之間業(yè)務(wù)聯(lián)絡(luò)的通暢性，也可以在高速公路內(nèi)部各部門與外界之間建立起必要的聯(lián)系。不僅如此，高速公路通信系統(tǒng)也是交通專用通信網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，是交通信息的主要傳輸載體，能夠?yàn)楦黝惥W(wǎng)絡(luò)服務(wù)及會議電視系統(tǒng)提供可靠的傳輸通道。

在高速公路機(jī)電項(xiàng)目中，光纖通信體系是最為常用的系統(tǒng)。為了更好地滿足高速公路通信對于遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?，在?shí)際中一般會用到光纖數(shù)字傳輸體系，其核心原理是借助已經(jīng)搭建完成的通信網(wǎng)絡(luò)體系，將已經(jīng)收集到的信息傳遞到下一級，以此來保證信息傳遞的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和及時(shí)性。最近幾年，我國高速公路發(fā)展迅速，覆蓋全國的高速公路網(wǎng)基本形成，高速公路通信系統(tǒng)也開始從原本的單條線路內(nèi)部通信朝著路網(wǎng)環(huán)境廣域通信的方向轉(zhuǎn)變，不僅現(xiàn)場監(jiān)控站有大量的監(jiān)測數(shù)據(jù)需要傳輸給監(jiān)控中心，收費(fèi)站也需要定期向收費(fèi)中心傳輸數(shù)據(jù)文件，而這些都需要以通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)，從保證通信可靠性的角度，高速公路需要開辟專用的通信網(wǎng)絡(luò)。

4高速公路通信系統(tǒng)在收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用

高速公路收費(fèi)系統(tǒng)并非單一的系統(tǒng)，其本身包含了收費(fèi)站計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)、收費(fèi)車道計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。借助計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)不同中間站收費(fèi)中心和通信系統(tǒng)的有效連接，然后可以根據(jù)不同高速公路段的通信特點(diǎn)和具體情況，借助通信系統(tǒng)三級籌劃能控系統(tǒng)，完成相應(yīng)的信息交換。對高速公路當(dāng)前的收費(fèi)方式進(jìn)行分析，人工收費(fèi)需要由收費(fèi)人員來對過往車輛進(jìn)行識別和收費(fèi)，這樣的收費(fèi)方式效率偏低，容易引發(fā)出口交通堵塞的問題。ETC智能化收費(fèi)系統(tǒng)則是借助智能化設(shè)備來對車輛中的ETC卡進(jìn)行識別，能夠完成自動通過和自動繳費(fèi)，相比較人工收費(fèi)，平均每輛車的通過時(shí)間能夠減少3.8s，而且不需要人工操作，不過其對于通信系統(tǒng)的要求較高，而且難以實(shí)現(xiàn)卡點(diǎn)控制。

在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中，收費(fèi)站計(jì)算機(jī)體系以及收費(fèi)中心計(jì)算機(jī)體系主要是通過路由設(shè)備連接，其能夠改善收費(fèi)系統(tǒng)和通信系統(tǒng)的連接效果。收費(fèi)站局域網(wǎng)控制系統(tǒng)有著相當(dāng)廣泛的覆蓋面，包含了收費(fèi)廣場車道控制計(jì)算機(jī)以及收費(fèi)站控制室計(jì)算機(jī)兩部分。從目前來看，高速公路出入口位置一般都會設(shè)置相應(yīng)的攝像機(jī)，對過往車輛進(jìn)行識別，識別出的車輛信息會經(jīng)由通信系統(tǒng)傳輸?shù)绞召M(fèi)站和收費(fèi)中心，為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。以先進(jìn)技術(shù)為支撐，車輛在經(jīng)過收費(fèi)站時(shí)，可以采用現(xiàn)金支付，也可以使用支付寶、微信等進(jìn)行支付，更可以直接運(yùn)用ECT卡實(shí)現(xiàn)自動支付，服務(wù)的便利性和快捷性大大提高。另外，部分高速公路設(shè)置相應(yīng)的專家分析系統(tǒng)，可以對工作中可能存在的問題和不足進(jìn)行檢查，及時(shí)采取有效的措施進(jìn)行處理。各個(gè)層級中存在著不同分級，能夠發(fā)現(xiàn)下一步操作中的異常狀況，進(jìn)行高效監(jiān)控，然后結(jié)合收費(fèi)中心、局域網(wǎng)和通信系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸，對車輛的進(jìn)出口狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測?，F(xiàn)階段，所有的信息傳輸都并非單純依靠內(nèi)部通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，而是強(qiáng)調(diào)將通信系統(tǒng)作為中間環(huán)節(jié)，逐步向外擴(kuò)展，這樣可以推動高速公路通信系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)的發(fā)展。例如，在各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)，能夠借助通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息的高效傳遞，調(diào)度中心也可以通過通信系統(tǒng)與站點(diǎn)進(jìn)行溝通，調(diào)控交通流量，對突發(fā)狀況進(jìn)行協(xié)調(diào)和處理。

