新时期高速公路机电通信系统新技术的应用

夏嘉伟

（福建省宁德高速公路有限公司,福建 宁德 352100）

0 引言

机电通信系统在高速公路中发挥了重要作用，由性能良好的多种类型设备共同组成，用于维护高速公路安全，降低发生安全事故的可能性。相关人员要正确认知机电通信系统，将系统建设作为工作重点，学习新技术应用原理，在通信系统建设中正确运用技术，使机电通信系统运行状态始终良好，加快公路行业的发展速度。

1 高速公路机电通信系统搭建要点

1.1 传输系统

传输系统是机电通信系统的重要组成部分，也是系统建设的关键，在建设传输子系统时，技术人员要结合高速公路的建设目标，确定传输系统的功能，选择合适的技术完成传输系统的建设，为机电通信系统稳定运行奠定基础。机电通信系统运行中，涉及语音、数据、图像等多种类型的信息传输，因此在建设子系统时，要考虑不同类型数据的传输特点，并坚持用SM 设计理念完成通信设备的设计，确保各类数据在传输中不会出现失真问题，数据的准确性得到保证。

1.2 数据网络

付费数据网络用于传输该路段收费相关信息，建设中需在各收费站安装交换机。各交换机通过网络与中心交换机相连接，同时运用网络安全技术建立收费系统。视频监控网络在机电通信系统中发挥传输监控采集信息的作用，应在每个通讯站设置视频交换机，与高速公路控制中心、区域交通指挥中心等相连，数据信息在专用网络内共享。用于办公的综合网收集，反映高速公路运行情况信息，并将信息传输至控制中心，该数据网络的建设，需重视交换机的选择。

1.3 语音交换

语音交换是机电通信系统必须具有的功能，为此应引入VOIP 技术，基于该技术原理，制定高速公路机电通信系统的建设方案，分析现有通信设备的功能特点，使已有系统通信设备得到充分利用，保证系统内语音交换的顺畅性。完善内部对讲系统，将建成的语音交换子系统与对讲设备相连，以IP 为基础寻找匹配语音交换方，各工作人员都可使用该功能，方便工作人员交流沟通，加快数据信息的传输速度，并通过语音交换系统，实现高速公路管理工作统一指挥[1]。

1.4 辅助设备

一是蓄电池。用于为机电通信设备供给能源的电源通常选用蓄电池，安装电池前检验电池的性能，完成电池安装后重视防雷接地工作的开展，电池、通信设备等都需接地。二是光缆工程。为确保机电通信系统顺利运行，延长系统光缆的使用寿命，选择分线布放方式。三是无线网系统，安装于高速公路各个收费站中，降低机电通信系统功能拓展难度。四是机房监测系统，整合相关设备，缩小设备的安装范围，机房内安装传感器等采集机房环境信息，借助专用网传输至控制中心。

2 高速公路机电通信系统新技术应用规范

2.1 分组传送网

机电通信系统常用新技术的应用原理为在系统底层与IP 层之间，设置新结构层，实现数据分组传输目标，提升系统的稳定性，保证机电通信系统运行顺利，同时将系统建设成本控制在合理范围内。应用分组传送网技术注意事项如下：第一，合理选择传输介质，分析通信系统的运行环境，选择性能适宜的传输介质，格外重视底层介质的选择，科学设置介质的参数，以免各传输层执行指令时，出现冲突，影响数据的传输速度。第二，了解分组传送网的操作标准，组织相关人员学习技术，在系统建设中按照规定运用技术，以保证系统稳定运行状态为目标，合理设计通信系统多层网络结构。

为体现该技术用于系统建设的优势，相关人员还要重视系统维护工作的开展，及时发现系统出现的故障，故障定位与处理流程如图1 所示。相关人员需按照流程完成设备检修工作，及时处理系统故障。查询系统告警的方式较多，告警查询方式的选择要基于查询需要确定，如需查询历史告警，采用拓扑视图与业务视图查询法，否则通过主菜单查询即可；应用分组传输技术建设系统之前，要设置不同告警信息的级别。工作人员根据告警信息，确定通信系统可能存在的故障，判断故障的发生位置，优先处理高级别的告警信息，倘若故障较为严重，要将故障告知技术人员，由专业人员完成系统故障处理，尽快恢复通信系统的功能[2]。

图1 故障定位处理流程

2.2 MSTP 技术

该技术的应用基于SDH 平台，由于该技术强大的解释能力，使其在高速公路机电通信系统建设中，具有较高的应用价值，建成系统的网络结构为树型，数据传输中形成冗余路径，分担通信系统的数据传输压力。MSTP技术用于系统建设，以系统原有设备为基础，因此相关人员要分析现有设备的性能，分析其功能，如设备具有过渡功能，即可在设备上增设MSTP 接口转变为MSTP设备。协议的选择是应用MSTP 技术的关键，常用通信协议有GFP 协议、虚级联协议与LCAS 协议。三种通信协议的应用优势不同，GFP 协议、虚级联协议带宽控制更为灵活，LCAS 协议最为稳定，应根据实际情况设置系统的通信协议。除此之外，该技术的应用原理为透传，因此在应用该技术时，要合理分配不同工作人员的职责，培养高水平技术人员。

实际应用该技术建设机电通信系统，方案实施中可能会遇到问题，影响方案的实施效果，致使建成的系统性能难以达到预期，常见问题有以下几种。一是设备无汇聚功能，一旦启用透传模式，无法支持其他传输模式的运行，为此在选用设备时，尽量选用具有L2 交换功能的设备，WAN 端口通过L2 汇聚，与用户端单一端口相连，系统资源得到充分利用。二是交叉连接板性能较差，由于2 Mnit/s 电路应用范围的扩大，16×16 的交叉连接板不再适用，因此在应用MSTP 技术时，应分析已有连接板性能是否达标，适时更换交叉连接板，将32×32、64×64的连接板用于系统建设，确保系统长期处于稳定的运行状态。

