高速公路控制系统无线数据传输应用

姜浩

（江西路通科技有限公司，江西 南昌 330000）

0 引言

在国家经济社会经济飞速发展的背景下，交通运输业也呈现蓬勃发展的趋势，但在当前的高速公路运营过程中，还存在很多问题，导致运营效率得不到提高，特别是在信息传送方面存在明显的不足。在早期的高速公路运营中，信息传送基本采用有线通信来实现。随着信息时代的来临，CDMA、GPRS 这种相对成熟的无线通信技术开始应用于高速公路运营工作中，但由于传播速度的局限性，致使其只能对语音及文字进行传输，并且网络信号并不能实现完全覆盖，导致其信息传送质量得不到保证。

1 无线数据传输体系的组成结构

高速公路的正常有序运行离不开高速公路机电系统强有力的辅助，该系统自身具备信息传输的功能，能确保相关信息数据的有效传输，为高速公路的发展起到推动作用。因此，在当前的工作中，主要应对高速公路机电系统进行更进一步的完善，把最新的无线技术应用其中。无线传输体系主要包括以下几个部分。

第一，在高速公路的运行过程中，信息传输大部分采用语音通话的方式来进行，而语音通话功能主要依托数据交换设备来实现。数据交换设备采用通信外线的手段将相关信息数据传输至中央控制计算机，计算机能及时地在内部与外部电话中进行转换，实现两者之间及时有效的沟通。

第二，数据传播体系，该体系可对相关数据进行有效管理，特别是在目前的收费平台及一些检测系统中，数据传播体系应用非常广泛。数据传播体系主要由通信信号通道、上行数据终端及下行数据终端等组合而成。其不但能将相关资源及文件进行单独保存，还具有远程操控的功能，并针对不同的业务范畴进行实时的监管。数据传播体系的功能主要包含以下三个部分：

一是上行数据终端，其工作的范畴包括对相关数据的处理及分析等。

二是下行数据终端，其具备数据收集传输交换等功能。

三是通信信号通道，负责上行数据终端与下行数据终端之间的连接工作，确保数据信息的有效传输[1]。

以江西高速公路为例，其采用了ETC 门架系统来进行数据传输工作，在具体工作过程中，把运输线路分成三类，根据传输线路的不同，来对应不同的内容。

首先，高速公路的通信专用线路，国内大部分的通信专网都是早期建造的，虽然其通信速度相对比较快、数据安全性也较高，但是通信设备及其他辅助设施在长时间的使用下，已经出现不同程度的老化现象，其功能性已经不能满足当前高速公路的发展需求，如果要对其进行全面的更新，资金投入会比较大。

其次，新建联通通信网，该网络需要专用光缆来进行辅助工作，实际应用起来会有一定难度，所以在高速公路中没有得到广泛的应用。

最后，4G 路由通信网，该通信网的正常运行只需要借助与其相匹配的路由器、通信卡、交换机就可以实现。但同时，4G 路由通信网需要借助移动基站来工作，所以其网络的稳定性、传输速度及效率都与移动网络的发展分不开。随着无线通信技术的不断完善，5G 通信技术的应用已经相当地普及，其具有传输速度快、网络稳定及通信容量大等特征。无线通信技术在高速公路中的有效应用，不但能对施工成本进行有效控制，而且建设的速度及质量都相对较高，所以得到了非常广泛的应用。

2 无线数据传输体系的功能

在相关的业务数据传输工作中，采用无线通信系统可将无线终端与高速公路在场外的设备进行实时有效的衔接，实现相关数据的传输。该系统的合理应用，对传统的数据传输方式进行了全面的改革与创新，从而实现现场信息终端与指挥中心及时有效的沟通，并对相关数据进行收集，确保通信方式的多样性及全面性。同时，采用无线通信系统还能对高速公路运行过程中的数据、视频及音频进行收集、整合、分析，为相关部门的工作提供精准的数据资料。并且相关部门可对影像资料进行随时调取、随时观看，当交通事故或者其他交通问题发生时，工作人员可结合视频、音频进行合理的判断。除此之外，无线通信系统的合理应用还可以进行语音指挥工作，主要体现在以下两个方面。