5高速公路通信系統(tǒng)在監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

（1）路段信監(jiān)控信息收集。高速公路里程較長，覆蓋面廣，而且很多路段都屬于人煙稀少區(qū)域，并不像城市一樣監(jiān)控密集。監(jiān)控系統(tǒng)需要在各個(gè)站點(diǎn)和路段設(shè)置相應(yīng)的攝像頭，對公路的路面信息進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，然后借助通信系統(tǒng)來將數(shù)據(jù)收集和整理起來，統(tǒng)一匯總到調(diào)度中心，方便其進(jìn)行統(tǒng)一的調(diào)度管理，形成有效對策，規(guī)避交通事故，保障行車安全。

（2）路段監(jiān)控信息傳輸。在完成高速公路路段監(jiān)控信息的收集后，調(diào)度中心可以借助通信系統(tǒng)，將對應(yīng)路段的信息以及突發(fā)事件反饋給相應(yīng)管理站點(diǎn)以及交警機(jī)構(gòu)。這些信息可以是數(shù)據(jù)圖像，也可以是視頻，但這些信息數(shù)據(jù)量巨大，如果采用傳統(tǒng)租用公用移動蜂窩網(wǎng)絡(luò)的方式來實(shí)現(xiàn)高速公路全段的網(wǎng)絡(luò)覆蓋，會對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男屎托Ч斐珊艽笥绊?，而借助以光纖為基礎(chǔ)的通信系統(tǒng)，能夠保證信息傳輸?shù)母咝院图皶r(shí)性。

（3）突發(fā)狀況應(yīng)急機(jī)制。通信系統(tǒng)終端能夠與各個(gè)收費(fèi)站點(diǎn)、后方調(diào)度中心以及高速交警大隊(duì)實(shí)現(xiàn)有效對接，形成多方鏈接的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，確保管理部門能夠?qū)σ恍┩话l(fā)狀況進(jìn)行應(yīng)急處理。例如，高速公路上車輛的行駛速度快，加上節(jié)假日車輛眾多，容易發(fā)生交通事故，而通過通信系統(tǒng)與監(jiān)控系統(tǒng)的配合，能夠幫助高速公路管理部門及時(shí)掌握最新的事故信息和路段擁堵情況，啟動應(yīng)急預(yù)案進(jìn)行處理，保證高速公路的正常運(yùn)營。針對多數(shù)道路狀況，高速公路應(yīng)該重視對于通信技術(shù)的合理應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際監(jiān)控需求，配備足夠數(shù)量的2/4WVF接口，將之與ONU設(shè)備連接在一起，將獲取到的信息轉(zhuǎn)化為模擬信號，方便傳輸，以此來提升高速公路的通行能力。

6結(jié)語

總而言之，社會經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提出了許多新的要求，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展離不開交通系統(tǒng)的支撐，而高速公路作為我國陸路交通系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵組成部分，不僅使用頻率高，而且會對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展產(chǎn)生巨大影響?，F(xiàn)階段，覆蓋全國的高速公路干線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)基本成型，對于高速公路信息化建設(shè)也提出了更高的要求。在積極引入先進(jìn)信息技術(shù)的同時(shí)，應(yīng)該將通信系統(tǒng)應(yīng)用到收費(fèi)和監(jiān)控系統(tǒng)中，推動三者的有效結(jié)合，在帶動收費(fèi)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)展的同時(shí)，為我國高速公路現(xiàn)代化建設(shè)提供更加優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。