高速公路監(jiān)控通信總結(jié)

第一章公路通信概述消息：news,待知的語音、文字、圖像、符號、數(shù)據(jù)等，能夠表征特殊含義的可知符檬。信息：是消息統(tǒng)計特性的定量描述，是消息概率的函數(shù)，是信號與消息的集合，是可知的消息內(nèi)容。通信：是消息的相互傳遞，現(xiàn)代通信泛指電通信，即Telecommunication.監(jiān)控：監(jiān)視與控制、supervisionX、（監(jiān)督；管理；督導；監(jiān)管；）tomonitor（to）、remoteviewing、（遙視）televisioncabletelevision?有線電視'closed-circuittelevision?閉路電視?介質(zhì)：傳輸信號的導體、導線、空間等，通信中信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)主要采用電源及信號導線、控制線、網(wǎng)線、電纜、光纖、空間等。什么是公路通信系統(tǒng)：公路通信系統(tǒng)是一個以傳輸信令和控制管理信息為主，并集成了網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)、有線和無線通信系統(tǒng)、應急和指揮管理通信系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、衛(wèi)星和GPS通信系統(tǒng)等多種通信系網(wǎng)絡的綜合系統(tǒng)。為什么要建立公路通信系統(tǒng)？?公路通信系統(tǒng)是高速公路的重要組成部分，是高速公路管理、運營不可缺少的基礎設施，是高速公路實現(xiàn)安全、暢通、舒適、經(jīng)濟和高效運營的必要手段。為保證高速公路建設的發(fā)展，促進高速公路通信應用技術(shù)的進步，實現(xiàn)高速公路通信網(wǎng)絡和運行的優(yōu)化，更好地滿足高速公路的發(fā)展需求，加強公路通信資源管理和建設、完善現(xiàn)代公路交通管理系統(tǒng)是非常必要的。公路通信的目標和對象？?對象：人、車、路、交通管理部門，駕駛員一交警以及交通管理部門；路況、車渣一和交通管理者；交通管理部門之間；?目標：完成對象之間的通信，為交通管理服務。高速公路的特點及作用?特點：速度快、通行能力大、運行效率高、行車安全舒適、能高效的完成人員和貨物的運輸、節(jié)能可靠。作用：促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展、推動產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級和優(yōu)化布局，推動了社會進步與城鎮(zhèn)化進程、改善了區(qū)域經(jīng)濟布局和人民生活質(zhì)量，增強了運輸?shù)目煽啃院桶踩?，提高了運輸效率和效益、降低了能源消耗、加強了環(huán)境保護。說明通信的主要傳輸介質(zhì)通信中信號傳輸?shù)慕橘|(zhì)主要采用電源及信號導線、控制線、網(wǎng)線、電纜、光纖、空間等。我國公路是如何編號的？縱向以2打頭，橫向以3打頭，從北京發(fā)出的以1打頭。公路通信的核心是——利用現(xiàn)代通信技術(shù)建立現(xiàn)代公路交通管理系統(tǒng)。公路通信系統(tǒng)主要包括以下三個方面的功能：1、信息的采集與傳輸，2、信息的分析與處理，3、信息的提供與控制。公路通信系統(tǒng)的主要功能是---建立信息傳輸系統(tǒng)，利用現(xiàn)代通信技術(shù)確保話音、圖像、數(shù)據(jù)等各類信息能夠準確及時的傳輸，并為交通管理提供信息。公路通信的主要目的是----在保證省專網(wǎng)聯(lián)通的基礎上科學合理的完善和設計各路段的通信系統(tǒng)，保障交通安全、暢通，處理車輛擁堵和突發(fā)事件。公路通信的主要對象是路、車、人----交警、駕駛員、以及公路交通管理人員。公路通信系統(tǒng)的主要功能是---建立信息傳輸系統(tǒng)，利用現(xiàn)代通信技術(shù)確保話音、圖像、數(shù)據(jù)等各類信息能夠準確及時的傳輸，并為交通管理提供信息。公路與公路通信系統(tǒng)的建立過程一一1.公路設計與調(diào)研2.公路與配套通信設施的建設----包括建立標志、標線等固定信息系統(tǒng)和移動信息顯示牌3.建立和完善公路通信設施---控制信號、交通廣播、可變信息板什么是高速公路通信系統(tǒng)？