高速公路快速发展和机电设备种类繁多, 仅仅依靠人工检测和评定已经远远跟不上高速公路管理的需要。办公自动化, 建立高速公路机电设备养护和维修电子管理系统成了当务之急。当前, 信息技术已经全面渗透到国民经济和社会生活的各个领域。交通信息化依托信息技术, 是实现交通现代化的必由之路。
1 陕西某高速公路通信系统简介
1.1 通信系统的作用
为高速公路运营管理及监控、收费系统实施提供必要的语音业务及数据、图像传输通道。
1.2 高速公路通信系统的组成
光纤数字传输系统、紧急电话系统、数字、图像传输系统、光缆工程和电缆工程、通信电源系统。
1.3 光纤数字传输系统
光纤数字传输系统采用SDH (同步数字元系列) 干线传输系统和综合业务接入网相结合的方案。SDH用于与相邻路联网。在衡水设置ADM分路站, STM——4等级的A DM分插复用设备。在分中心设中继站, STM——4等级的中继器REG设备。综合业务接入网系统V5.2接口设备, 速率按STM——4等级SDH系统配置, 属SDH内置式综合业务接入网。
工程在总中心配置OLT (光线路终端) , 在通信站配置ONU (光网络单元) , 采用隔站相连方式构成自愈环, 提高系统可靠性。
1.4 监控系统的数据、图像传输
数据传输:沿线监控外场设备监控数据与分中心之间的数据传输是通过电缆、综合业务接入网音频话路完成。
监控外场设备数据传输采用模拟传输方式, 通信系统为监控系统在ONU和各站设备上提供了足够的VF音频话路接口。考虑到监控系统的数据上传至中心以及相邻的分中心之间的数据互传, OLT和ONU之间为监控数据的传播提供了2Mbit/s S数据通道, 并在OLT和ONU设备上为其提供了相应的数据接口。
图像传输:对于监控系统的外场图像传输, 通信系统为沿线每个摄像机的图像传输在主干线上提供了一芯光纤。图像信号和反向控制信号复用后, 通过光纤进行传输。
2 系统结构和模块功能
高速公路机电设备信息管理系统需要对各机电设备的各种信息进行采集、处理, 与控制指标比较后, 做出控制决策, 下达控制指令, 由执行机构准确实施, 以达到预期的控制目标。要深入了解控制的全过程, 需要对组成控制过程的各个环节进行分析, 并在此基础上找出其特点和规律, 采取相应的措施。
控制中心计算机系统包括主计算机、交通信息计算机、彩色图形显示计算机等。整个系统通过快速以太网将各个计算机联成网络, 各计算机与外场设备的连接方式为分布式控制系统, 并利用光环路载波系统进行数据信息的通信传输。这种局域网及其通信方式的优点是:通信灵活方便, 网络结构简单、传输速率高、可靠性强、实时性好, 可消除通信中的“瓶颈”现象。计算机系统的使用主要是使用其安装的应用软件控制、浏览数据以及图像等信息。
2.1 控制中心软件系统
控制中心软件系统为高速公路控制核心处理系统, 其功能包括:系统配置模块、信息查询与报表打印模块、信息发布等模块。具体构成各模块的功能为: (1) 系统配置模块程序包括:用户管理、系统管理、设备信息、数据管理。 (2) 信息查询与报表打印包括:系统结构与配置信息查询处理;设备基本信息查询处理。 (3) 设备运行状态查询处理;设备报警信息查询处理;各外场设备检测信息查询;用户信息查询;人工输入事件查询处理;操作员操作日志报表查询。 (4) 信息发布模块包括:可变情报板信息的采集和信息编辑发布。
2.2 系统运行应用
信息采集:需要采集的信息按性质可分为:数据、图像、语音三种类型。从信息反应的功能归属为环境干扰、设备状态、金额故障部位三大类。
(1) 信息采集方法由信息的特点决定。数据信息需要通过各种传感器将电量转换后再输出。 (2) 信息处理:要取得良好的信息系统管理效果, 必须对机电设备状态有一个比较全面的了解, 但是机电设备的某些状态无法直接测出, 只能凭借已测出的参数去估计、判断, 状况的出现与否、事件性质和严重程度都无法直接测出, 只能根据已测出的各种变量, 采取一定的数学分析方法去识别、判断。 (3) 控制策略:调整供求, 争取平衡是控制机电设备状态的基本思路。
3 高速公路机电系统信息技术
3.1 系统特点
(1) 基于.N E T的分布式开发技术架构。.NET平台是一个最易使用的具互动性的开发平台。 (2) 建立数据库和逻辑分析, 做到前台数据的展现和后台数据库及逻辑分析的分离, 在逻辑分析或后台数据库发生变化时无需修改前台现有数据。 (3) 各个分中心的备品备件出入库的种类和数量、各个收费站日常维护工作和维修情况、关于日常维护和维修时的经验交流都可以通过统一的平台从不同站点访问实现信息的共享。
3.2 系统架构
整个机电设备养护和维修管理系统分为四个层次和两大支撑体系, 即:网络传输层、核心数据层、软件支撑层、业务功能层和信息安全支撑体系、机电设备管理与数据规范体系。网络传输层构成了机电设备养和维修管理系统的基本通讯环境。系统的网络连接环境如下, 高速公路通信中心广域网络系统, 实现建立与各分中心, 分中心与各收费站的机电设备检测数据、统计维修基础数据上报的网路通道。
通过机电设备系统的信息技术, 节省了时间和不必要的工作量。在日常管理工作中可以发挥信息系统的整体价值, 实现高速公路管理信息化价值的提升, 总的来说本系统可以实现“五大提高”:一, 提高了预警能力。确保高速公路管处能实时、准确的掌握机电设备的各种信息, 提高交通安全和其它紧急、突发事件的预警能力。二, 提高应对能力。提高对各种机电设备维护的处理能力, 提高通信中心、分中心及收费站机电部门的工作效率, 特别是对涉及重要机电设备损坏等突发事件的紧急反应、应对能力, 提升养护水平。三, 提高管理能力。可以加大制度化建设力度, 优化营运环境, 通过“人”——“机”系统的有效和无缝对接, 实现系统人工智能辅助决策, 有效提高通信中心对分中心的指挥、调度、控制能力, 提高内部管理水平。四, 提高服务能力。为本单位人员、司乘、客户提供一站式服务, 在各项新技术的应用下提高通信中心业务处理的效率、效果, 提高对外服务能力, 最大限度提高司乘人员的满意度。五, 提高整体效益。提高了内部管理能力, 统一协调了机电设备资源, 降低各项开支。
摘要：本文基于笔者多年从事高速公路机电通信系统设计的相关工作经验, 以陕西某高速公路机电通信系统为工程背景, 探讨了通信系统的结构、模块功能和系统架构, 全文是笔者工作实践基础上的理论升华, 相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。
关键词：高速公路,机电系统,通信系统,架构
参考文献
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[2] 刘文波.如何加快公路信息化建设的几点思考[J].中小企业管理与科技 (下旬刊) , 2009 (8) .