第10章 通信系統(tǒng)設計

1、第十章第十章 通信系統(tǒng)設計通信系統(tǒng)設計 學習目的學習要點 了解高速公路通信系統(tǒng)相關(guān)概念，涉及技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的設計方法。l同步數(shù)字體系（SDH）l程控數(shù)字交換系統(tǒng)lATM技術(shù)l通信系統(tǒng)網(wǎng)絡設計l高速公路通信新技術(shù)10.1.1 高速公路通信系統(tǒng)概述 1高速公路專用通信系統(tǒng) 高速公路有線通信常采用以光纜傳輸為主干線的多種專用通信系統(tǒng)。 主要包括以下四種系統(tǒng)： 光纜數(shù)字傳輸系統(tǒng) 緊急電話系統(tǒng) 移動通信系統(tǒng) 專用近距微波傳輸系統(tǒng)2高速公路通信系統(tǒng)的特點 1）各級管理機構(gòu)及沿線設施一般均建筑在公路兩側(cè)，呈線狀分布。2）管理體制一般采取分級管理、集中控制調(diào)度，高速公路通信網(wǎng)的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為樹形結(jié)構(gòu)。3）高速公路

2、通信系統(tǒng)應該是以有線通信為主，并采用移動通信等多種通信手段的綜合通信系統(tǒng)，并且要有高的可靠性，系統(tǒng)每天24小時不間斷運行。 10.1概述3.通信系統(tǒng)設計基本原則 1）符合交通部、郵電部現(xiàn)有技術(shù)規(guī)范、標準和政策，統(tǒng)一規(guī)劃、分期實施、逐步完善，充分滿足高速公路網(wǎng)絡管理與安全保障的需要。 2）技術(shù)選擇上有適當超前意識與可持續(xù)發(fā)展思想，既要考慮高速公路管理部門的經(jīng)濟承受能力，又要考慮到新生業(yè)務和技術(shù)的發(fā)展。3）通信系統(tǒng)應具有可升級性、兼容性和冗余性，既能滿足近期聯(lián)網(wǎng)通信的實際需要，又能為未來發(fā)展預留業(yè)務接口與擴展空間。 4）充分考慮整個網(wǎng)絡的先進性與經(jīng)濟性，所采用的設備應具有成熟可靠、標準統(tǒng)一和可操作

3、性強的特點，以便于維護和更換，達到降低營運成本的目的。 通信寬帶網(wǎng)絡收費系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)視頻傳送系統(tǒng)音頻傳送系統(tǒng)費額清分系統(tǒng)廣域辦公系統(tǒng)可變信息系統(tǒng)緊急電話系統(tǒng)閉路電視系統(tǒng)交通檢測系統(tǒng)集群移動系統(tǒng)業(yè)務電話系統(tǒng)視頻會議系統(tǒng)管理系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)電子交換系統(tǒng)交通網(wǎng)絡系統(tǒng)物流信息系統(tǒng)ATM交換網(wǎng)絡APON接入網(wǎng)絡SDH傳輸網(wǎng)絡圖10-1 通信系統(tǒng)業(yè)務應用模型4高速公路通信系統(tǒng)模型及其功能 收 費 總 中 心管 理 分 中 心管 理 中 心管 理 總 中 心監(jiān) 控 分 中 心監(jiān) 控 中 心監(jiān) 控 總 中 心收 費 分 中 心收 費 中 心通 信 分 中 心通 信 中 心通 信 總 中 心收 費 中 心收 費

4、 設 施監(jiān) 控 設 施服 務 區(qū)通 信 站電 信 部 門救 護 部 門公 安 部 門銀 行 部 門運 輸 部 門廣 播 部 門防火墻? ?音 頻數(shù) 據(jù)視 頻多 媒 體圖例圖10-2 通信系統(tǒng)業(yè)務應用流程2 2）通信系統(tǒng)功能分析）通信系統(tǒng)功能分析 高速公路通信目的在于支持高速公路管理、監(jiān)控和收費等業(yè)務的高速公路通信目的在于支持高速公路管理、監(jiān)控和收費等業(yè)務的傳送，是提高高速公路管理水平和安全保障能力的支撐網(wǎng)絡。傳送，是提高高速公路管理水平和安全保障能力的支撐網(wǎng)絡。 （1 1）對管理系統(tǒng)的支持）對管理系統(tǒng)的支持 （2 2）對收費系統(tǒng)的支持）對收費系統(tǒng)的支持 （3 3）對監(jiān)控系統(tǒng)的支持）對監(jiān)控系統(tǒng)的

