高速公路机电工程通信系统技术及应用分析

高速公路机电工程通信系统技术及应用分析

蒙其胜

身份证号： 45212319811110****

摘要：随着高速公路建设的持续稳步推进及深化收费公路制度改革取消高速公路省界收费站的实施，与之配套的高速公路通信系统技术也得到了全面革新与发展。本文介绍了高速公路机电工程通信系统的组成，包括系统硬件、系统软件和数据传输，分析了高速公路机电工程通信系统的构架与功能，提出高速公路机电工程通信系统技术应用的优化措施。应实现设计配备规范化，系统建设智能化，保养维修常态化，以期为相关领域提供一些参考和借鉴。

关键词:高速公路;机电工程;通信系统技术;应用

引言

高速公路作为现代城市的关键组成部分，是连通城市的重要交通方式，其可以提升交通运输效率，为居民出行提供便利。针对高速公路机电工程通信系统技术及应用进行分析，对促进我国交通事业的可持续发展具有重要的现实意义。

1高速公路机电工程通信系统的组成

1.1系统硬件

通信系统硬件构成较为复杂，主要包括交换体系、接入网以及电源。其一，交换体系。交换体系在公路管理、计费、中继接续以及用户接入中起到关键作用。信令和中继线是交换体系中较为常用的连接方式，其可以为用户提供更加优质的服务。随着我国通信系统技术的发展，V5协议作为一种新型的连接方式已经获得广泛的应用，其可以将接入网和体系紧密联系，保证中继接续和用户接入都在控制和管理中。其二，接入网。接入网属于通信系统中的联合设施体系，起到了纽带和桥梁的作用。在所有系统硬件中，接入网处于最核心的位置，能够处理诸多重要而复杂的通信业务^[1]。其三，电源。电源是保证通信系统正常运行的基础设施。当前电源规格主要采用220V交流电，为了保证系统运行的安全性和稳定性，在电源设备、管线以及电缆的选择和安装中，需要做到认真对待，保证质量，避免给系统后期的使用埋下安全隐患。

1.2系统软件

在通信系统中，与系统硬件相对应的是系统软件，其与硬件相比，处于从属地位，以辅助为主要职能。软件构成涉及诸多因素，设计人员需要从系统的整体运行、业务数据以及事故警告等角度分析和衡量，结合用户网和局域网的需求，保证通信系统处于优质高效的监管状态下。

1.3数据传输

数据传输是通信系统的基础单元。在当前的通信系统中，传输数据的主要方式为光线传输、模拟传输、音频话路以及电缆传输。上述数据传输方式在性能和安全性方面存在一定的差异，在应用中也各具优势。例如，音频话路和电缆方式的数据传输可应用于监控体系中，可以保证数据传输的安全性和保密性。通过模拟信号进行数据传输主要应用于监控设备中，可以快速将信号反馈到系统中，保证监控设备运行正常。光线传输是当前应用最为广泛的一种传输方式，主要应用在图像或符号处理中，具有良好的传输效果。

2高速公路机电工程通信系统的构架与功能

2.1业务组成

系统业务涉及三个类型，即数据整理、语音传输和图像处理，其中数据整理包含了各种各样复杂的数据，例如网络数据、监控数据的归档、记录以及收集等。语音传输主要分为传真业务和完整语音服务。图像处理分为监控图像和电视图像两种。通常情况下，系统整体运行质量取决于上述三种业务的完善程度，对降低系统后期维护成本和保证系统稳定运行具有明显效果和重要意义。

2.2系统功能

高速公路机电工程通信系统功能丰富，其中最重要的功能是管理功效。网元配备是其主要管理对象，在系统各种功能中，识别网元和监控是常用功能。随着科学技术的蓬勃发展，系统架构也更加完善，网元配备功能也更加先进。故障和安全管理是其基本功能，通过这一功能可以保障高速公路通信系统处于平衡状态。为了提升系统的可靠性和安全性，维修人员需要对系统的潜在安全隐患进行定期排查，加强故障检查和监控，如果发现故障要及时处理，保证系统的安全运行^[2]。

