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浅谈高速公路机电通信系统

发表时间：2021/5/14 来源：《基层建设》2021年第2期作者：程卫平

[导读] 摘要：我国社会经济以及人们生活质量的提升，使得人们对出行顺畅及安全要求逐步提高；我国物流运输业的蓬勃发展也对物流运输时效性也提出了更高要求，因此这也就推动了高速公路建设的速度。

        山东高速信息工程有限公司 25000
        摘要：我国社会经济以及人们生活质量的提升，使得人们对出行顺畅及安全要求逐步提高；我国物流运输业的蓬勃发展也对物流运输时效性也提出了更高要求，因此这也就推动了高速公路建设的速度。高速公路机电工程中的机电通信系统是高速公路中最为重要的构成部分，它不仅是公路中的重点建设内容，还是保证收费系统正常运行的关键。文章通过对山东省内高速公路机电工程通信系统结构运行模式的研究，浅谈其在公路交通方面的重要性。
        关键词：高速公路；机电工程；通信系统
        0 引言
        随着我国高速公路建设规模越来越大，人们出行和物流运输业越来越依赖于高速公路。交通安全与公路收费系统的实时性与准确性要求越来越高。机电工程监控系统作为监测高速公路路面情况、车辆行驶情况、以及车流量的主要工具，对高速公路的安全稳定运行有着极其重要的作用。而通信系统主要是为高速公路管理部门、监控部门、收费部门提供各种数据、图像等信息的传输通道。随着我国科技水平的日新月异及部分技术领域例如5G技术全球领先，未来在我国会有更加先进的技术以及设备应用到高速公路机电工程通信系统当中，会进一步推动促进高速公路的发展，对于我国推动高速公路建设、促进社会经济发展具有非常重要的意义。
        1 高速公路管理体制设置
        高速公路管理体制是道路管理及监控、通信、收费、房建等各沿线设施架构的主要设计依据。按照山东省内高速公路一般管理体制，通常分为：总公司（监控中心）一路段运营管理中心（同址设置监控、收费、通信分中心）一收费站、服务区、养护工区。
        2 高速机电通信系统构成
        2.1 总体架构
        山东省内高速路段建设有高速通信专网系统，共涉及传输、数据、光缆三个系统，为山东高速提供必要的数据和图像传输通道，并为山东高速数据联网搭建平台，此通信专网与交通运输厅高速公路通信专网为两个平行独立的网络。
        通信系统按照专业划分主要由传输网、语音业务网、数据网等组成。其中，省网传输网系统的骨干汇聚层主要由STM-16及STM-4环网或链路组成，接入层主要由STM-4/1环网或链路组成。语音业务网采用软交换的技术方案实现路段管理、服务机构的语音交换，在通信分中心设置IP PBX设备，在收费站设置业务网关设备。数据网系统的核心汇聚层由路由器、三层交换机组网，主要采用IP over SDH或光缆直驱的承载方式；接入层由三层交换机组成，各接入层通过汇聚点接入核心汇聚层。
        2.2 传输网系统
        传输网系统根据不同的业务承载需求，分别采用不同的技术体制，搭建干线及路段传输系统，为本路段语音、数据、图像业务提供承载通道本路通信设施设计采用SM-16等级的MTP干线光传输网系统作为省传输网系统平台，为确保山东高速综合网、监控视频数据与路段收费数据物理隔离，设置STM-16等级的MSTP山东高速通信。
        2.3 语音业务网系统
        采用VOIP的技术方案实现各路段主线管理、养护、服务机构的语音交换，利用原有IP PBX设备，考虑为未实现IP语音交换的养护、服务区等机构实现IP语音交换并考虑收费站点及收费广场收费车道数增加，通过软交换系统，在收费站点设置指令、业务及内部对讲系统。
        2.4数据网系统
        分别建设收费数据网、视频监控网、高速通信专网综合网3张数据网。采用 IP over SDH/ Ethernet over SDH或光纤直连的承载方式。
        2.4.1 收费数据网
        承载路段收费数据，实现收费数据向山东省交通运输厅数据应用和收费结算中心的传输。路段在各收费站设置收费千兆三层以太网交换机，分中心设置分中心收费三层以太网交换机，结合收费系统设置的网络安全系统，通过路段MSTP通信专网光传输网系统、省传输网系统，进而上传。
        2.4.2 视频监控网
        承载路段道路监控数据、道路及收费视频、ETC门架视频、分组语音数据等相关业务系统数据。

