目前我国高速公路通信系统现状.doc

目前我国高速公路通信系统现状李令举田锦张火召华(西安公路交通大学 ,西安 ,710064)摘要本文介绍了目前高速公路通信系统设置的程控交换机网络 、紧急电话网络 、集群移动通信系统 、指令电话 、数据通信系统等的构成及功能 。 高速公路 ,通信系统 ,网络关键词1概况即可用作指令电话 ,以便指挥 、调度 、人为报警等专用 。高速公路通信系统在我国是指为公路工程 、 2 . 2公路运营和养护 、公路汽车运输等公路生产 、管程控交换机网络组成甲市至乙市程控交换机网络设甲乙市 (甲乙理部门服务的专用通信网络 ;尤其是高速公路的收费系统 、监控系统 、运营管理系统的信息源都 分布在道路沿线 ,且点多而分散 ,信息相互利用 , 这就要求通信不但要进行语言的通信 ,而且有数 据及控制指令等多方面的信息传输 。它是高速公路这个大系统的主要命脉 ,它一但出现问题 ,整个高速公路系统将处于瘫痪状态 ,后果不堪设 想 。为此 ,高速公路为了各种信息传递方便 ,且 相互冗余 ,一般设置有程控交换机网络 、集群移动通信系统 、紧急电话网络 、短距离的对讲机系统 ,并且把这些子系统利用计算机网络技术把它 们连成一个广域网 ,也还可以和全国或世界网连成一体 。随着科学技术的发展 ,高速公路通信系统也 迅速的更新换代 ,其世界先进水平的发展趋势可 归纳为数字化 、综合化 、智能化 、宽带化和标准化等 ,同时通信时速度越来越高 ,可靠性 、安全性 、准确性也逐年上升 。两市距离 120 km) 及其中间一个城市三个分中心 ,三个分中心设有程控交换机 ,建议容量分别 为 800 门 、200 门 、300 门 。每一个分中心各管一定范围 ,三个分中心分别用光纤连成一个环形电话网 。以提高该网的可靠性 。在三个分中心分 别和市上公用电话网相连 ,这样不但可靠性大大 增加 ,而且全国 、全世界连网 ,方便用户 ,节约长途话费 。程控电话网除去其中指令电话部分外 ,其他和一般市内程控电话网相同 。 每台交换机配有一个话务台和一个系统终端 。话务台的功能是应接外线电话和转接电话 ,系统的终端功能主要是管理 、维护 、监控交换机 的运行 ,如设置长途机限 、出局呼叫号码限制等 等 。3紧急电话网络311 紧急电话网络功能紧急电话又叫应急电话 ,是为司机提供紧急 呼救用的 ,属高速公路专用呼救系统 。当发生交 通事故或车辆故障时 ,使用者只要按下通话键 ,即可向监控中心通报事故 ;并能自动发出事故地址信号 ,控制台能识别报警位置 ,以便急救 。目 前紧急电话系统报警率占总报警的 2/ 3 ,为交通 事故的及时报警和处理起到了很大的作用 。3 . 2 紧急电话网络构成2程控交换机网络211程控交换机网络功能程控交换机网络主要担负高速公路的语言 通信 ; 也有部分数据通信任务 ,另外它还可以担任指令电话的任务 。因指令电话通话量不大 ,一 般由程控交换机网络在软件及硬件上相应处理收稿日期 :1999 06 2036 云南交通科技第 16 卷紧急电话网络有紧急电话控制主机 ,传输线路和紧急电话手机三部分组成 ,系统整体构成图 如图 1 所示 。在实际应用中也是完全可以满足呼叫要求的 。紧急电话采用单方向呼叫方式 ,即仅设置分机呼 叫主机的呼叫信号 ,不设置主机呼叫分机的呼叫信号 ,但采用双工通话方式 ,一但分机呼叫主机 ,即可进行双向通话 ,分机与分机之间 ,本系统与 任何外系统之间均不做转接 。在通话过程中 ,计算机自动进行记录与统计 ,包括每次呼叫分局编码 、日期和每次呼叫起止时间 ,值班员姓名 ,呼叫 内容和分类统计记录等 。录音机进行自动录音 。人工操作计算机键盘可打印各种分类统计记录和查询日 、月统计记录 。3 . 