高速公路通信系統(tǒng)是傳遞高速公路各類信息的基礎設施，高速公路的緊急電話、交通廣播、視頻監(jiān)控、可變情報信息板、信息數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)等都屬于高速公路通信系統(tǒng)。在監(jiān)控、收費、自動化管理等多類高速公路機電系統(tǒng)中都含有通信的部分。建立公路通信平臺的特點和需求：公路交通對通信平臺的建設主要包括以下幾個方面的需求：1、現(xiàn)有的公共通信網(wǎng)不能滿足地域、接口和管理等方面對通信收費數(shù)據(jù)、語音圖像等綜合信息的特殊傳輸，需要建立專網(wǎng)通信平臺。2、現(xiàn)有的管理體制和公路建設的特點要求為每條公路服務的主干通信網(wǎng)絡應具有統(tǒng)一的技術(shù)標準和節(jié)口，便于區(qū)域范圍內(nèi)公路專網(wǎng)的互聯(lián)，以便形成全國范圍內(nèi)的公路交通網(wǎng)絡平臺。3、公路交通通信平臺應具有形式多樣、體系復雜連接方便、傳輸安全等特點。公路交通通信平臺形式多樣包含了它既有有線通信業(yè)有無線通訊，既有傳輸網(wǎng)絡、也有傳輸網(wǎng)和交換網(wǎng)，這些通信網(wǎng)絡綜合形成了公路交通通信平臺。4、公路交通通信平臺應適合公路線性化分布的特征。必須保證線性網(wǎng)絡沿公路長距離的可靠通信。公路交通最常用的通信方式主要采用光纖和網(wǎng)絡數(shù)字程控交換的通信方式。通信的傳輸介質(zhì)主要包括雙絞線、同軸電纜和光纖。公路通信系統(tǒng)的構(gòu)成：其通信部分由長途通信、地區(qū)通信、移動通信和緊急通信系統(tǒng)構(gòu)成。我國的公路管理通信網(wǎng)絡是由四級通信網(wǎng)絡所構(gòu)成。一級網(wǎng)是以國家部委公路交通主管部門為中心、連接各省、自治區(qū)、直轄市公路交通主管部門的通信網(wǎng)絡。它主要采用衛(wèi)星、光纖、GPS等系統(tǒng)。二級網(wǎng)以省、自治區(qū)、直轄市公路交通主管部門為中心，連接各地市公路交通主管部門的通信網(wǎng)絡。它主要以網(wǎng)絡、微波、程控交換通信系統(tǒng)為主體。三級網(wǎng)以地區(qū)、市公路交通主管部門為中心，連接各區(qū)、縣公路交通主管部門的通信網(wǎng)絡。它主要采用網(wǎng)絡接入系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)、程控交換系統(tǒng)和交通廣播系統(tǒng)。四級網(wǎng)以區(qū)縣公路交通主管部門為中心，連接各區(qū)塊管理部門、直到用戶的公路專用通信網(wǎng)絡。一級網(wǎng)為國家建設，二級網(wǎng)各省自建，三、四級網(wǎng)可根據(jù)用戶的業(yè)務越級使用，并由區(qū)域或主管部門自建。公路通信的目的就是要把現(xiàn)代通信技術(shù)合理的用于公路交通管理。公路通信的發(fā)展歷程1.高速公路的發(fā)展---德國、美國、日本、法國、英國、和意大利是世界上發(fā)展高速公路較早的國家，我國是世界上高速公路發(fā)展最快的國家。我國公路的發(fā)展經(jīng)歷了由兩縱兩橫到五縱七橫的發(fā)展過程。2005年國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃發(fā)布交通部將利用未來30年時間建設總規(guī)模大約85000Km的7918網(wǎng)規(guī)劃，其中包括7條首都放射性、9條南北縱向線和18條東西橫向線。（6、7、8、9、建了兩縱兩橫，十五和十一五完成了五縱七橫）。十二五完成9縱18橫連接各省會城市的無縫高速公路。交通流的特征及參數(shù)在公路上行駛的車輛群稱為交通流，交通流運行狀態(tài)的定性定量特征稱為交通流特性，交通流狀態(tài)主要分為流動和停滯兩種狀態(tài)。交通量Q車行速度v和車流密度K三者之間的關系為：Q=vK高速公路綜合管理系統(tǒng)---是一個包含了路、車、及管理維護者的綜合系統(tǒng)。一公路通信系統(tǒng)屬公路機電系統(tǒng)的一部分。一公路監(jiān)控與收費系統(tǒng)也包含了公路通信系統(tǒng)。---各系統(tǒng)相互依存相互支持。高速公路機電系統(tǒng)是高速公路機電系統(tǒng)是各類機電系統(tǒng)的總稱，是一門涉及交通工程、自動控制、檢測技術(shù)、計算機技術(shù)、電子技術(shù)、通信及信息技術(shù)等多門學科的綜合管理系統(tǒng)?交通工程-一協(xié)調(diào)人、車、路、環(huán)境之間的關系，規(guī)范交通參與者的行為，建立法規(guī)的管理學科。監(jiān)控系統(tǒng)?