城市快速路智能交通通信系統(tǒng)

熊啟鵬，張 杰

（上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 20092）

0 前言

城市快速路智能交通系統(tǒng)是將先進的信息采集技術、通信技術、數(shù)據(jù)處理技術、計算機技術、軟件開發(fā)技術等綜合應用于城市快速路網，從而提高道路交通管理、控制和服務水平，建立一種安全、高效及舒適的道路交通運輸系統(tǒng)。城市快速路智能交通通信系統(tǒng)是城市快速路智能交通系統(tǒng)的基礎支撐平臺，負責智能交通系統(tǒng)的信息傳輸和交換，是智能交通系統(tǒng)建設成功與否的關鍵因素之一。

城市快速路智能交通通信系統(tǒng)主要內容通常包括：通信管道、通信設備（光端機、以太網交換機等）和通信介質（光纜、電纜等），下面分別介紹。

1 通信管道設計

1.1 通信管道設計原則

（1）滿足交警、公安等管理部門基本需求；

（2）結合道路建設進行敷設，以暗埋為主；

（3）管道容量適度超前，因管道敷設須配合道路建設進行，因此擴容成本很高，所以在敷設管道時應預留有一定的余量；

（4）結合供電箱變、電信等通信公司通信點設置高架橋梁引下點；

（5）路網管道需具有系統(tǒng)性。

1.2 通信管道材料選擇

通信管道常用材料有：PE管、PVC管、硅芯管、鋼管等，下面分別介紹各類管材的優(yōu)、缺點：

（1）PE管內壁光滑、拉伸性好、柔韌性好、耐低溫、便于施工。

（2）PVC管優(yōu)點是重量輕、耐腐蝕、價格便宜、密封性好；缺點是彈性小、易碎裂，進行防撞墻混凝土振搗時，混凝土漿液容易沿破碎處灌進PVC管內，造成管道阻塞，后期無法進行光纜穿線。

（3）硅芯管內壁覆蓋一層硅質潤滑劑，摩擦系數(shù)小，適合長距離光纜敷設，一般多用在高速公路，用來保護光纜，可進行吹氣法施工，提高施工進度。

（4）鋼管抗壓強度高，但易腐蝕，成本較高，一般用于橫穿道路。

根據(jù)以上分析，城市快速路縱向管道一般采用PE管，橫穿管道一般采用鋼管。

1.3 通信管道設計

城市快速路智能交通縱向管道一般敷設在兩側防撞墻內，每隔一定距離設置橫穿管，管道接續(xù)可利用照明接線箱，僅在設置監(jiān)控設備增設接線箱?？v向管道全線貫通，在標段起終點處設置接線箱用于相鄰標段監(jiān)控管道的接入。橫穿管一般每500 m左右設置一道，敷設于橋梁鋪裝層底部。受防撞墻內鋼筋間距限制，防撞墻內縱向管道一般選用2或3根φ75 mm左右管道（見圖1）?？紤]到橋面鋪裝層厚度及車輛負荷，橫穿管一般選用4根SCφ32 mm左右鍍鋅鋼管。橋梁段管道與地面管道溝通采用引上管道或橋架方式，管材一般選用3根φ75 mm左右管道或相當于3根φ75 mm管道容量的橋架。

圖1 橋梁段縱向管道

地面縱向管道根據(jù)交警、公安等管理部門需求，一般敷設2或3根φ75 mm左右管道，敷設在分隔帶或人行道下，埋深不小于0.7 m，每50 m左右設置接續(xù)手井，與其他地下管線及建筑物間最小凈距見表1。