一方面，在无线网络、语音系统及相关软件的通力合作下，其通话过程不会受到外部干扰，语音质量极佳，这样就提高了语音通话的质量。

另一方面，结合高速公路管理过程中区域及管理职责的实际情况对其进行分类，然后再进行合理的应用。在应用过程中要随时地进行调整，从而确保每个部分的优质通信。

3 高速公路机电系统中的无线数据传输的应用

其一，在高速公路的正常运营过程中，监控系统的科学、合理应用是非常重要的，其能提高高速公路运营的效率和质量。在当前的高速公路监控系统的应用过程中，大部分的监控设备都是采用有线传输的方式来进行数据传输工作，这种方式虽然具有一定数据稳定性与准确性的优势，但在实际操作过程中还是具有局限性。

首先，在线路铺设过程中，因为数据传输双方路程比较远，所以线路铺设工作量大，人力、物力投入也比较大。

其次，高速公路监控系统一般设置在露天的环境中，因此通信线路在自然环境及其他外在因素的影响下会加速通信线路的老化及损坏，使用年限会缩短，这样也是导致运营成本持续走高的原因。同时，在运营过程中，对通信线路要进行定期的维护与养护工作，这一项的投入也是一笔不少的资金[2]。因此，在当前网络信息飞速发展的背景下，无线数据传输技术的崛起，为高速公路监控系统的应用提供了极大的便利，不但有效降低了监控系统的运营成本，而且也提高了其运营的效率与质量。

其二，在无线网络传输技术的应用过程中，不需要进行相关的线路铺设工作，只需要借助通信基站及相关设备即可实现正常有序的运行，这样就有效降低了其运行的成本，减少了相关工作人员的工作量。同时，相关机器设备的安置，只需要在室内环境下进行，工作人员工作环境也相对更加舒适，机器设备也不会受到外在自然环境的影响，使用年限会更长，维护养护成本也会降低。在监控信息的传输过程中，需要借助相关的通信设备把移动网络运营商的公共网络与监控系统进行衔接，确定好IP 地址，就可实现相关数据、音频及视频的接收与传输，这样很大程度地提高了数据传输的效率及质量。

其三，无线网络传输技术在早期的高速公路收费系统中，其数据的传输是由光纤网络来完成，光纤网络的铺设工程量巨大，而且价格也非常昂贵，并且在其运行过程中要定期地进行维护与养护才能确保工作顺利进行。而无线网络传输技术的应用，很好地解决了工程量大、资金投入大的问题，利用无线网络技术实现数据无障碍的传输，提高了收费系统工作的效率。在高速公路路政部门工作过程中，需要采用路政车辆对高速公路路面进行定期的巡查，道路出现突发情况或者突发事故时，要及时地给予处理，并在处理工作中将相关信息反馈至高速公路指挥中心。此时，就需要采用无线网络传输技术，实现两者间及时有效的沟通与交流，提高突发情况处理工作的效率。

其四，在高速公路的运行过程中，会出现很多的突发情况及突发事故，此时路政车辆就要发挥其作用，成为突发情况的临时处理点，所以对路政车辆的调度要秉承科学、合理的原则。因此，高速公路的管理部门为了提高路政车的工作效率，建立了无线路政车辆调度系统，该系统主要是采用车载信息处理设备及中控室两大模块组合而成。该系统运行过程中，首先将相关信息传输至GPS 网络系统中，高速公路指挥中心就可对路政车辆进行实时监控，并对其所处位置有准确的掌控。在突发情况处理工作中，可对事故现场的实际情况与事故处理信息有准备的掌握，并为后续相关车辆的增援，提供了准确的位置信息[3]。