監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)視與控制系統(tǒng)的統(tǒng)稱。監(jiān)控系統(tǒng)的實質(zhì)是要解決公路交通中監(jiān)視與控制的問題。監(jiān)視是指利用通信系統(tǒng)對路面、路測的圖像信息、交通狀況以及綜合數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測、觀察、分析與處理的過程?？刂剖侵咐帽O(jiān)視所得到的各種數(shù)據(jù)，按照一定的算法模式進行分析、判斷和決策以此來下達控制指令的過程。?信息采集是監(jiān)控系統(tǒng)的一部分。兩種收費模式---現(xiàn)金和E-Zpass。人工收費有非常嚴重的擁堵現(xiàn)象；而E-ZPass沒有堵車現(xiàn)象系統(tǒng)分析?1、每個路口車道設有兩道龍門架?2、監(jiān)控系統(tǒng)分別裝有側(cè)試雷達、多角度攝像裝置、檢測探頭、專用照明系統(tǒng)等。?側(cè)試雷達主要用于目標系統(tǒng)的跟蹤以及系統(tǒng)的控制；-攝像裝置用于多角度記錄圖像信息；?測試探頭以及雷達用于監(jiān)測和啟動控制裝置；?照明系統(tǒng)確保系統(tǒng)能夠正常工作、記錄信息準確可靠、道路車輛能夠安全行駛。?3、計算機控制、檢測、分析、處理系統(tǒng)?4、收費系統(tǒng)---數(shù)據(jù)庫、分析處理、建立和發(fā)出收費信息、銀行收費、終結(jié)處理。為什么要用多臺攝像機？?多角度記錄道口車輛、每車道上的車輛必須具有車牌信息（特寫-用于車牌檢測）。此系統(tǒng)與國內(nèi)應用系統(tǒng)的不同點？?無收費車道；大容量計算機分析處理系統(tǒng)、大型數(shù)據(jù)庫聯(lián)網(wǎng)工作；收費不影響交通。第二章信息采集系統(tǒng)環(huán)形線圈感應式采集技術(shù)特點?目前世界上技術(shù)較為成熟的車輛檢測方法。?可獲得交通流量、占有率、速度等數(shù)據(jù)。?成本較低、準確率高。線圈一旦老化，維護較?為困難。施工與維護時，需中斷交通，開挖路面，破壞環(huán)境。檢測處理單元組成：1）中央處理器，2）檢測卡三、線圈施工埋設方法（1）按規(guī)格，采用切路機在路面切出槽。槽寬4?8dm，深度30?50dm。（2）在四個角上進行45度倒角。（3）從線圈至路邊切一條引線槽。（4）繞制線圈：繞線圈時必須將線圈拉直，但不要繃得太緊并緊貼槽底。（5）沿引線槽雙絞引線至路邊。（6）用瀝青或軟性樹脂將切槽封上。注意：在線圈的繞制過程中，應使用電感測試儀實際測試電感線圈的電感值，并確保線圈的電感值在100uH—300uH之間。環(huán)形線圈感應式采集技術(shù)應用：1）基于環(huán)形線圈的車流量和道路占有率統(tǒng)計2）基于環(huán)形線圈的車輛識別分類3）基于環(huán)形線圈的車速估計環(huán)線線圈在電子警察系統(tǒng)中的應用：1）無違法事件時，系統(tǒng)持續(xù)判斷是否有車輛通過檢測區(qū)域并監(jiān)測信號燈狀態(tài)。2）紅燈亮且有車輛通過時（1）車輛進入線圈A,但未通過停車線（2）車輛離開線圈A（3）車輛進入線圈B（4）車輛離開線圈B一、視頻采集檢測系統(tǒng)1）利用視頻、計算機、通信等技術(shù)，實現(xiàn)對交通動態(tài)信息的采集2）所采集的數(shù)據(jù)：流量、車速、車型分類、占有率、平均車距等。3）為信號控制、信息發(fā)布、交通誘導、指揮提供動態(tài)交通信息。三、視頻檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)前端信息采集設備（1）攝像機（2）視頻采集卡（3）工控機視頻檢測系統(tǒng)的功能、提供三類交通信息：1）實時交通數(shù)據(jù)：車速、車輛數(shù)、車身長度、車隊長度。2）統(tǒng)計性交通數(shù)據(jù)：平均速度、車流量、道路占用率等。3）交通事故信息：停車、交通堵塞情況、等候車隊長度。視頻檢測技術(shù)的優(yōu)點1）安裝、設置方便、不破壞路面、不中斷交通2）可提供大量交通管理信息；3）單臺攝像機和處理器可檢測多車道。4）可判別交通異常、車輛違章、車牌號等視頻檢測技術(shù)的缺點：1）大型車輛會遮擋隨行的小型車輛；2）陰影、積水反射或晝夜轉(zhuǎn)換可造成檢測誤差；視頻檢測技術(shù)的應用:1）在交通動態(tài)信息采集中的應用2）在交通違章檢測系統(tǒng)中的應用3）在交通信號控制系統(tǒng)中的應用4）在交通安全方面的應用常用技術(shù)類型：1）雷達測速儀2）遠程交通微波檢測（RTMS）道路占用率、平均速度等。