5电话硬软件结构紧急电话系统硬件有各分中心的控制主机 及其外围设备 ( 包括计算机 、显示器 、打印机 、电话机 、录音机 、连接器等) ,各分机 ,传输线路等组成 。软件有主机的操作系统软件及分机的应用 软件组成 。图 1有线紧急电话系统的构成图紧急电话 沿 高 速 公 路 两 侧 分 布 , 建 议 1 km 一对 ,国内如沪宁路已由 2 km 改为 1 km 一对 ,大 桥及隧道内每 300 m 设置一对 。紧急电话亭有 主亭和付亭两种 , 主亭位于道路一侧与铜缆相 连 ,付亭位于道路的另一侧 ,通过横穿铜缆和主 亭相连 ,两个电话的控制装置位于主亭内 ,采用 按键方式比较方便安全 。紧急电话的呼叫处理中心分别设在甲市和 乙市及二个城市中间位置的一个城市 ,各管辖一 定数量的紧急电话 ,由光缆把 3 个分中心连接起 来 。3 . 3紧急电话呼叫处理分中心的功能 紧急电话呼叫处理分中心的功能是应答呼叫 ,定位 。当用户从紧急电话亭按下通话键后 ,处理中心首先应答呼叫 、对话 ,并在计算机显示 屏上看到该呼叫的紧急电话亭编号和位置 ,并且把该信号传到监控中心的地图板上 ,即可通知相 关部门进行处理 ( 一般可由分中心进行处理 ,也可以由监控中心处理) 。314紧急电话线路结构及工作方式 紧急电话传输线路采用四线制长途对称电缆 ,多机复接方式 ,用一对传输线控制信令和语言信号 ,可靠性比较高 。为了以后工作稳定 、维 修简单 ,紧急电话各分机的供电方式采用集中供电方式 ,由各分中心总电源 ( 交流变直流及蓄电 池并联冗余供电) 供给 。紧急电话系统属专用呼救通信设备 ,话务量较小 ,采用多机复接共线方 式不仅能节约大量的电缆芯线 ,降低工程造价 ,4集群移动通信系统4 . 1 集群移动通信系统的概述及组成快速 、高效 、可靠的通讯工具是排阻救险 ,保 证道路的畅通 ,最大限度发挥高速公路优势的关键技术之一 ,若靠有线及定距离设置的紧急电话一对一的通讯方式 ,则显得时间长 、不能方便及 时的应付突发事件 ,这显然不能适应高速公路管理的要求 ,那么就需要一套高性能的集群指挥调 度系统来保证高速公路沿线通信畅通 。按交通 部的要求 ,对高速公路的移动通讯网采用国家无 线电管理委员会指定的 800M HZ 专用频率 , 建议 采 用 目 前 国 际 先 进 的 美 国 摩 托 罗 拉 公 司 的800M HZ 智慧型单站五信道集群系统 。该系统 用户机按美国军用标准设计生产 ,具有防水 、防 腐 、抗震等能力 。该系统最多可带 48000 个 用 号 ,可分为 4000 个小组 ,目前该公路距离较短 ,可先用 1000 个分机 ,剩余容量以后扩容用 。发 射铁塔分别在甲市与乙市之间的三个城市建立 三个 50 m 高的铁塔 。如果地形复杂 , 山高而多 的话 ,可增加铁塔数 ,提高铁塔的高度也可以达到增加覆盖面 、减少盲区 ,但塔高了以后 ,对以后 维护非常不便 ,建议铁塔最高不高于 50 m 。选择 铁塔位置时尽量利用城市的制高点或山头 ,以便 扩大覆盖面 、提高通信质量 。第 1 期李令举 田 锦 张火召华目前我国高速公路通信系统现状37 集群系统的基本结构是由中央处理器 、控制交换中心 、基地台 、移动台 、调度台和固定传输线( 一般用有线 , 以连接交换中心与调度台 、基地 台) 构成 。该无线通信系统不但可以在信号覆盖区的任意流动用户之间通话 ,并且可以和该路段 内市内程控电话连网 ,和全路 、国内及世界各地 通话 。4 . 2 集群系统功能集群系统功能可以从四个方面考虑 ,使用功 能 、呼叫连接功能 、管理功能和系统维护功能 。4 . 211 使用功能集群系统主要业务是通话 ,也可以考虑非话 业务 ,呼叫种类方面 ,有组呼 、系统全呼 、单呼和电话呼叫 ,此外 ,还可以考虑会议呼叫 ,数据呼叫等 ,系统有较强的调度指挥和控制功能 。