2.3 OTN 技术

ONT 技术，全称光传输网技术，高速公路机电通信系统可用新技术之一，该技术的基础为波分复用技术，传输信号为光波形式，适用于高速公路信息传输。为实现OTN 技术的合理运用，相关人员分析波分复用技术的原理，设计波分复用传输网的功能结构，如图2 所示。基于设计的功能结构，掌握该传输网的传输性能，制定机电通信系统的建设方案，同时设计适用于该系统的SDH 网络模块，确保建成的通信系统性能达标。该系统的工作波段分为两段，机电通信系统运行波段为波长0.4~2 nm 的光波，波长间隔取决于系统的运行频率，100 GHz 系统波长间隔为0.8 nm，而50 GHz 系统间隔应控制为0.4 nm。

图2 WDN 光传送网的功能模型

OTN 技术应用中，涉及多种光器件的使用，这些器件的性能，会影响建成机电通信系统的功能，因此，技术应用中要重视光器件的使用，合理设置器件的选择标准。系统运行中如接收波长为1 550 nm 的光波，会造成严重的脉冲展宽，在系统建设中使用的光纤，引入色散补偿设备，可避免该现象的发生。重视光纤放大器的使用，处理系统中不同波长的光波信号，实现光波的合波处理[3]。

2.4 自动交换光技术

现代社会中，自动交换光技术被广泛用于机电通信系统的建设，相较于其他类型光传输技术，该技术建成的系统自动化程度高，工作人员调用系统功能后，系统自动选择传输通道，联通传输网络，系统资源利用率提高，建成系统功能更为丰富。该技术建成的机电通信系统，为系统使用者提供多种连接方式，包括永久连接、交换连接与软永久连接。三种连接方式的适用环境不同，在系统运行中发挥不同作用，相关人员要结合系统不同功能的运行需要，确定各位置的连接方式，并选择合适的通信协议。实际应用技术中，同时引入ATM 技术与SDH 技术，以实现信息在系统内稳定传输的目标，运用多种技术设计数据信息的传输渠道，加快数据信息在系统中的传输速度，降低系统的运行成本。

应用自动交换光技术后，更要重视系统故障的处理，充分发挥该技术的优势，增强系统的自我修复能力，但由于该系统结构复杂，引发系统故障原因多种多样，增加故障处理难度。为此，相关人员要全面收集展现高速公路机电工程运行情况的信息，建立故障分析系统，处理采集的数据信息，判断系统的运行状态，如通信系统运行出现异常，及时反馈异常信息，并根据分析结果，调整通信系统的运行状态，自动处理系统的故障。当系统故障较为严重，无法自动修复时，向工作人员发出警报，帮助工作人员确定故障位置，探析故障原因，提出修复故障的建议，作为工作人员制定故障处理方案的参考资料。

3 高速公路机电通信系统新技术应用策略

3.1 规范设计标准

新技术用于机电通信系统建设难度大，为使技术发挥应有作用，高速公路负责人要规范系统的设计标准，要求相关人员按照标准应用技术。机电通信系统设计中，在不影响通信系统性能的条件下，坚持经济性原则，设计工作开始前展开市场调查，控制完成机电通信系统建设需投入的成本。根据应用的新技术，灵活设置设备的选择标准，切忌以统一的标准采购设备，检验使用设备的性能，判断其性能是否满足技术应用条件，降低设备出现故障的概率[4]。

3.2 智能技术应用

智能技术更新换代速度快，用于机电通信系统建设，有助于提升通信系统的智能化水平。新技术的应用需资金的支持，相关人员应正确认知智能技术的应用价值，增加用于机电通信系统建设的资金，调整资金使用方案，采购智能化设备用于系统搭建，丰富系统的功能。借助智能技术，进一步提升系统的数据分析能力，深入开发数据的潜在价值，通过采集的信息，掌握高速公路的路况信息，并能够分析该时段路况信息特点，针对性地提出交通管理建议，减轻交通管理人员的工作压力。

3.3 系统维修保养

高速公路的机电通信系统运行，需要多种设备的共同支持，且系统结构复杂，因此设备维护难度大，如不完善设备维修保养制度，设备容易出现故障，影响机电通信系统的运行效果。健全设备维护制度，安排工作人员定期检查设备的运行状态，利用智能化设备的自检功能，检测到故障后，自行分析故障处理原因，向控制中心发送故障信息。组建应急小组，提高小组成员的选拔标准，结合系统的实际运行情况，分析设备运行可能出现的故障，制定设备维修策略。

3.4 加大技术研究力度

新技术是机电通信系统性能优化的动力，只有推动技术不断发展，才能克服通信系统存在的漏洞，提升通信系统的适用性，为高速公路发展贡献力量。建成机电通信系统后，还要关注新技术的发展，采购先进的硬件设备，替换系统已有设备，同时优化系统软件功能，改变系统控制硬件的方式，提升系统的响应速度，消除现有通信系统存在的漏洞。

4 结语

综上所述，机电通信系统的建设是高速公路工程的重要工作内容，将新技术以科学方式用于系统建设，有助于提升机电通信系统的性能。相关人员要关注通信技术领域最新研究成果，学习新技术相关知识，基于高速公路控制工作的通信需要，不断创新新技术的应用方式，加快数据传输速度，保证数据传输的安全性。