廣泛應用于道路交通巡邏、車流速度檢測?？蓪崟r、全天候的探測8條車道，收集各車道的車流量雷達測速儀基本原理：把雷達波發(fā)射到一個移動的物體上，根據(jù)反射回來的與目標速度成比例的雷達信號，由測速儀內(nèi)部的線圈將該信號進行處理，得到一個頻率變化，通過數(shù)字信號處理技術(shù)處理后，得到目標的速度。遠程交通微波檢測器（了解）（1）工作原理：RTMS向行駛的車輛發(fā)射調(diào)頻微波，波束被行駛的車輛阻擋而發(fā)生反射，反射波通過多普勒效應使頻率發(fā)生偏移，根據(jù)頻率偏移可檢測出有車輛通過，經(jīng)過接收、處理、放大后輸出檢測信號，從而達到檢測交通信號的目的。遠程交通微波檢測器功能和作用：a）精確檢測車流量、速度、排隊狀況等信息。b）具有存儲功能，可接入其他系統(tǒng)。c）檢測時，不中斷交通流。遠程交通微波檢測器特點：多道性、真實再現(xiàn)、全天候、準確性、升級性。遠程交通微波檢測器RTMS與感應線圈相比的優(yōu)勢更換不影響交通，可同時檢測多條車道，對路面要求不高，安裝便捷，維護方便。紅外線傳感器1）反射式紅外檢測器使用反射接收器，用來反射光束和接收反射光束，通過記錄路面和車頂反射率的變化對車輛進行檢測；2）阻斷式紅外檢測器由位于道路一側(cè)的反射接收器和車道另一側(cè)的強反射板組成，車輛通過時，反射波被切斷而檢測到車輛。紅外檢測器還能采集車輛速度信息。超聲波雷達：可提供車輛計數(shù)、出現(xiàn)及道路占有率等交通信息。環(huán)形線圈檢測1、 線圈電子放大器已標準化；2、 技術(shù)成熟、易于掌握；3、 正常使用壽命長；4、 性價比高；5、 非常精確。1、安裝或修理需中斷交通。

視頻檢測1、 可為管理提供可視圖像；2、 可提供大量交通管理信息；3、 單臺攝像機和處理器可檢測多車道。1、 大型車輛會遮擋隨行的小型車輛；2、 陰影、積水反射或晝夜轉(zhuǎn)換可造成檢測誤差；3、 檢測精度較低。微波檢測1、 在惡劣氣候下性能出色；2、 可檢測靜止的車輛；3、 可以側(cè)向方式檢測多車道。1、 側(cè)向方式速度檢測不夠準確；2、 擁堵時流量檢測不夠準確。超聲波檢測1、 全天候工作；2、 可檢測靜止的車輛、車間距很小的車輛；3、 體積小，易于安裝。1、 必須頂置，安裝條件受到一定的限制；2、 易受風速影響。紅外線檢測1、 可檢測車間距很小的車輛；2、 體積小，安裝方便。1、 檢測精度較低；2、 易受到灰塵、冰、霧的影響。第三章高速公路通信系統(tǒng)高速公路通信系統(tǒng)的作用是連接收費系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、檢測控制系統(tǒng)等多項機電系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡，是公路安全運行的可靠保證。高速公路通信傳輸內(nèi)容：語音和圖像、收費數(shù)據(jù)、控制指令和信號、供配電信號等。高速公路通信系統(tǒng)的組成：采用光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)，數(shù)字程控交換系統(tǒng)，（包括網(wǎng)絡與公網(wǎng)數(shù)字程控交換機）緊急電話系統(tǒng)，移動通信系統(tǒng)等。公路通信設施主要包括光纖、管道干線、光傳輸設備、程控交換設備、無線電（或集群調(diào)度）通信設備、路側(cè)緊急電話等。公路通信的傳輸目前主要依靠光纖傳輸系統(tǒng)、計算機網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)、微波、以及電信公路通信網(wǎng)的組成公路通信網(wǎng)是由長途通信、地區(qū)通信、移動通信和緊急通信等網(wǎng)絡組成。公路通信網(wǎng)目前實現(xiàn)的業(yè)務有常規(guī)電話業(yè)務、移動調(diào)度通信業(yè)務、緊急電話業(yè)務、數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務和圖像傳輸業(yè)務等。高速公路通信系統(tǒng)主要目的是為了保障各系統(tǒng)、各部門、各機構(gòu)之間的業(yè)務與通信聯(lián)絡，以及各類信息與指令的相互傳輸。高速公路通信系統(tǒng)是高速公路現(xiàn)代化管理的重要支撐系統(tǒng)，他要準確及時的傳輸監(jiān)控系統(tǒng)和收費系統(tǒng)的話音數(shù)據(jù)和圖像等信息，保持高速公路各部門之間的通信業(yè)務暢通，為高速公路各部門與外界建立通信聯(lián)系，它是以專網(wǎng)為基礎的交通信息傳輸載體，還可以傳送各種網(wǎng)絡及視頻信息等。