新時期高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)新技術(shù)的應(yīng)用

夏嘉偉

（福建省寧德高速公路有限公司,福建 寧德 352100）

0 引言

機(jī)電通信系統(tǒng)在高速公路中發(fā)揮了重要作用，由性能良好的多種類型設(shè)備共同組成，用于維護(hù)高速公路安全，降低發(fā)生安全事故的可能性。相關(guān)人員要正確認(rèn)知機(jī)電通信系統(tǒng)，將系統(tǒng)建設(shè)作為工作重點(diǎn)，學(xué)習(xí)新技術(shù)應(yīng)用原理，在通信系統(tǒng)建設(shè)中正確運(yùn)用技術(shù)，使機(jī)電通信系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)始終良好，加快公路行業(yè)的發(fā)展速度。

1 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)搭建要點(diǎn)

1.1 傳輸系統(tǒng)

傳輸系統(tǒng)是機(jī)電通信系統(tǒng)的重要組成部分，也是系統(tǒng)建設(shè)的關(guān)鍵，在建設(shè)傳輸子系統(tǒng)時，技術(shù)人員要結(jié)合高速公路的建設(shè)目標(biāo)，確定傳輸系統(tǒng)的功能，選擇合適的技術(shù)完成傳輸系統(tǒng)的建設(shè)，為機(jī)電通信系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。機(jī)電通信系統(tǒng)運(yùn)行中，涉及語音、數(shù)據(jù)、圖像等多種類型的信息傳輸，因此在建設(shè)子系統(tǒng)時，要考慮不同類型數(shù)據(jù)的傳輸特點(diǎn)，并堅(jiān)持用SM 設(shè)計(jì)理念完成通信設(shè)備的設(shè)計(jì)，確保各類數(shù)據(jù)在傳輸中不會出現(xiàn)失真問題，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性得到保證。

1.2 數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)

付費(fèi)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)用于傳輸該路段收費(fèi)相關(guān)信息，建設(shè)中需在各收費(fèi)站安裝交換機(jī)。各交換機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)與中心交換機(jī)相連接，同時運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)建立收費(fèi)系統(tǒng)。視頻監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)在機(jī)電通信系統(tǒng)中發(fā)揮傳輸監(jiān)控采集信息的作用，應(yīng)在每個通訊站設(shè)置視頻交換機(jī)，與高速公路控制中心、區(qū)域交通指揮中心等相連，數(shù)據(jù)信息在專用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)共享。用于辦公的綜合網(wǎng)收集，反映高速公路運(yùn)行情況信息，并將信息傳輸至控制中心，該數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，需重視交換機(jī)的選擇。

1.3 語音交換

語音交換是機(jī)電通信系統(tǒng)必須具有的功能，為此應(yīng)引入VOIP 技術(shù)，基于該技術(shù)原理，制定高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)的建設(shè)方案，分析現(xiàn)有通信設(shè)備的功能特點(diǎn)，使已有系統(tǒng)通信設(shè)備得到充分利用，保證系統(tǒng)內(nèi)語音交換的順暢性。完善內(nèi)部對講系統(tǒng)，將建成的語音交換子系統(tǒng)與對講設(shè)備相連，以IP 為基礎(chǔ)尋找匹配語音交換方，各工作人員都可使用該功能，方便工作人員交流溝通，加快數(shù)據(jù)信息的傳輸速度，并通過語音交換系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高速公路管理工作統(tǒng)一指揮[1]。

1.4 輔助設(shè)備

一是蓄電池。用于為機(jī)電通信設(shè)備供給能源的電源通常選用蓄電池，安裝電池前檢驗(yàn)電池的性能，完成電池安裝后重視防雷接地工作的開展，電池、通信設(shè)備等都需接地。二是光纜工程。為確保機(jī)電通信系統(tǒng)順利運(yùn)行，延長系統(tǒng)光纜的使用壽命，選擇分線布放方式。三是無線網(wǎng)系統(tǒng)，安裝于高速公路各個收費(fèi)站中，降低機(jī)電通信系統(tǒng)功能拓展難度。四是機(jī)房監(jiān)測系統(tǒng)，整合相關(guān)設(shè)備，縮小設(shè)備的安裝范圍，機(jī)房內(nèi)安裝傳感器等采集機(jī)房環(huán)境信息，借助專用網(wǎng)傳輸至控制中心。

2 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)新技術(shù)應(yīng)用規(guī)范

2.1 分組傳送網(wǎng)