5、支持 10.2 高速公路數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)設計 目前適應高速公路通信網(wǎng)絡技術(shù)的有SDH、MSTP和IP技術(shù)。 10.2.1同步數(shù)字體系（SDH） SDH是目前高速公路通信普遍采用的組網(wǎng)技術(shù)，具有標準信息結(jié)構(gòu)、速率等級和光電接口，并可通過自愈環(huán)實現(xiàn)通道和段的倒換保護。 1SDH系統(tǒng)的基本概念及特點 SDH系統(tǒng)實質(zhì)上是在光纖上進行同步信息的傳輸?shù)囊恍㏒DH的網(wǎng)絡單元（NE）。它有國際上統(tǒng)一的網(wǎng)絡節(jié)點接口（NNI），如圖10-3所示。 有線或無線系統(tǒng)有線或無線系統(tǒng)支路同步復用設備外部接入設備數(shù)字交叉連接設備圖10-3 NNI在網(wǎng)絡中的位置 2.SDH幀結(jié)構(gòu)幀結(jié)構(gòu)一般可以分為三個組成區(qū)域，其功能如下： 1）

6、段開銷（Section overhead，SOH）段開銷是指STM幀結(jié)構(gòu)中為了保證信息凈負荷、靈活傳送所必需的附加字節(jié)，是供網(wǎng)絡運行、管理和維護（OAM）使用的字節(jié)。 2）管理單元指針（AU-PTR） AU-PTR是一種指示信息凈負荷的第1個字節(jié)在STM-N中的準確位置，以便在接收端正確地解復用。采用指針方式消除了常規(guī)PDH幀結(jié)構(gòu)中滑動緩存引起的延時和性能損傷。 3）信息凈負荷（Payload） 信息凈負荷就是STM-N模塊中存放的各種數(shù)據(jù)信息，當然還含有少量用于通道性能監(jiān)視、管理和控制的通道開銷控制字節(jié)POH。通常，POH作為凈荷的一部分與凈荷一起在網(wǎng)絡中傳送。 3、SDH的基本復用結(jié)構(gòu) S

7、DH的基本復用單元包括標準容器（C）、虛容器（VC）、支路單元（TU）、支路單元組（TUG）、管理單元（AU）和管理單元組（AUG）。VC-4AUGAU-4TUG-3TUG-2TU-3VC-3C-3TU-2TU-12VC-2VC-12C-12C-4STM-Nxxxx11N337復 用定位校準映 射指針處理注：C-3主要用于IP業(yè)務和圖像業(yè)務傳輸 C-12主要用于圖像業(yè)務傳輸圖10-4 我國的基本復用映射結(jié)構(gòu)4SDH設備 光同步數(shù)字傳輸網(wǎng)是由一些SDH網(wǎng)絡單元組成。它的基本網(wǎng)絡單元有同步光纜線路系統(tǒng)、同步復用器（SM）、分插復用器（ADM）和數(shù)字交叉連接設備（RXC）等，這些設備均由一系列邏輯功

8、能塊構(gòu)成。 發(fā)送接收光接收光發(fā)送電端機光端機光纖光纖中繼器光纖光纖光端機電端機光發(fā)送光接收接收發(fā)送圖10-5 光纖數(shù)字通信系統(tǒng)方框圖5.2.2程控數(shù)字交換 系統(tǒng)高速公路設置專用程控數(shù)字交換系統(tǒng)是獲取高可靠性、高可用性通信工具的物質(zhì)保證；電話網(wǎng)，同時利用已建管道安裝程控電話可以節(jié)省投資費用。 1程控數(shù)字交換系統(tǒng)的功能要求 完成管理部門各單位點對點的語音、傳真、圖像和數(shù)據(jù)的傳輸； 實現(xiàn)管理中心和下屬各單位一點對多點的同時通信（如指令電話、電話會議等）； 與上級業(yè)務管理部門和外界社會的通信； 具有對系統(tǒng)狀態(tài)自動測試的功能。 2程控電話系統(tǒng)呼叫過程 如圖10-6交換機交換機主叫用戶被叫摘機撥號音連續(xù)占