公路通信網(wǎng)的組成公路通信網(wǎng)是由長途通信、地區(qū)通信、移動通信和緊急通信等網(wǎng)絡組成。通信網(wǎng)絡:把地理位置不同的通信終端用通信設備和鏈路連接起來的通信系統(tǒng)稱為通信網(wǎng)絡。把網(wǎng)絡中所設的一些數(shù)據(jù)處理單元稱為節(jié)點，節(jié)點與網(wǎng)絡的鏈接就形成了通信網(wǎng)。公路通信的任務主要是為公路車輛運行、公路緊急救援、搶險清障、監(jiān)控管理、路況安全信息播發(fā)提供公益安全通信服務;為公路管理、路政管理、智能化管理提供行業(yè)管理通信服務；同時，為公路收費聯(lián)網(wǎng)、自動收費、帳務拆分結(jié)算提供經(jīng)營性信息傳輸通信鏈路。公路通信的特點和要求包括：1.高可靠性，不能有收費數(shù)據(jù)的丟失；2.設立分級管理體制，大于50公里應設立中繼站；3.通信方式繁多，包括光纜通信、程控電話、計算機網(wǎng)絡、移動電話、微波、衛(wèi)星等；4.傳輸和處理直接相連，計算機直接參與通信；5.需要傳輸?shù)男盘柗N類繁多，話音、圖像、數(shù)據(jù)、控制、報警等；6.專用性強，通信的對象主要是公路管理部門、交通管理部門、交警、路政和駕駛員。高速公路通信系統(tǒng)的組成高速公路通信系統(tǒng)是由光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)與綜合業(yè)務接入系統(tǒng)、程控數(shù)字交換系統(tǒng)、專用通信電源系統(tǒng)、路側(cè)緊急電話系統(tǒng)、移動通信（調(diào)度）系統(tǒng)、視頻傳輸設備和室內(nèi)外光電纜為主要傳輸介質(zhì)構(gòu)成的綜合通信系統(tǒng)（ICS）。光傳輸系統(tǒng)采用內(nèi)置式SDH數(shù)字傳輸設備和光纖用戶接入設備融為一體的綜合業(yè)務接入網(wǎng)方式。綜合業(yè)務接入網(wǎng)用于接入和傳輸用戶信息，傳輸信號采用STM-1信號（速率155Mbit/s）。整個光傳輸系統(tǒng)可提供話音、數(shù)據(jù)、圖象、多媒體業(yè)務的綜合接入，通過光纖實現(xiàn)大容量的傳輸，并具有交叉連接的靈活系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和綜合的網(wǎng)絡管理系統(tǒng)。高速公路通信系統(tǒng)的主要組成部分:高速公路通信系統(tǒng)應包括下面幾個主要組成部份：?光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)?程控交換系統(tǒng)?路側(cè)緊急電話系統(tǒng)?移動通信系統(tǒng)?圖像、數(shù)據(jù)傳輸通路?光、電纜及其工程?通信電源系統(tǒng)與接地系統(tǒng)公路通信的地位和作用：公路通信是服務于公路運輸行業(yè)的專用通信，主要用于確保道路的安全通行和管理服務提供運營的技術(shù)支持手段。在現(xiàn)代科學的公路運營管理中，他將監(jiān)控、導航、自動收費、公路管理、搶險救助、交通誘導、安全駕駛、商用車輛運營信息等傳輸?shù)街醒肟刂剖覅R總，實時提供道路堵塞信息和通行信息，確保道路暢通；通過與車輛之間的信息交流，進行交通誘導，減少發(fā)生危險的傾向；通過對業(yè)務用車提供公路交通信息和實現(xiàn)物產(chǎn)流通中心的自動化、系統(tǒng)化，使集中與發(fā)送業(yè)務的效率得以提高；通過消除交通堵塞來提高運營效率，節(jié)約能源并減輕對環(huán)境的污染。國家公網(wǎng)是面向全社會需求但由于網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)等原因，國家公網(wǎng)無論如何先進與發(fā)達，是不可能替代公路通信的功能和作用的。公路通信是高速公路管理的必要手段高速公路的管理不同于普通公路的傳統(tǒng)管理方式，是一項技術(shù)密集的新型動態(tài)管理。因此，要對高速公路的各種信息進行綜合分析處理，通信設施是各種信息有效、實時傳輸?shù)谋ＷC。公路通信設施為交通信息化的發(fā)展趨勢和條件《公路水路交通信息十五發(fā)展綱要》中對于實現(xiàn)交通信息化建設提出了發(fā)展的目標和戰(zhàn)略任務。要實現(xiàn)交通信息化，必然涉及通信，通信是信息化的載體，他們是〃車〃與〃路〃的關系。