4 . 212 呼叫连续功能该集群系统有接通指示 、呼叫失败提示 ,和 超越覆盖区信号音 ;能自动重拨 ;具有繁忙排队/自动回叫 、优化等级 、紧急呼叫 、通 话 时 限 等 功能 。此外 ,还有一些可选功能 。4 . 2 . 3系统管理功能 该集群系统具有智能高效的网络管理功能 ,如修改运行参数 、话务统计 、通信记录等 。此外 ,还有可选的功能 。4 . 214 系统维护功能具有系统自诊断功能 、基站备份电源 ( 最容 易出故障的部件是电源部分) 自动倒换 、发射机故障关闭 ,接收机受干扰严重时关闭 、以及故障弱化等措施 。由于集群系统功能齐全 ,对高速公路的通信 要求正好满足 ,所以一般高速公路通信网都选用它 。在高速公路监控中心 ( 设在甲市) 设指令电话控制台 ;在两个监控分中心 ( 设在乙市及两市 中间的一个城市) 设指令电话分台 ;在收费站 、救援站 、维修中心 、服务区 、交警值班室等处设置指 令电话机 ; 组成三级管理机构 ,即指令电话控制 台 、指令控制电话分台 、指令电话机 。5 . 2 指令电话的构成指令电话因工作重要 、特殊 、本应有专门的 调度电话交换机 、控制台 、传输线路和指令电话 机组成 。但因本段高速公路距离较短 ,因此 ,由上述程控交换机设置专用软件和数字电话构成 。甲市程控交换机至乙市及中间城市交换机以及 各交换机至各个单位的指令电话 ,要采用专用信道以保证通话无堵塞现象 ,上级的指令快速传达 到各具体单位 。6数据通信系统6 . 1数据通信系统功能高速公路数据通信系统主要承担监控系统 和收费系统上下行数据信息的传送以及道路管理的数据处理任务 。6 . 2数据通信系统构成 该系统由上端数据通信终端设备 、传输信道和下端数据通信终端设备三部分组成 ,上端数据 终端包括数据通信控制器和调制解调器 ,它们安装在监控中心或收费中心 ;下端数据通信终端包 括远程数据通信终端及调制解调器 ,它们安装在道路沿线两侧 (或收费站监控点等) 。7总线网络结构的建立7 . l 概述由于高速公路的信源和信宿沿路纵向分布 ,采用如图 2 所示的高速公路数据通信总线式网 络结构是较理想的选择 。该总线不存在线路选择 ,也无转发问题 ;单站故障不影响全网工作 ,系统可靠性较好 ,加入新站容易 ,易于扩展 。 网络软件是建立网络的主要组成部分 。收费及监控自己形成该系统的局域网 , 然后把监控 、收费及各种通信工具 ( 如程控 、移动电话 ,指 令电话等) 构成甲市至乙市及其中间城市的广域 网 。建议使用以太网作为广域网 (亦可作为局域5指令电路系统5 . 1概述指令电话是供高速公路进行业务调度指挥 专用的通信系统 。高速公路各种管理部门 ,经各 种手段 ( 如电视摄像机 、业务电话 ,紧急电话 、移动无线电话或人们口述报案等) 获取道路管理信 息后 (如交通事故) ,道路管理人员可采用指令电话系统对所辖管理机构 ,组织指挥调度业务 ( 如 事故处理 、道路抢修或封闭交通等) 。38 云南交通科技第 16 卷网) 。该网络操作系统是一种专门的系统 ,它通过网络上的协议共享网络操作 ,为多个服务请求 者进行资源管理 。712总线网络通信干线在甲市 、乙市及其中间城市之间 ,以埋管或 电缆沟方式敷设一条光缆和一条铜缆 ,构成通信 系统的基础 ,铜缆主要用作紧急电话系统 。我国已建及筹建的 20 条高速公路中 ,除去早建的沈大高速公路采用微波通信外 , 其他 19条高速公路如广深珠 ,石太 (河北) 等都采用光缆 作为通信干线的传输方式 。因为光缆通信具有 通信容量大 ,能抗强电磁干扰和核辐射干扰 ,通 信质量高 ,中继传输距离长等许多优点 。7 . 3 光缆数字通信系统的构成光缆 (光纤) 数字通信系统由光端机 、光缆 、 光再生中继