機(jī)電通信系統(tǒng)常用新技術(shù)的應(yīng)用原理為在系統(tǒng)底層與IP 層之間，設(shè)置新結(jié)構(gòu)層，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分組傳輸目標(biāo)，提升系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證機(jī)電通信系統(tǒng)運(yùn)行順利，同時將系統(tǒng)建設(shè)成本控制在合理范圍內(nèi)。應(yīng)用分組傳送網(wǎng)技術(shù)注意事項(xiàng)如下：第一，合理選擇傳輸介質(zhì)，分析通信系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境，選擇性能適宜的傳輸介質(zhì)，格外重視底層介質(zhì)的選擇，科學(xué)設(shè)置介質(zhì)的參數(shù)，以免各傳輸層執(zhí)行指令時，出現(xiàn)沖突，影響數(shù)據(jù)的傳輸速度。第二，了解分組傳送網(wǎng)的操作標(biāo)準(zhǔn)，組織相關(guān)人員學(xué)習(xí)技術(shù)，在系統(tǒng)建設(shè)中按照規(guī)定運(yùn)用技術(shù)，以保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)為目標(biāo)，合理設(shè)計(jì)通信系統(tǒng)多層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

為體現(xiàn)該技術(shù)用于系統(tǒng)建設(shè)的優(yōu)勢，相關(guān)人員還要重視系統(tǒng)維護(hù)工作的開展，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)出現(xiàn)的故障，故障定位與處理流程如圖1 所示。相關(guān)人員需按照流程完成設(shè)備檢修工作，及時處理系統(tǒng)故障。查詢系統(tǒng)告警的方式較多，告警查詢方式的選擇要基于查詢需要確定，如需查詢歷史告警，采用拓?fù)湟晥D與業(yè)務(wù)視圖查詢法，否則通過主菜單查詢即可；應(yīng)用分組傳輸技術(shù)建設(shè)系統(tǒng)之前，要設(shè)置不同告警信息的級別。工作人員根據(jù)告警信息，確定通信系統(tǒng)可能存在的故障，判斷故障的發(fā)生位置，優(yōu)先處理高級別的告警信息，倘若故障較為嚴(yán)重，要將故障告知技術(shù)人員，由專業(yè)人員完成系統(tǒng)故障處理，盡快恢復(fù)通信系統(tǒng)的功能[2]。

圖1 故障定位處理流程

2.2 MSTP 技術(shù)

該技術(shù)的應(yīng)用基于SDH 平臺，由于該技術(shù)強(qiáng)大的解釋能力，使其在高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)建設(shè)中，具有較高的應(yīng)用價值，建成系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為樹型，數(shù)據(jù)傳輸中形成冗余路徑，分擔(dān)通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸壓力。MSTP技術(shù)用于系統(tǒng)建設(shè)，以系統(tǒng)原有設(shè)備為基礎(chǔ)，因此相關(guān)人員要分析現(xiàn)有設(shè)備的性能，分析其功能，如設(shè)備具有過渡功能，即可在設(shè)備上增設(shè)MSTP 接口轉(zhuǎn)變?yōu)镸STP設(shè)備。協(xié)議的選擇是應(yīng)用MSTP 技術(shù)的關(guān)鍵，常用通信協(xié)議有GFP 協(xié)議、虛級聯(lián)協(xié)議與LCAS 協(xié)議。三種通信協(xié)議的應(yīng)用優(yōu)勢不同，GFP 協(xié)議、虛級聯(lián)協(xié)議帶寬控制更為靈活，LCAS 協(xié)議最為穩(wěn)定，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置系統(tǒng)的通信協(xié)議。除此之外，該技術(shù)的應(yīng)用原理為透傳，因此在應(yīng)用該技術(shù)時，要合理分配不同工作人員的職責(zé)，培養(yǎng)高水平技術(shù)人員。

實(shí)際應(yīng)用該技術(shù)建設(shè)機(jī)電通信系統(tǒng)，方案實(shí)施中可能會遇到問題，影響方案的實(shí)施效果，致使建成的系統(tǒng)性能難以達(dá)到預(yù)期，常見問題有以下幾種。一是設(shè)備無匯聚功能，一旦啟用透傳模式，無法支持其他傳輸模式的運(yùn)行，為此在選用設(shè)備時，盡量選用具有L2 交換功能的設(shè)備，WAN 端口通過L2 匯聚，與用戶端單一端口相連，系統(tǒng)資源得到充分利用。二是交叉連接板性能較差，由于2 Mnit/s 電路應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，16×16 的交叉連接板不再適用，因此在應(yīng)用MSTP 技術(shù)時，應(yīng)分析已有連接板性能是否達(dá)標(biāo)，適時更換交叉連接板，將32×32、64×64的連接板用于系統(tǒng)建設(shè)，確保系統(tǒng)長期處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)。

