無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究

張永珍

（山西交通控股集團(tuán)有限公司運(yùn)城北高速公路分公司收費(fèi)機(jī)電部，山西運(yùn)城044000）

0 引言

無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸作為在信息技術(shù)新革命的大背景下誕生的產(chǎn)物，目前已應(yīng)用于眾多領(lǐng)域，人類(lèi)日常使用的移動(dòng)電話(huà)無(wú)線(xiàn)上網(wǎng)技術(shù)就是無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸最廣泛的應(yīng)用方式。而高速公路無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)又有其獨(dú)特的構(gòu)成，下面就對(duì)這一系統(tǒng)的一般組成進(jìn)行介紹。

1 無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)組成

數(shù)據(jù)傳輸為高速公路機(jī)電系統(tǒng)需實(shí)現(xiàn)的功能之一，在當(dāng)今技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)下使用無(wú)線(xiàn)技術(shù)已成為大勢(shì)所趨。無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)主要由以下兩部分組成：

1.1 數(shù)據(jù)交換機(jī)

該設(shè)備主要應(yīng)用于高速公路語(yǔ)音通話(huà)工作，可通過(guò)通信外線(xiàn)將語(yǔ)音信息直接傳輸至中控計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)將外部電話(huà)轉(zhuǎn)接至內(nèi)部電話(huà)的功能。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)

數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的主要功能是對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)和收費(fèi)系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，由上下行數(shù)據(jù)終端和通信信道組成。其中，上行數(shù)據(jù)終端主要包括服務(wù)器、數(shù)據(jù)傳輸用計(jì)算機(jī)、串口服務(wù)器、調(diào)制解調(diào)器等；下行數(shù)據(jù)終端主要包括通信設(shè)備、信號(hào)收集裝置、調(diào)制解調(diào)器等；通信信道主要包括路由器、交換機(jī)、傳輸系統(tǒng)模塊等。

2 無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的具體應(yīng)用

2.1 監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用

過(guò)去，針對(duì)高速公路露天監(jiān)控設(shè)備間的數(shù)據(jù)傳輸主要依靠有線(xiàn)傳輸模式，這種方法雖然具有可靠性高、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，但其不足之處也同樣明顯：其一是數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶?shí)現(xiàn)需要依靠長(zhǎng)距離的線(xiàn)路鋪設(shè)，工程量較大且非常耗費(fèi)成本；其二是由于高速公路沿線(xiàn)均為露天環(huán)境，各種自然因素都會(huì)對(duì)通信線(xiàn)路的使用壽命產(chǎn)生影響，因此對(duì)相關(guān)線(xiàn)路的維護(hù)又形成了一筆不菲的開(kāi)支。因此，在近些年無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)興起后，傳統(tǒng)的有線(xiàn)傳輸技術(shù)已逐步被取代。

無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)主要基于現(xiàn)行的移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（GPRS/CDMA），其數(shù)據(jù)傳輸功能的實(shí)現(xiàn)只需布設(shè)通信設(shè)備及基站，工程量小，且由于硬件設(shè)備大多置于室內(nèi)，極大地節(jié)約了設(shè)備維護(hù)成本。其具體的操作方法如下：在監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)傳輸設(shè)備上加裝通信設(shè)備，再將監(jiān)控中控室的設(shè)備接入運(yùn)營(yíng)商提供的公用網(wǎng)絡(luò)，并編制好專(zhuān)用IP地址，通過(guò)公用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸，實(shí)現(xiàn)通信設(shè)備控制、接收通信設(shè)備信息、發(fā)布命令給通信設(shè)備等功能，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的有效傳輸。

2.2 收費(fèi)系統(tǒng)中的應(yīng)用

高速公路的收費(fèi)系統(tǒng)主要由收費(fèi)站、收費(fèi)中心及其間的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)組成。過(guò)去實(shí)現(xiàn)收費(fèi)站與收費(fèi)中心間數(shù)據(jù)傳輸主要依靠光纖網(wǎng)絡(luò)，其具有線(xiàn)材造價(jià)昂貴、布設(shè)工程量大、維護(hù)費(fèi)用較高等不足。而新型的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)在收費(fèi)站與收費(fèi)中心間搭建無(wú)限IP網(wǎng)絡(luò)的方式得以實(shí)現(xiàn)。這種方法接收發(fā)送信息至IP網(wǎng)絡(luò)使用的設(shè)備主要是固定式寬帶無(wú)線(xiàn)IP設(shè)備，這種設(shè)備目前已廣泛應(yīng)用于公用互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)據(jù)傳輸、多媒體、視頻語(yǔ)音傳輸、ATM柜員機(jī)的各類(lèi)業(yè)務(wù)辦理中，其主要采用以設(shè)備需求為分配帶寬原則的通信技術(shù)，在傳統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)傳輸線(xiàn)路及調(diào)制解調(diào)器的基礎(chǔ)上提供一種點(diǎn)到點(diǎn)的業(yè)務(wù)信息傳輸方案，這種方案的介入部分采用單元化組成方式，由接入主單元和接入從單元組成，具有數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、成本低廉、傳輸效率高、傳輸速度快等特點(diǎn)，因此可以被應(yīng)用于兩地距離較遠(yuǎn)、各點(diǎn)分布分散、帶寬需求大、不方便布設(shè)有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)等的實(shí)際場(chǎng)所。