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通常，路段在各通信站设置视频万兆三层以太网交换机，组建与收费数据网隔离的路段视频监控万兆环网，在分中心设置分中心视频万兆层以太网交换机（监控三层交换机），分中心交换机与收费站视频万兆三层以太网交换机通过万兆光通路连接，通过MSTP山东高速通信专网传输网系统，实现各类数据向总公司信息中心（监控中心）、山东省交通运输监测与应急处置中心的传输。
        2.4.3 山东高速通信专网综合网
        承载路段视频会议、高速股份公司办公等数据，实现各类数据向山东高速股份有限公司信息中心的传输。路段在各个收费站及分中心各设置千兆综合网接入三层以太网交换机，在分中心设置分中心分中心综合网汇聚交换机，通过通信专网光传输网系统，实现互联，并进而上传。
        2.5 通信电源系统
        为通信站提供和安装通信设施所需要的整流电源、蓄电池、通信设备的防雷接地等。
        2.6 光缆工程
        干线传输系统、监控外场设备用缆采用分缆布设的方式，以减少干线通信光缆的接续损耗。
        2.7 WiFi系统
        在各路段的收费站搭建无线网络系统，承载用户上网数据及后勤办公等各类应用并满足未来的扩展。
        2.8 高速公路机房群动力环境监控系统
        高速公路机房群动力环境监控系统通过分级管理、集中监控的手段，实现对机房设备的统一管理，包括动力系统监控、环境系統监控、安防系统监控等。
        3 机电通信设备的安装与工艺要求
        3.1 所有设备应按施工图的指示进行固定和连接。设备应处于正常直立和稳定状态。所有机电设备的安装均采用下走线方式（跳线除外）。
        3.2 电缆、光缆、网线（统称为线缆）必须是PVC绝缘的，要根据相关的原理图做清晰的鳊号标记，用以接续和回路的检查。每根线缆在端头处要装有标签，标签采用铝制的材料，标签字迹清晰、完整。
        3.3 终端接头要根据原理图进行标记和识别，线缆的标记用来帮助正常接续。终端接头做成抗震型。
        3.4 全部设备和接线箱要有每一根线芯（包括备用芯）分离的终端接头。安装时，线缆和终端接头的排序要相互一致。易弯曲的线缆要恰当的安装，并且要保护线缆不被擦伤、挤压及在通过门或其他移动部分时不被拉紧。
        3.5 全部主线、缆线管道、布线和接地导体应是安装可靠的。线缆由线缆支架、托架等支據。线缆每隔最少20cm做一次绑扎，具体的绑扎密度以线缆能自承的重量为准。当线缆通过线缆孔沿、线缆管道和类似地方时需采取密封措施，采用金属网封装，防止害虫和老鼠进入。
        4 结束语
        随着科技水平的提升，将会有越来越多的新技术、新模式应用到高速公路机电工程通信系统中来，能够使得机电工程通信系统数据传输效率更高，同时提高数据传输的稳定性、冗余性，管理更加的合理化、科学化、标准化，能够进一步优化升级高速公路交通量、各机电设备实时状况等方面的监控以及管理，能够更加有效、准确地得知机电设备运行情况，能够采取更加有针对性的措施及时解决潜在问题，降低故障发生率，这对于促进我国高速公路建设具有非常重要的意义。
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