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浅谈高速公路通信系统的使用原理
摘要：随着各省市高速公路的不断发展建设，高速公路中机电工程的通信系统属于基础类设施，本文介绍了高速公路通信系统的应用，并对其各主要组成部分的使用原理进行阐述。关键词：高速公路；通信系统
高速公路机电工程中的通信系统属于基础类设施，主要为收费、监控系统提供信息(话音、数据、图像)传输通道，由光缆数字传输系统、程控数字交换系统、移动通信系统、紧急电话系统等组成。根据其通信系统在高速公路行业的应用特点，高速公路通信网主要由长途通信干线传输网、程控数字交换机、数据传输网、图像传输网、移动通信网和卫星通信网等部分组成,本文重点针对高速公路中的通信系统应用进行阐述。高速公路收费系统
高速公路收费系统一般采用半自动收费方式，即人工判别车型，车道入口发放通行卷，出口验卷，计算通行费，人工收费，计算机管理，辅以车辆检测器校核，闭路电视监视。目前，提倡计算机联网收费。远期，逐步实现自动收费方式。通行卷有采用非接触式IC卡，也有采用磁卡。为便于计算机联网收费，联网收费区域内均应采用同一种通行券。
1.1 计算机收费系统
计算机收费系统一般分两级，即收费中心计算机系统和收费站计算机系统。收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网。各局域网之间、收费中心与区域拆帐中心之间需要通过通信系统实现数据传输进行勾通。
1.2 收费数据传输
收费数据分三级管理:收费中心计算机、收费站计算机及收费车道计算机。收费站与收费中心之间的数据传输是通过数据通道直接传输的，各通信站的ONU设备提供必要的2Mbps(G.703)数据通道接口。通信与收费系统是通过收费站和收费中心的路由器连接起来的，在区域收费联网的情况下，路由器至少要具备两个E1(G.703)接口，一路传往收费中心，一路传往区域拆账中心。
1.3 收费图像传输
收费系统在个收费站广场出口均设置了摄像机，各摄像机的图像信号既要传到相应的收费站又要传到收费/监控中心。从摄像机到收费站的视频及控制信号传输是由收费系统完成的，而图像及控制信号的远程传输与监控有所不同，未采用复用方式，庵个摄像机图像对应一芯光纤，而控制信号是经MODEM通过通信系统的话路通道传输的。通信系统的结构
高速公路通信系统主要由以下几部分构成：光纤数字传输系统、程控数字交换系统（含指令电话系统）、紧急电话系统、数据图像传输系统、移动通信系统以及通信电源系统。
（1）光纤数字传输系统是为高速公路沿线设施（诸如程控交换机、业务电话）之间提供话务通信，它还为监控，收费系统的数据、传真、图像等非话业务提供传输通道。光传输系统大多基于SDH，也有早期的PDH在运行。在单条高速公路内部，通信系统选择SDH是毫无疑义的，这是由业务接入特点和技术发展现状决定的。但各条高速公路通信系统的解决方案有所不同，目前一般采用SDH与综合业务接入网相结合的光纤数字传输系统（也有的采用SDH+DLC接入系统模式）。综合业务接入网有三种类型接口，即光线路终端接口（OLT），光网络单元接口（ONU）和维护管理接口。控制中心的OLT通过V5接口完成多业务的接入，将话音业务（BT）、指令业务、数据业务和图像业务等合并到一个传输网络中，同时可实现与DDN、PSPDN等数据网的连接。收费站与控制中心可通过接入网的数字数据接口，如E1、2B+D、V.35、V.24、G.703实现收费数据的上传及管理数据的下达。
（2）程控数字交换系统为高速公路沿线提供业务电话和指令电话，由通信中心的一套汇接局数字程控交换机及若干用户（沿线各管理设施内）组成。具备中国1号、7号、V5信令等设施实现业务的互通，它采用独立的运行维护方法，即为交换机配备一套维护管理终端设备，来负责本站交换机的运行维护。
（3）紧急电话系统为高速公路上驾驶员提供一个直接呼救求援的专用通信系统，该系统在监控中心设紧急电话控制中心，控制本管理区域内的所有紧急电话，是一个独立的系统。
（4）数据、图像传输系统。外场设备与监控中心之间的数据传输是通过电缆、ONU音频通道完成的。监控数据传输采用模拟传输方式，通信系统为监控系统在各站的综合业务接入网的ONU设备业务通道中提供足够的2/4W VF接口。监控系统在沿线设置了一定数量的摄像机，各摄像机的图像和控制信号均要传到监控中心。图像传输采用点对点模拟方式。监控系统
高速公路监控系统应用图像传输可将道路现场的活动图像，利用图像传输系统的能力把图像信息用电信号的方式传送到远方，清楚地再现在屏幕上，有利于管理人员做出控制决策。监控系统主要由两部分组成:监控中心计算机系统和外场设备。
3.1 监控中心计算机系统
监控中心计算机系统即情报处理系统，它包括通信控制器、网络服务器、交换式集线器、终端计算机等。这些计算机组成局域网，组网方式:收费站控制室计算机与该站的收费广场车道控制计算机组成该站的局域网。收费中心内的计算机构成中心独立的局域网，只是多了一台通信控制器，它配有多串行接口控制器，用于外场设备与中心的数据通信管理。
3.2 监控中心的外场设备
监控的外场设备包括车辆检测器，可变情报板，可变限速标志，气像检测器等。由于这些检测点(数据采集点)距离通信站较远，相对分散，且数据量较小，无法采用标准的高速数据接口进行传输，因此在每个远端数据点配一台MODEM,将数据传到就近通信站的ONU，最后通过通信系统传至监控中心通信控制器。
3.3 监控数据传输
监控数据分二级管理:监控中心、监控外场设备。通信系统在各站综合业务接人网的ONU设备业务通道中提供足够的2/ 4wVF接口，监控数据采用模拟传输方式，通过这些音频接口完成，由监控系统提供MO-DEM进行数模转换。
4、结束语
为了保证高速公路其“快速、安全、便捷、舒适”等功能特点能发挥，务必对其通信设备及通信技术作出更高要求。对此，只有更好地了解及熟悉通信系统的应用原理，才能更好地为高速公路通信技术的不断发展建立一个正确的认识平台。参考文献：
1、李桂花-浅论高速公路通信系统的应用原理；《中国新技术新产品》2008年10期
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