2.3 無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)互通

高速公路路面上的無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸主要指的是高速公路路政部門(mén)使用路政車(chē)輛進(jìn)行路面情況巡查及突發(fā)狀況處理時(shí)及時(shí)將相關(guān)信息傳輸給指揮中心這一過(guò)程，該過(guò)程使用有線(xiàn)傳輸顯然是不可行的。當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度要求較低時(shí)，可以使用公用移動(dòng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)（GPRS/CDMA）；而當(dāng)對(duì)數(shù)據(jù)傳輸速度要求較高或傳輸如視頻等數(shù)據(jù)量較大的文件時(shí)，則主要采用數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)的形式，構(gòu)建無(wú)線(xiàn)視頻傳輸信道，將路面實(shí)時(shí)情況或事故處理實(shí)況等視頻資料傳輸給指揮中心，方便指揮中心對(duì)后續(xù)工作進(jìn)行部署。

2.4 路政車(chē)輛指揮調(diào)度

路政車(chē)輛作為處理高速公路上各種突發(fā)情況的臨時(shí)處置場(chǎng)所，對(duì)其使用的調(diào)度應(yīng)保證絕對(duì)的合理性，因此構(gòu)建無(wú)線(xiàn)路政車(chē)輛調(diào)度系統(tǒng)顯得尤為重要。這一系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單，僅由車(chē)載信息處理設(shè)備與中控室組成。具體的數(shù)據(jù)傳輸流程如下：各個(gè)路政車(chē)輛的實(shí)時(shí)位置通過(guò)隨車(chē)設(shè)備無(wú)線(xiàn)傳輸至GPS網(wǎng)絡(luò)，再由中控室接收，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)了解路政車(chē)輛位置的目標(biāo)，并與路政車(chē)輛傳輸回的路況信息及事故處理情況結(jié)合，及時(shí)判別相關(guān)路面情況是否需要更多路政車(chē)輛支援。目前在某些高速公路路段對(duì)這一系統(tǒng)的使用已細(xì)化至駕駛?cè)藛T，即中控室的命令可以直接點(diǎn)對(duì)點(diǎn)地傳輸給單一路政車(chē)輛內(nèi)人員，同時(shí)路政人員在下車(chē)處理事故時(shí)通過(guò)隨身攜帶的視頻設(shè)備將事故現(xiàn)場(chǎng)的情況及處理事故的過(guò)程實(shí)時(shí)展現(xiàn)給中控室，既方便了中控室對(duì)于事故處理方法做進(jìn)一步規(guī)劃，又對(duì)相關(guān)路政人員執(zhí)法過(guò)程起到了監(jiān)督作用。

2.5 無(wú)線(xiàn)視頻傳輸

無(wú)線(xiàn)視頻數(shù)據(jù)傳輸是作為信息技術(shù)發(fā)展至今實(shí)現(xiàn)的一種具有較高技術(shù)要求的數(shù)據(jù)傳輸形式，其應(yīng)用于高速公路系統(tǒng)中具有較大的實(shí)際意義，能使高速公路管理部門(mén)實(shí)時(shí)了解路面狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)違法違章行為，對(duì)保障高速公路交通安全起到了重要作用。無(wú)線(xiàn)視頻數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的關(guān)鍵就是建立符合要求的視頻數(shù)據(jù)傳輸信道，其既要保證視頻傳輸所需的較大帶寬需求，還需要保證在不同天氣情況下視頻資料的穩(wěn)定傳輸。目前無(wú)線(xiàn)視頻數(shù)據(jù)傳輸主要使用的傳輸速率從64kbps到8Mbps，在這一速率范圍下，視頻傳輸能夠?qū)崿F(xiàn)在保證速度的前提下具有良好的傳輸效果，在穿過(guò)障礙后信息強(qiáng)度不會(huì)出現(xiàn)明顯衰減。同時(shí)，視頻處理技術(shù)的不斷發(fā)展也不斷放寬了對(duì)于視頻信道傳輸速率的要求，如新型的H.264格式視頻在200kbps的信道上即可實(shí)現(xiàn)視頻傳輸質(zhì)量滿(mǎn)足要求的效果。再與新興的車(chē)載視頻處理器相配合，通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)將在車(chē)輛終端即處理好的視頻資料傳輸給中控室，能夠進(jìn)一步降低對(duì)于視頻傳輸信道速率的要求，這一方案目前在很多高速路段已開(kāi)始進(jìn)行試點(diǎn)使用，能夠?qū)⒁曨l傳輸網(wǎng)絡(luò)范圍擴(kuò)展至十余公里。

3 結(jié)語(yǔ)

高速公路系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸作為對(duì)高速公路路面安全、收費(fèi)站收費(fèi)、交通事故處理均有重要作用的一項(xiàng)工作，對(duì)其進(jìn)行良好的落實(shí)應(yīng)當(dāng)引起高速公路管理部門(mén)足夠的重視。相關(guān)管理者在對(duì)相關(guān)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用的同時(shí)，還要不斷探求對(duì)新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，真正構(gòu)建好我國(guó)高速公路系統(tǒng)智能化管理體系，為提升我國(guó)道路交通水平做出貢獻(xiàn)。

［參考文獻(xiàn)］

[1]王汗青.高速公路機(jī)電系統(tǒng)的GPRS無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2017，13（20）：208-209.

[2]陳包君.通信系統(tǒng)在高速公路機(jī)電工程中的應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2017，13（19）：38-39.

[3]高原.關(guān)于GPRS無(wú)線(xiàn)通信在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的技術(shù)優(yōu)勢(shì)[J].交通世界，2015（9）：30-31.

[4]徐紅海.無(wú)線(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)交通信息化，2012（11）：112-115.

[5]尹仕健.基于ZigBee技術(shù)的高速公路機(jī)電設(shè)備無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)研究[J].廣東科技，2011，20（12）：39-40.

[6]孫偉，閆琳.無(wú)線(xiàn)通信在高速公路機(jī)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].中國(guó)交通信息產(chǎn)業(yè)，2007（8）：92-93.