目前，我國高速公路和國道主干線公路均建有設備完善的通信設施，只要解決好網(wǎng)絡斷頭的接續(xù)，就可以基本形成以高等級為主骨架的干線通信系統(tǒng)，為交通信息化建設提供了網(wǎng)絡通信綜合業(yè)務平臺。由于交通信息網(wǎng)和交通通信網(wǎng)都是為交通運輸服務的，在網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)等方面具有一致性，因此目前的公路通信設施應視為交通信息化發(fā)展的有利條件。如果不充分利用公路通信自己的網(wǎng)絡，單純依靠公網(wǎng)來解決公路交通信息化，在經(jīng)濟上將是沉重的負擔，在技術(shù)上實現(xiàn)也極其艱難，過去的實踐和今后的歷程，終將證明這一點。光纖數(shù)字通信網(wǎng)絡：以光纖數(shù)字通信為基礎的公路通信網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)高速公路數(shù)字通信網(wǎng)絡大都采用環(huán)形自愈網(wǎng)，網(wǎng)絡主要由多心光纜、分插復用器、（ADM，各種模板對號插入）交叉連接復用器、（DXC）等器件所組成。光同步數(shù)字通信網(wǎng)（OSDH）是一個將復接、線路傳輸、交換融為一體，有統(tǒng)一網(wǎng)管系統(tǒng)進行管理操作、用光纖傳送光同步信號的綜合通信網(wǎng)。?SDH（同步數(shù)字系列）網(wǎng)是一個能進行同步信息傳輸、復用、分插和交換連接的通信網(wǎng)絡。高速公路通信的特點高速公路通信的特點高速公路通信網(wǎng)是為了解決高速公路的特殊需要而組建的網(wǎng)絡，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)和通信設備是以高速公路生產(chǎn)的實際要求而配置。首先，高速公路的通信設施是沿高速公路設置的，工作覆蓋范圍須包括高速公路的全部路段，以及分散于道路沿線的路段管理單位、收費站口和交通監(jiān)控點，相互之間許多都必須具有直達通信路由。其次，高速公路的通信網(wǎng)絡需要同時提供話音、數(shù)據(jù)和圖像業(yè)務的多業(yè)務平臺，必須具有較寬的傳輸帶寬。第三，根據(jù)高速公路的特點，移動通信系統(tǒng)應具備有調(diào)度功能、脫網(wǎng)直通功能，應具有較快的接續(xù)時間，具有數(shù)據(jù)、靜止圖象、GPS、車輛定位、控制等多媒體傳輸業(yè)務和保密要求。第四，高速公路安全保障使用的緊急電話系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)中的通信設施是高速公路專用的通信設施，具有與一般公網(wǎng)通信所不同的技術(shù)要求和標準。ATM交換與數(shù)字程控交換ATM（AsynchronousTransferMode）即異步傳輸模式，其概念起源于1983年美國貝爾實驗室技術(shù)人員提出的快速分組交換和1984年法國電信提出的異步時分交換的設計思想。ATM交換機是應用于寬帶綜合數(shù)字網(wǎng)絡（B-ISDN）的交換機，并廣泛的應用于局域網(wǎng)（LAN）和廣域網(wǎng)（WAN）。ATM技術(shù)是一種傳輸、組網(wǎng)與交換等技術(shù)的全新的高速公路通信技術(shù)。ATM也被ITU-T確認為B-ISDN的標準傳輸模式。ATM具有分組交換和電路交換的特征，并包含傳輸、組網(wǎng)、多路復用和交換技術(shù)°ATM是一種面向連接的技術(shù)，即在通信信道建立階段必須處理實時信息交換，在通信信道建立階段通信網(wǎng)需建立一條端到端的虛擬通信信道，它可以與其他鏈接共享其物理信道。ATM交換機是為了話音、數(shù)據(jù)、和圖像在同一網(wǎng)絡上的綜合交換和傳輸而設計的。高速公路通信系統(tǒng)是以ATM數(shù)據(jù)交換為核心的，多個ADM分插復用設備為節(jié)點的，并以光纖骨干網(wǎng)為基礎的綜合網(wǎng)絡傳輸系統(tǒng)。高速公路光纜通信系統(tǒng)采用多心光纜，其話音、數(shù)據(jù)、圖像都各有專用光纖。ATM交換與數(shù)字程控交換數(shù)字程控交換系統(tǒng)可為高速公路沿線提供業(yè)務電話和指令電話等多種服務功能。數(shù)字交換系統(tǒng)是以程控交換機為核心的通信網(wǎng)，在技術(shù)上實現(xiàn)了傳輸和交換的數(shù)字化。根據(jù)高速公路專用通信的現(xiàn)有業(yè)務，程控交換類型可分為集中控制和分級控制兩種。