高速公路通信系統(tǒng)在收費(fèi)與監(jiān)控中的實踐

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)計行車速度80km/h，最大埋深達(dá)到231m，設(shè)計縱坡為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，前者可以實現(xiàn)各個站點(diǎn)之間以及站點(diǎn)與調(diào)度中心之間的通信，可以實現(xiàn)站點(diǎn)之間的調(diào)度以及突發(fā)事件的協(xié)調(diào);后者能夠為高速行駛的車輛提供移動通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

（2）收費(fèi)系統(tǒng)。現(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)代化管理中的一個重要組成部分，能夠及時準(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，能夠為各類網(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螅趯嶋H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性、準(zhǔn)確性和及時性。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)站計算機(jī)局域網(wǎng)、收費(fèi)中心計算機(jī)局域網(wǎng)、收費(fèi)車道計算機(jī)系統(tǒng)等。借助計算機(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，而且難以實現(xiàn)卡點(diǎn)控制。

在高速公路收費(fèi)系統(tǒng)中，收費(fèi)站計算機(jī)體系以及收費(fèi)中心計算機(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)廣場車道控制計算機(jī)以及收費(fèi)站控制室計算機(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，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，及時采取有效的措施進(jìn)行處理。各個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)行實時監(jiān)測。現(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，在各個收費(fèi)站點(diǎn)，能夠借助通信系統(tǒng)實現(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)行實時觀察，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斐珊艽笥绊懀柚怨饫w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)終端能夠與各個收費(fèi)站點(diǎn)、后方調(diào)度中心以及高速交警大隊實現(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。現(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，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，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)。