2.3 OTN 技術(shù)

ONT 技術(shù)，全稱光傳輸網(wǎng)技術(shù)，高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)可用新技術(shù)之一，該技術(shù)的基礎(chǔ)為波分復(fù)用技術(shù)，傳輸信號為光波形式，適用于高速公路信息傳輸。為實(shí)現(xiàn)OTN 技術(shù)的合理運(yùn)用，相關(guān)人員分析波分復(fù)用技術(shù)的原理，設(shè)計(jì)波分復(fù)用傳輸網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu)，如圖2 所示?；谠O(shè)計(jì)的功能結(jié)構(gòu)，掌握該傳輸網(wǎng)的傳輸性能，制定機(jī)電通信系統(tǒng)的建設(shè)方案，同時設(shè)計(jì)適用于該系統(tǒng)的SDH 網(wǎng)絡(luò)模塊，確保建成的通信系統(tǒng)性能達(dá)標(biāo)。該系統(tǒng)的工作波段分為兩段，機(jī)電通信系統(tǒng)運(yùn)行波段為波長0.4~2 nm 的光波，波長間隔取決于系統(tǒng)的運(yùn)行頻率，100 GHz 系統(tǒng)波長間隔為0.8 nm，而50 GHz 系統(tǒng)間隔應(yīng)控制為0.4 nm。

圖2 WDN 光傳送網(wǎng)的功能模型

OTN 技術(shù)應(yīng)用中，涉及多種光器件的使用，這些器件的性能，會影響建成機(jī)電通信系統(tǒng)的功能，因此，技術(shù)應(yīng)用中要重視光器件的使用，合理設(shè)置器件的選擇標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)運(yùn)行中如接收波長為1 550 nm 的光波，會造成嚴(yán)重的脈沖展寬，在系統(tǒng)建設(shè)中使用的光纖，引入色散補(bǔ)償設(shè)備，可避免該現(xiàn)象的發(fā)生。重視光纖放大器的使用，處理系統(tǒng)中不同波長的光波信號，實(shí)現(xiàn)光波的合波處理[3]。

2.4 自動交換光技術(shù)

現(xiàn)代社會中，自動交換光技術(shù)被廣泛用于機(jī)電通信系統(tǒng)的建設(shè)，相較于其他類型光傳輸技術(shù)，該技術(shù)建成的系統(tǒng)自動化程度高，工作人員調(diào)用系統(tǒng)功能后，系統(tǒng)自動選擇傳輸通道，聯(lián)通傳輸網(wǎng)絡(luò)，系統(tǒng)資源利用率提高，建成系統(tǒng)功能更為豐富。該技術(shù)建成的機(jī)電通信系統(tǒng)，為系統(tǒng)使用者提供多種連接方式，包括永久連接、交換連接與軟永久連接。三種連接方式的適用環(huán)境不同，在系統(tǒng)運(yùn)行中發(fā)揮不同作用，相關(guān)人員要結(jié)合系統(tǒng)不同功能的運(yùn)行需要，確定各位置的連接方式，并選擇合適的通信協(xié)議。實(shí)際應(yīng)用技術(shù)中，同時引入ATM 技術(shù)與SDH 技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)信息在系統(tǒng)內(nèi)穩(wěn)定傳輸?shù)哪繕?biāo)，運(yùn)用多種技術(shù)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)信息的傳輸渠道，加快數(shù)據(jù)信息在系統(tǒng)中的傳輸速度，降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

應(yīng)用自動交換光技術(shù)后，更要重視系統(tǒng)故障的處理，充分發(fā)揮該技術(shù)的優(yōu)勢，增強(qiáng)系統(tǒng)的自我修復(fù)能力，但由于該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，引發(fā)系統(tǒng)故障原因多種多樣，增加故障處理難度。為此，相關(guān)人員要全面收集展現(xiàn)高速公路機(jī)電工程運(yùn)行情況的信息，建立故障分析系統(tǒng)，處理采集的數(shù)據(jù)信息，判斷系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，如通信系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常，及時反饋異常信息，并根據(jù)分析結(jié)果，調(diào)整通信系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，自動處理系統(tǒng)的故障。當(dāng)系統(tǒng)故障較為嚴(yán)重，無法自動修復(fù)時，向工作人員發(fā)出警報，幫助工作人員確定故障位置，探析故障原因，提出修復(fù)故障的建議，作為工作人員制定故障處理方案的參考資料。