該系統(tǒng)可完整個管理部門和單位點對點的話音、圖像、傳真、數(shù)據(jù)的傳輸；實現(xiàn)管理部門和下屬單位點對點的話音、圖像的通信并可實現(xiàn)管理部門之間以及管理部門與外界的各類通信，還可對系統(tǒng)進行自測和診斷。公路專用電話網(wǎng)一般采用一個匯接局和若干個端局組成復合星形或環(huán)形的數(shù)字通信網(wǎng)。各局交換機中繼線使用數(shù)字光纜、電話機則以模擬話機為主。公路通信網(wǎng)大都為數(shù)字同步網(wǎng)。千兆以太網(wǎng)隨著高速公路通信網(wǎng)的發(fā)展，為了使各類信息和圖像能夠以更快的速度得到共享，對網(wǎng)絡的帶寬提出了新的挑戰(zhàn)。以高速、高效、高性能而著稱的千兆以太網(wǎng)已經(jīng)廣泛的應用到了各個領域，高速公路通信系統(tǒng)。千兆以太網(wǎng)是IEEE802.3以太網(wǎng)標準的擴展。千兆以太網(wǎng)建立在以太網(wǎng)協(xié)議之上，但比快速以太網(wǎng)(FASTEthemet)快10倍，其數(shù)據(jù)速率可達到1000Mbps,這一MAC子層和PHY子層的標準已成為LAN骨干網(wǎng)以及服務器連接的重要標準。千兆以太網(wǎng)和大量使用的以太網(wǎng)與快速以太網(wǎng)完全兼容并利用了原以太網(wǎng)標準所規(guī)定的全部技術(shù)規(guī)范。目前，千兆以太網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展成為主流網(wǎng)絡技術(shù)。特點千兆以太網(wǎng)的特點主要包括:1.充分保護現(xiàn)有網(wǎng)絡設施，提供完美的遷移途徑；2.千兆以太網(wǎng)相對于原有的快速以太網(wǎng)、FTTI、ATM等主干網(wǎng)提供了一條最佳的路徑；3.IEEE802.3工作組建立了802.3z和802.3ab千兆以太網(wǎng)工作組，其任務是開發(fā)適應不同需求的千兆以太網(wǎng)標準，該標準支持全雙工和半雙工1000Mbps的操作。千兆以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)的構(gòu)建千兆以太網(wǎng)絡是由千兆交換機、千兆網(wǎng)卡、綜合布線系統(tǒng)等構(gòu)成的。千兆交換機構(gòu)成了網(wǎng)絡的骨干部分，千兆網(wǎng)卡安裝在服務器上，通過布線系統(tǒng)與交換機相連，千兆交換機下面還可連接許多百兆交換機，百兆交換機連接工作站，這就是所謂百兆到桌面。千兆以太網(wǎng)的傳輸千兆以太網(wǎng)光纖傳輸系統(tǒng)是由一段或多段光纖、光電子器件、電路及子系統(tǒng)組成的鏈路、環(huán)路、或網(wǎng)絡。這個系統(tǒng)能完成數(shù)據(jù)在信源端的分幀、編碼、并串轉(zhuǎn)換、光調(diào)制、傳輸、光接收、再生等一系列操作。千兆以太網(wǎng)的物理層包括編譯碼、收發(fā)器和網(wǎng)絡介質(zhì)三個主要模塊，其中不同的收發(fā)器對應不同的網(wǎng)絡介質(zhì)，包括多模光纖、短波多模光纖、雙絞線等。五類雙絞線一般傳輸距離為100m；單模光纖最大傳輸距離為5000m；多模光纖最大傳輸距離為300-500m；相對于ATM網(wǎng)絡所構(gòu)成的骨干光纖網(wǎng)，千兆以太網(wǎng)系統(tǒng)主要用于通信系統(tǒng)中內(nèi)部網(wǎng)絡的構(gòu)建。第四章高速公路收費系統(tǒng)1、概述高速公路收費系統(tǒng)是高速公路經(jīng)營管理的重要組成部分，是發(fā)展和建設高速公路所必不可少的環(huán)節(jié)。建立收費系統(tǒng)主要是為了償還建設投資貸款，用于公路養(yǎng)護、維修和道路運管，開銷基本的道路管理費用。高速公路收費系統(tǒng)是由收費車道、收費站和收費中心三大主要部分所構(gòu)成。其基本設備包括車道欄桿機、收費計算機、監(jiān)控攝像機、道路信號控制系統(tǒng)等。高速公路收費管理系統(tǒng)是由區(qū)域聯(lián)網(wǎng)收費中心、路段收費管理中心、收費站管理系統(tǒng)等幾個部分所構(gòu)成。高速公路收費系統(tǒng)包含了檢測技術(shù)、自動控制技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)等多項新技術(shù)。