通信技术在高速公路管理和控制中的应用.doc

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1、计算机信息技术论文：通信技术在高速公路管理和控制中的应用考号：姓名：摘要：在高速公路的信息采集与发布过程当中，通信技术起着非常重要的作用。本文概略介绍了高速公路管理和控制中使用的先进通信技术，并分別列出了各种通信技术的应用场合；其中着重介绍了VDSL和现场总线技术，并以隧道监控系统为例，论述了现场总线在隧道监控系统小的应用。关键词：高速公路通信技术管理和控制监控系统高速公路收费站、监控站、服务区、养护区、紧急电话等处均为管理控制现场。对于管理控制现场来说，一方曲需要采集大量的信息,送至现场管理处：另一方血在管理处或更高一级的管理中心

2、将得到的信息进行处理，然后传送至现场完成管理或控制功能。目前信息技术H新月异，使用先进实用的通信技术，对于控制和管理功能的实现及提高高速公路管理效率具有重要意义。1通信系统中的接入技术1・1光纤接入光纤接入网与骨干网、用户驻地网（用户端）之间的关系如图1所示。图中，ONU为光网络单元，它是在用户端将光信号变成电信号的设备目前在光接入实现方案中广泛使用AP0N技术。P0N是指光接入网中不含有电源的设备，只含有无电源的光分路器等器件。APON是在PON上采用ATM技术进行传输、复用的技术，它具有多业务、多比特率支持能力。这时带宽统计复用

3、，多个用户可共享带宽，动态分配带宽，因而信道利用率高。由于PON中OLT、0DN是共用的，加上采用ATM后带宽共享，因此APON的实现优点是成本较低，标准化程度较高，能实现大规模生产，从而使成本大幅降低，因此APON的市场前景很好应用场合：监控系统设在沿线互通立交、大桥等特殊路段的遥控摄像机采集的监控视频数据、检测数据的传输，紧急电话的接入，用于数据量大或要求实时传输的场合。1・2同轴电缆接入和双绞线接入光纤、同轴电缆和双绞线技术在高速公路中应用较为普遍，例如交通监控和隧道现场控制系统中，也多使用以上技术［2］；另外电话业务的接入也

4、属于上述几种接入技术的结合。目前的电话业务接入情况是，在通信分中心设置程控交换机，分别负责该分中心辖区的电话通信业务，为道路使用者发生紧急情况时提供紧急呼叫的服务功能,为管理调度和紧急救援提供信息。在分中心一级设置综合控制台进行管理，可实时将紧急电话的各种数据输入监控计算机。每隔适当距离设置一套分插复用器将所辖路段的紧急电话信息通过光纤向分中心传输，如每隔1km设置一对紧急电话分机，每隔50km设置一套分插复用器，采用0・9mm的星绞四芯有线传输方式。应用场合：监控系统沿线布设的外场设备检测数据的传输、音频信号的采集与传输等。如收费

5、站或监控站的视频传输常采用同轴电缆接入。1-3以太网接入对于收费站或监控站局域网来说，以太网接入是最流行的方法。以太网接入具有性价比好、可扩展性好、容易安装开通及高可靠性等优点。以太网接入方式是通过一般的网络设备，例如交换机，集线器等将同一•幢楼内的用户连成一个局域网，再直接或通过ADSL、VDSL等方式与外接光纤主T•网相连。局域网接入应用场合：收费站、监控站、服务站等以局域网方式工作的场合。之间建立的数据专线通道进行的，无论是数据传播或语音电话传播都是租用了卫星的专用通道，其最大的优点是可以跨越广泛的地域进行远距离的信息传送。在

6、高速公路的应用中，基于GPS收发机的应用是最常见的。应用场合：车辆定位、紧急信息的采集与发布、车辆自动驾驶等。2VDSL技术及应用2.1VDSL的关键技术与研究现状VDSL中使用的主要关键技术是复用技术和调制技术。VDSL采用频分复用方式进行通信，即上行和下行使用不同的频率范围。频带分配是一项关键技术，目前较常使用的是两频带方案，频谱分配如下（以QAM为例）：下行0.9〜3.4MHz；上行4.0〜7.75MHz。其他常用的低频业务，女口ISDN、普通电话POTS甚至ADSL,完全可以和VDSL同时在一对线上传送。一般情况下,这两个频

7、带的中心频率和带宽都可以调整。这些数值与QAM的星座数（又称状态数）及分割因数（指每码元所含比特数）一起，一旦由设备配置确定，就可以决定VDSL系统的数据速率。VDSL之所以有更高的接入速率和抗干扰能力，主要应归功于采用了先进的调制技术。目前，关于VDSL的标准有两种，一种支持正交幅度调制（QAM）,另一种支持离散多音频调制（DMT）。目前国外对于各种调制技术的VDSL都进行了广泛研究，研究内容涉及到模拟前端芯片、线路驱动器、信道估计/均衡算法以及VDSL的应用等各个方而。2.2VDSL在高速公路接入网中的应用概述VDSL不仅可以应

8、用于有少量数据传输的部分监控系统局域网和部分收费系统局域网的接入，也适用于单一语音、数据或视频终端的接入。VDSL可以传输1〜52M的可变带宽数据，可以在通信中心或者通信分中心和现场设备之间同时传输语音、数据和视频信号，使用双绞线降低