3 高速公路機(jī)電通信系統(tǒng)新技術(shù)應(yīng)用策略

3.1 規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)

新技術(shù)用于機(jī)電通信系統(tǒng)建設(shè)難度大，為使技術(shù)發(fā)揮應(yīng)有作用，高速公路負(fù)責(zé)人要規(guī)范系統(tǒng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，要求相關(guān)人員按照標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用技術(shù)。機(jī)電通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在不影響通信系統(tǒng)性能的條件下，堅(jiān)持經(jīng)濟(jì)性原則，設(shè)計(jì)工作開始前展開市場調(diào)查，控制完成機(jī)電通信系統(tǒng)建設(shè)需投入的成本。根據(jù)應(yīng)用的新技術(shù)，靈活設(shè)置設(shè)備的選擇標(biāo)準(zhǔn)，切忌以統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)采購設(shè)備，檢驗(yàn)使用設(shè)備的性能，判斷其性能是否滿足技術(shù)應(yīng)用條件，降低設(shè)備出現(xiàn)故障的概率[4]。

3.2 智能技術(shù)應(yīng)用

智能技術(shù)更新?lián)Q代速度快，用于機(jī)電通信系統(tǒng)建設(shè)，有助于提升通信系統(tǒng)的智能化水平。新技術(shù)的應(yīng)用需資金的支持，相關(guān)人員應(yīng)正確認(rèn)知智能技術(shù)的應(yīng)用價值，增加用于機(jī)電通信系統(tǒng)建設(shè)的資金，調(diào)整資金使用方案，采購智能化設(shè)備用于系統(tǒng)搭建，豐富系統(tǒng)的功能。借助智能技術(shù)，進(jìn)一步提升系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析能力，深入開發(fā)數(shù)據(jù)的潛在價值，通過采集的信息，掌握高速公路的路況信息，并能夠分析該時段路況信息特點(diǎn)，針對性地提出交通管理建議，減輕交通管理人員的工作壓力。

3.3 系統(tǒng)維修保養(yǎng)

高速公路的機(jī)電通信系統(tǒng)運(yùn)行，需要多種設(shè)備的共同支持，且系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此設(shè)備維護(hù)難度大，如不完善設(shè)備維修保養(yǎng)制度，設(shè)備容易出現(xiàn)故障，影響機(jī)電通信系統(tǒng)的運(yùn)行效果。健全設(shè)備維護(hù)制度，安排工作人員定期檢查設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，利用智能化設(shè)備的自檢功能，檢測到故障后，自行分析故障處理原因，向控制中心發(fā)送故障信息。組建應(yīng)急小組，提高小組成員的選拔標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況，分析設(shè)備運(yùn)行可能出現(xiàn)的故障，制定設(shè)備維修策略。

3.4 加大技術(shù)研究力度

新技術(shù)是機(jī)電通信系統(tǒng)性能優(yōu)化的動力，只有推動技術(shù)不斷發(fā)展，才能克服通信系統(tǒng)存在的漏洞，提升通信系統(tǒng)的適用性，為高速公路發(fā)展貢獻(xiàn)力量。建成機(jī)電通信系統(tǒng)后，還要關(guān)注新技術(shù)的發(fā)展，采購先進(jìn)的硬件設(shè)備，替換系統(tǒng)已有設(shè)備，同時優(yōu)化系統(tǒng)軟件功能，改變系統(tǒng)控制硬件的方式，提升系統(tǒng)的響應(yīng)速度，消除現(xiàn)有通信系統(tǒng)存在的漏洞。

4 結(jié)語

綜上所述，機(jī)電通信系統(tǒng)的建設(shè)是高速公路工程的重要工作內(nèi)容，將新技術(shù)以科學(xué)方式用于系統(tǒng)建設(shè)，有助于提升機(jī)電通信系統(tǒng)的性能。相關(guān)人員要關(guān)注通信技術(shù)領(lǐng)域最新研究成果，學(xué)習(xí)新技術(shù)相關(guān)知識，基于高速公路控制工作的通信需要，不斷創(chuàng)新新技術(shù)的應(yīng)用方式，加快數(shù)據(jù)傳輸速度，保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩浴?/p>