9、用線路被叫號碼回鈴音應答通話話終拆線證實掛機掛機答機振鈴撥號信號中繼線用戶線信令局間信令用戶線信令圖10-6 電話呼叫通話過程3程控數(shù)字交換系統(tǒng)的控制方式和結(jié)構(gòu)1）兩種基本控制方式： 集中控制：設一臺交換機的控制部分由n臺處理及組成，它實現(xiàn)f項功能，每一項功能由一個程序來提供，系統(tǒng)有r個資源。如果在這個系統(tǒng)中，每一臺處理機均能利用全部資源，也能執(zhí)行所有功能，則這個控制系統(tǒng)就叫做集中控制系統(tǒng)。 分散控制：在上述系統(tǒng)中，如果每臺處理機只能利用資源的一部分，只能執(zhí)行一部分功能，就稱為分散控制。 4程控數(shù)字交換機 1）程控交換系統(tǒng)的硬件部分可以分為話路系統(tǒng)和控制系統(tǒng)兩個系統(tǒng)，基本組成框圖如下用戶電路用

10、戶電路信號終端交換網(wǎng)絡中繼器中繼器掃描器驅(qū)動器存儲器中央處理器輸入/輸出設備話路系統(tǒng)控制系統(tǒng)總線圖10-7 程控交換機的基本組成 2）程控數(shù)字交換機具有一些突出的優(yōu)點： （1）體積小、功耗低，設備體積只有機電交換機的1/81/4，可壓縮機房面積，節(jié)省投資；（2）易于擴展功能，通過修改軟件能擴展交換機功能，向用戶提供新的服務；（3）工作穩(wěn)定可靠、維護方便，大規(guī)模集成電路和專用芯片保證高可靠性和自動診斷功能；易于和數(shù)字終端、數(shù)字傳輸系統(tǒng)連接，為發(fā)展綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（ISDN）奠定基礎(chǔ)。10.2.3 ATM技術(shù)1、ATM技術(shù)的基本概念 ATM指的是“以信元為信息傳播、復接和交換的基本單位的傳送方式”。

11、也就是說，使用信元是ATM的基本特征。 1）信元結(jié)構(gòu) ATM以信元（Cell）作為傳送信息的基本單位，它分為兩類：一類用于網(wǎng)絡節(jié)點之間的接口NNI，另一類用于用戶和網(wǎng)絡之間的接口UNI 凈 荷1216318字節(jié)48字節(jié)384信元結(jié)構(gòu)信元結(jié)構(gòu)38448字節(jié)字節(jié)813168凈 荷4圖10-8 ATM信元結(jié)構(gòu) 2）虛信道和虛通道 一般將ATM交換中連接稱為虛連接，這種虛連接是由若干虛信道（VC）和虛通道(VP)相互連接而成的。 （1）虛信道（VC） 在ATM術(shù)語中虛信道（VC）是描述信元單向傳送路徑的術(shù)語之一，它用來在兩個端點用戶之間建立一個單向的邏輯連接，以便單向傳送用戶信元。 （2）虛通道（VP

12、） 虛通道用來描述一組虛信道通過網(wǎng)絡的單向路由，它由若干虛信道組成。和虛信道一樣，虛通道也是一種單向通道，它也通過一個標記（虛通道標記VPI）來表示，而且VPI數(shù)值也只在局部范圍內(nèi)有意義。VCVPVCVCVCVCVCVPVPVPVPVP傳輸路徑圖10-9 VP、VC之間的復用關(guān)系圖 2、ATM交換過程3、ATM交換網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu) 圖10-10描述了一個基本的ATM交換機模塊結(jié)構(gòu)。4ATM的主要優(yōu)點 1）免除了差錯控制和流量控制，大大簡化了網(wǎng)絡控制。通過隊列容量設計和入網(wǎng)前用戶信息流量控制，可使信元丟失率降低到10-810-12。 2）面向連接的工作方式。 3）簡化了信頭功能。ATM信元信頭功能十分

13、簡單，由于信頭功能簡單，因此信頭處理速度很快，處理時延很小。 4）采用長度較小的固定長度信元。IMI IM信元交換機構(gòu)（CSF）OMOMI接續(xù)容許控制系統(tǒng)管理圖10-10 ATM交換機模塊結(jié)構(gòu)圖 10.2.4IP電話在高速公路通信系統(tǒng)中的應用1IP電話的工作原理 IP電話是以IP分組交換網(wǎng)絡為傳輸平臺，對模擬的語音進行壓縮、打包等一系列的特殊處理，使之可以采用無連接的UDP協(xié)議進行傳輸。IP電話的傳輸過程分為下列幾個階段：模擬語音數(shù)字語音分組語音分組(電/光)網(wǎng)絡分組語音數(shù)字語音模擬語音模擬語音數(shù)字語音分組語音語音代理語音代理語音代理圖10-11 IP電話模型基本結(jié)構(gòu)語音-數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換原數(shù)據(jù)-IP