其五，无线技术的有效应用不但可以实现语音数据的传输，而且可以对无线视频进行实时有效的传输，特别是对于高速公路机电系统来说，这一技术的突破是非常重要的。高速公路指挥中心能对道路路面的情况进行实时有效的监控，并对车辆及驾驶员的违规行为有及时的掌握，为后续的处理工作提供了视频依据。

4 高速公路收费系统中实时数据传输的实现措施

4.1 利用VC 的ODBC 实现后台数据传输

随着网络信息技术的不断发展，在当前高速公路收费系统的应用中，已经与计算机技术进行了完全的融合，并保证了信息数据及时有效传输。在实际的应用过程中，VisualC++的MFC 基类库可对ODBC 类进行分类。结合系统运行的实际情况，在该系统的应用中会采用CDataBase 等数据库类。因此，为了确保其使用过程中的成效性，不仅可以把Access 数据库应用到车道的收费工控机上，还可以根据系统运行的情况，在服务器位置建立SQL 数据库，并将数据库注册到与之相匹配的ODBC 驱动程序管理器当中，从而实现对数据源进行定义的目的。同时，Windows 控制面板当中的ODBC 项会开始正常运行，在一系列的工作下，手工配置当中的数据源工作才能得到切实执行。利用这种操作方式，不但可以提高高速公路收费系统中车道收费工控机数据库的工作效率及工作质量，而且可以促进两者之间的有效衔接。通过两者之间科学有效的衔接，车道收费工控机在运行时，一旦完成一项收费任务，就会对Access 和SQL 数据库进行及时有效的数据传输，从而达到在后台就可完成相关数据的传输目的。

与此同时，在后台的收费数据传输及应用过程中，SQL 数据库起着非常重要的作用，其可以在数据的传输及应用过程中起到介质与存储的作用。在车道收费工控机的运行中，其还能将相关数据信息及时地传输到数据库中，数据在数据库中可以得到及时有效的分析及使用，在此基础上，高速公路收费系统的工作效率及工作质量能实现有效的提高[4]。

4.2 基于Socket 的收费数据实时传输

在高速公路收费系统的建立阶段，要结合高速公路运行的实际情况，对系统进行科学合理的设计，将后台数据的传输及利用作为设计工作中的重点。为了实现这一目标，设计人员在实际的工作中，要结合道路路面的实际情况，对其进行合理完善的系统建立。

首先要建立Socket，并在其建立的基础上进行相关设施的配置与连接工作，这样才能对收费数据进行实时有效的传输、整合与拆分。与此同时，在收费系统的运行中，数据Socket 还能发挥对无连接的通信流程进行科学、合理的使用。为了确保高速公路收费系统收费数据的时效性，系统会在每1min 内将相关信息直接传输到站级的服务器当中。在此基础上，系统会对Socket 的传输包进行合理控制，一般控制在1024Byte 的范围内，在此情况下才能实现相关数据信息的实时有效的传输。在此过程中，工作人员要对系统的相关参数进行核实，确保参数的准确性，例如服务器的端口、客户端IP 地址及服务器IP 地址等。在服务器与客户端实现有效连接的基础上，车道收费客户工控机与站级服务器两者之间要通过建立UDPSocket 进行衔接，这样才能达到收费数据实时有效传输及数据高效使用的目的[5]。

5 结语

总之，高速公路控制系统工程的大力发展和建设，改变了当下系统信息获取的方式，同时也给数据的传输带来了极大的便利。但是在整个工程大规模建设的过程中，对于数据传输在质量方面逐渐提出更高的要求。传统的传输方式和管理举措相对来讲比较滞后，无法满足数据安全性传输的战略要求。面对这样的挑战，相关单位需正确认识数据传输的特点，深入分析其在具体传输过程中所表现出的各类问题。从传输的技术、损耗管控、安全防范、通信层网建设以及管理体系构建等几个方面出发，就具体的管理举措加以优化。