表1 智能交通地面道路通信管道與其他地下管線及建筑物間最小凈距表

根據(jù)交通組織，在地面交叉路口敷設6根/4根SCφ100 mm鋼管。過路鋼管管頂距地面不小于0.6 m。在分隔帶及人行道設置接線井。

1.4 通信管道施工要求

PE管道必須光滑、平整，無砂眼、氣泡和下陷痕跡。管內應預穿好敷纜用的鐵絲，鐵絲伸出兩端管口500 mm，管口應用麻布、棉紗或木塞封堵嚴密，以防泥沙進入管內。

鋼管表面熱鍍鋅處理。鋼管的內外表面鍍鋅層應完整，不允許有未鍍上鋅的黑斑和氣泡存在。鋼管鍍鋅后表面可進行鈍化處理。

鋼管進入手井時應將管口切成與孔壁同一平面，鋼管應縮入井壁一定距離并用水泥砂漿將管口抹成圓楞。

鋼管管道彎曲半徑不小于管徑6倍，管內應預穿好敷纜用的鐵絲，鐵絲伸出兩端管口500 mm，管口應用麻布、棉紗或木塞封堵嚴密，以防泥沙進入管內。

2 通信系統(tǒng)設計

2.1 通信系統(tǒng)設計原則

（1）滿足現(xiàn)階段通信需求，預留適量通信接口；

（2）模塊化結構，方便未來通信擴容；

（3）與交警、公安等管理部門既有系統(tǒng)兼容；

（4）“光進銅退”，盡量使用光纜通信。

2.2 通信系統(tǒng)業(yè)務及其接入特點

城市快速路通信系統(tǒng)業(yè)務可歸納為視頻圖像、數(shù)據(jù)兩大類。視頻圖像主要是視頻監(jiān)控子系統(tǒng)產生的視頻信息，要求對視頻圖像進行實時傳輸，且數(shù)據(jù)量大，通信系統(tǒng)傳輸壓力較大。數(shù)據(jù)業(yè)務主要是信息誘導發(fā)布子系統(tǒng)、交通信號控制子系統(tǒng)、違法取證子系統(tǒng)、交通參數(shù)檢測子系統(tǒng)、入口匝道控制子系統(tǒng)等產生的數(shù)據(jù)信息，數(shù)據(jù)信息量相對較小。

2.3 通信系統(tǒng)組網分析

高速公路通信網的應用技術主要有SDH、ATM及以太網技術，而城市快速路通信系統(tǒng)主要是通過光端機點對點傳輸、以太網技術進行視頻和數(shù)據(jù)的傳輸。其中，光端機分為視頻光端機、數(shù)據(jù)光端機及視頻數(shù)據(jù)復用光端機。

以太網交換機常用的有百兆以太網交換機和千兆以太交換機。如選用以太網進行信息傳輸，因以太環(huán)網具有實時性、可維護性及可靠性等優(yōu)點，工程應用中多是將以太網交換機通過光纖連接成環(huán)，組成以太環(huán)網。

視頻信息可以通過視頻光端機進行點對點信息傳輸，也可以通過以太環(huán)網進行視頻信息傳輸，見圖2、圖5。

圖2 視頻信息點對點傳輸結構圖

同樣，數(shù)據(jù)信息也可以通過數(shù)據(jù)光端機進行點對點信息傳輸，或通過以太環(huán)網進行數(shù)據(jù)信息傳輸，見圖3、圖5。

圖3 數(shù)據(jù)信息點對點傳輸結構圖

在視頻信息量較小的情況下，視頻信息可以和數(shù)據(jù)信息一起傳輸，組成視頻數(shù)據(jù)復用通信網絡，見圖4、圖5。

圖4 視頻數(shù)據(jù)信息復用點對點傳輸結構圖

圖5 視頻數(shù)據(jù)信息復用以太環(huán)網傳輸結構圖

2.4 通信光纜施工要求

（1）光纜的機械性能應能經受拉伸、壓扁、沖擊、反復彎曲、扭轉、曲繞、掛鉤等項檢驗；

（2）光纜應具有防潮、防水、防鼠咬、防腐蝕、防雷等保護措施；

（3）光纜敷設彎曲半徑不應小于光纜外徑的20倍；

（4）光纜敷設最大拉力不應超過1500 N，且拉力應作用在光纜加強芯上。

3 結論

城市快速路智能交通系統(tǒng)在我國處于起步階段，但在提高道路使用率、保障交通安全、緩解交通擁堵、減少空氣污染等方面的顯著效果已經得到廣泛的認可，包括北京、上海等各大城市都投入大量資金進行建設，是解決城市交通擁堵等問題行之有效的手段，也是世界交通運輸領域研究的前沿課題。

城市快速路智能交通通信系統(tǒng)是城市快速路智能交通系統(tǒng)的基礎支撐平臺，負責智能交通系統(tǒng)的信息傳輸和交換，是智能交通系統(tǒng)建設成功與否的關鍵因素之一。伴隨著科技的進步，城市快速路智能交通系統(tǒng)及其通信系統(tǒng)也將不斷進行技術革新，并為城鎮(zhèn)居民交通出行狀況的改善提供更強有力的支撐。

[1]GB 50373-2006，通信管道與通道工程設計規(guī)范[S].

[2]王煒，過秀成.交通工程學[M].南京：東南大學出版社，2000.