近年來ETC技術(shù)、車牌識別技術(shù)與圖像處理技術(shù)、動態(tài)稱重技術(shù)、網(wǎng)絡傳輸技術(shù)、通信技術(shù)等多項技術(shù)都綜合應用于高速公路的收費系統(tǒng)，為收費系統(tǒng)的完善提供了可靠地保障。收費系統(tǒng)中是以車來建立基本信息流和收費額度的，車既是道路的使用者也是公路管理人員的服務對象。收費系統(tǒng)包含了硬件設施、軟件設施、協(xié)作部門以及人車等管理要素。硬件設施是指車道控制機、收費計算機、交通指示控制設備、監(jiān)控報警裝置等。軟件設施主要由操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫、通信軟件、通信協(xié)議以及各功能模塊所構(gòu)成。協(xié)作部門是指路政管理部門、交通執(zhí)法管理部門、銀行收費管理部門等。高速公路的收費方式主要包括人工手工收費、人工半自動收費、全自動收費。其收費制式又可分為均一式、開放式、封閉式和混合式。均一式收費系統(tǒng)是以入口車道作為同一收費標準的收費系統(tǒng)；只與車型有關，與行程無關。開放式收費系統(tǒng)是指收費站建在主線上，入口開放、主線收費，其收費多少與車型和行程都有關系。封閉式收費系統(tǒng)是指在入、出口建收費站入口發(fā)卡出口交費或入口交費出口驗票的收費方式。收費系統(tǒng)的收費軟件包括車道系統(tǒng)軟件，收費站軟件和收費中心系統(tǒng)軟件。車道系統(tǒng)軟件主要負責收集車輛和收費的信息以及車道設備的控制；收費站軟件主要負責信息的匯總以及數(shù)據(jù)和其他信息的上傳;記錄.、分析、存儲和處理各類監(jiān)控信息并向中心上傳；收費中心系統(tǒng)軟件由結(jié)算系統(tǒng)和管理系統(tǒng)兩部分構(gòu)成，其結(jié)算系統(tǒng)負責結(jié)算業(yè)務資金的清算和處理、收費中心管理系統(tǒng)負責全路段的收費業(yè)務管理、結(jié)算管理、賬務分析、指標設定以及收費站管理。收費系統(tǒng)的構(gòu)成及功能收費系統(tǒng)主要由收費計算機、收費監(jiān)視系統(tǒng)、對講及報警系統(tǒng)、車道控制系統(tǒng)等部分組成。收費計算機主要完成收費數(shù)據(jù)的紀錄、處理、打印與傳輸?shù)确矫娴墓δ?。收費監(jiān)視系統(tǒng)主要對車道與收費的狀況進行監(jiān)視和記錄；對講與報警系統(tǒng)主要負責事件與特殊情況的處理；車道控制系統(tǒng)主要負責交通控制。收費中心計算機是收費系統(tǒng)地核心。由收費車道系統(tǒng)、收費站系統(tǒng)和收費中心構(gòu)成完整的收費系統(tǒng)。其結(jié)構(gòu)參考P154圖6-4所示。收費系統(tǒng)的檢測主要是收費管理軟件的測試。目前，我國聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)主要有3種，即省內(nèi)聯(lián)網(wǎng)收費、省域聯(lián)網(wǎng)收費和省際聯(lián)網(wǎng)收費。不論是省域聯(lián)網(wǎng)收費還是省際聯(lián)網(wǎng)收費，聯(lián)網(wǎng)收費管理中心都是聯(lián)網(wǎng)收費系統(tǒng)的中樞管理機構(gòu)，其計算機系統(tǒng)主要由主數(shù)據(jù)服務器、通訊服務器、結(jié)算服務器、訪問服務器、通行卷管理服務器、備份服務器、路由器管理工作站、IC卡初始化和發(fā)卡設備、各類存儲和打印系統(tǒng)、電源系統(tǒng)等部分構(gòu)成。收費中心的主要功能是數(shù)據(jù)傳輸與管理通行費拆分與結(jié)算、數(shù)據(jù)擦旬管理、票卡管理以及文件的要求等功能。收費系統(tǒng)軟件的功能測試收費系統(tǒng)軟件首先要保證車道收費能夠準確無誤的保存、傳輸?shù)裙δ堋Ｊ召M車道的基本功能就是完成通行費的收取。車道收費計算機應具有上傳、下傳和存儲管理收費數(shù)據(jù)的功能。車道軟件能夠?qū)嚨涝O備的工作狀態(tài)進行檢測、管理和控制；車道軟件應具有斷電保護、啟動和傳輸不丟失數(shù)據(jù)、保存和擦詢等功能。收費站是收費系統(tǒng)的基本管理機構(gòu)。要求收費站可擦詢、打印、個車道的收費數(shù)據(jù)，并能調(diào)出車道抓拍的圖像；收費站需具備對本站人員票據(jù)和通行卡的管理功能；收費站還應具有監(jiān)控、報警和傳輸處理數(shù)據(jù)的功能。收費中心是收費系統(tǒng)的最高管理機構(gòu)，肩負著整個收費系統(tǒng)的管理功能，其功能主要包括對運行參數(shù)的管理收費數(shù)據(jù)的