3高速公路机电工程通信系统技术应用优化措施

3.1设计配备规范化

在高速公路通信系统建设中，主要采用分段设置的设计方法。基于各个分段的工作对象不同，在外在表现和性质方面存在较大差异，设计配备没有形成规范化格局，对通信系统的功能发挥造成一定阻碍。针对这一问题，相关部门在设计配备时需要秉承统一的规范和标准，在结合地区建设标准的同时，兼顾国家的设计要求和原则。

3.2系统建设智能化

我国人工智能技术快速发展，已在诸多领域和行业获得广泛应用，在高速公路机电工程通信系统建设中应用智能化技术，也是行业未来发展的重要趋势。系统建设智能化具有以下几点优势:首先，可以满足交通事业的发展需要，尤其随着私家车数量的不断增加，引入智能化技术可以快速处理公路相关信息。其次，智能化系统能够动态分析高速公路的交通情况、运输功能以及交通流量，明确施工方案和建设计划，发挥高速公路的交通运输作用。最后，通过智能化技术可以对高速公路的各个路段开展独立管理，提升管理的针对性、实效性、科学性。

3.3保养维修常态化

在高速公路建设中，通信系统是最为烦琐的一项内容，具有特殊性，虽然通信系统本身具备一定的自修复和自身诊断能力，但是如果发生重大故障，则会对公路正常使用造成影响，想要保证高速公路的稳定运行，通信系统的保养维修需要实现常态化。首先，在建设通信系统时，需要设置预警机制，如果发生重大故障会开启预警，检修人员在接到预警信号后，要及时赶赴现场进行故障维修和检测。其次，通信系统具有较强的复杂性和技术性，对检修人员的技术能力、综合素质以及理论知识具有较高的要求，相关部门要从高校和社会中吸纳具有专业背景的人才，不断充实完善检修队伍，并定期组织开展专业化技能培训，通过培训提升检修人员的素质与能力，为通信系统故障检修提供人才支撑。最后，相关部门要配备专业的检修人员负责日常巡查工作，结合注意事项、技术事项以及设备情况开展巡查，将维护保养责任落实到具体个人，如果发生检修问题或是故障延迟处理，要追究具体人员的责任，培养检修人员的责任意识^[3]。

4高速公路通信系统技术发展

4.1基于5G高速公路通信系统技术

4.1.1基于5G的高速公路无线信道建模

高速公路通常不具备复杂的散射环境及大量的多径数量，有较明显的LOS（服务水平）特征性和更小的多径时延扩展，通信环境优越。虽然多普勒频移会在高速移动下增多，但LOS（服务水平）特征性可将该问题有效解决。

4.1.2远端接入系统、多普勒效应及快速切换技术

远端接入系统由PON设备构成，可接入高速公路沿线视频及监控设备并进行高效传输，通过分配网形式连接用户端与局端设备。该技术基本可以将OLT、ONU设备与PON系统相连，系统中可以顺利将综合远端接入系统，进行统一维护与管理。

4.2 VPN技术

虚拟专用网络（VPN）的功能是：在公用网络上建立专用网络，进行加密通讯。VPN网关通过对数据包的加密和数据包目标地址的转换实现远程访问。VPN在高速公路机电系统中的使用由来已久，在日常运维中使用VPN进行远程维护；在深化收费公路制度改革取消高速公路省界收费站工程实施中，在ETC门架系统中采用4G路由器，利用运营商网络将门架系统收费通行记录直接传送至交通部网络，用于跨省车辆通行记录远程查询；在ETC闽通卡推广中，ETC移动受理平台利用360软件及账号密码mac地址绑定等手段连接至高速综合网。随着对外业务的扩展，VPN的应用场景将越来越大。

结语

高速公路作为现代城市的基础设施，其重要性和作用性日益凸显。在工程整体建设中，机电工程通信系统是核心环节，针对通信系统技术及应用进行分析，对促进我国高速公路建设事业发展尤为重要，有助于发挥公路工程的服务价值。

参考文献

[1]丁悟良.高速公路机电工程通信系统的发展及其新技术的实践应用研究[J].通信电源技术,2019,36(06):208-209.

[2]宋静静.解析高速公路机电工程通信系统技术及应用[J].河南科技,2019(07):118-119.

[3]陈飞.高速公路机电工程通信系统技术应用[J].城市建设理论研究(电子版),2018(17):186.