14、的轉(zhuǎn)換傳送IP包-數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換數(shù)字語音轉(zhuǎn)換為模擬語音接收器播放器數(shù)模轉(zhuǎn)換器模數(shù)轉(zhuǎn)換器 壓縮編碼器解壓縮編碼器接收器IP解包IP封裝/發(fā)送器IP分組（電/光）網(wǎng)絡圖10-12 IP電話傳輸基本過程2 IP電話具有如下特點： 語音傳輸時采用TCP/IP協(xié)議的分組交換。 傳輸?shù)恼Z音必須進行壓縮編碼。 語音信號的延遲較大，延遲抖動也較大ImmenseVisualAppeal 10.2.5光纖接入網(wǎng) 光纖接入網(wǎng)是用戶接入網(wǎng)的一種，它的應用，能較好地解決用戶需求與通信傳輸網(wǎng)之間不相配套的問題，滿足高速公路運營對通信網(wǎng)的需求。1、用戶數(shù)據(jù)接入網(wǎng) 1）特點 投資高而效益相對低 運行條件差 技術(shù)發(fā)展慢2）分類 如

15、圖10-13FTTCFTTBFTTHFTTOHDSLADSLSDSLVDSLRADSL/HFC光 纖 到 路 邊 （）光 纖 到 大 樓 （）纜 光 接 入 網(wǎng)光 纖 到 用 戶 （）光 纖 到 辦 公 室 （）高 比 特 率 數(shù) 字 用 戶 線 （）有 線 接 入 網(wǎng)不 對 稱 數(shù) 字 用 戶 線 （）銅 纜 接 入 網(wǎng)單 線 對 數(shù) 字 用 戶 線 （）接 入 網(wǎng)甚 高 數(shù) 據(jù) 速 率 數(shù) 字 用 戶 線 （）速 率 自 適 應 數(shù) 字 用 戶 線 （）混 合 光 纖 同 軸 電 纜 網(wǎng) （）基 于 集 群 無無 線 接 入 網(wǎng)線 電 話基 于 蜂 窩 移 動 通 信基 于 無 線 電 話

16、基 于 微 波 （ 衛(wèi) 星 ）圖10-13 2、接入網(wǎng)的功能結(jié)構(gòu) 1）功能結(jié)構(gòu)CPNUNITMNUPFANCFTFSMFSPFCFSNISNQ3Q3Q3：維護管理接口CPN：用戶室內(nèi)網(wǎng)絡SN：業(yè)務節(jié)點SNI：業(yè)務節(jié)點接口UNI：用戶網(wǎng)絡接口AN:接入網(wǎng)TMN:電信管理網(wǎng)CF：核心功能SPF:業(yè)務口功能UPF：用戶口功能圖10-14 接入網(wǎng)功能結(jié)構(gòu) 2）接口 接入網(wǎng)的接口有三類，即UNI，SNI和Q3管理接口。 UNI是用戶和網(wǎng)絡的接口，不同的UNI支持不同的業(yè)務，如模擬電話、數(shù)字或模擬租用線業(yè)務等。 業(yè)務節(jié)點接口SNI有模擬接口（Z接口）和數(shù)字接口（V接口），可以支持一種專用接入類型，也可以支

17、持多種接入類型。 維護管理接口Q3是電信管理網(wǎng)與電信網(wǎng)各部分的標準接口。 3）功能 接入網(wǎng)的功能有五個方面：（1）傳送功能 提供由多接入段（如饋送段、分配段、引入段）組成的公共傳送通道，并完成不同傳輸媒體間的適配。（2）核心功能 完成UNI承載體或SNI承載體公共承載體的適配，如復用和協(xié)議處理等。（3）用戶端口功能 完成UNI的特定要求及核心功能和系統(tǒng)管理功能的適配。（4）業(yè)務端口功能 完成SNI的特定要求至公共承載體的適配，提供核心功能處理；同時提取相關(guān)信息供系統(tǒng)管理調(diào)用處理。（5）系統(tǒng)管理功能 10.3 通信系統(tǒng)網(wǎng)絡設計 10.3.1通信系統(tǒng)網(wǎng)絡設計方法1、通信系統(tǒng)設計分析2、通信接入網(wǎng)設

18、計方法 高速公路聯(lián)網(wǎng)通信接入網(wǎng)采用從通信站局域網(wǎng)到通信分中心廣域網(wǎng)由近到遠進行設計。包括： 1）通信站網(wǎng)絡設計；2）通信分中心網(wǎng)絡設計；3）接入網(wǎng)絡訪問設計； 4）網(wǎng)絡管理系統(tǒng)設計。3通信干線網(wǎng)設計方法 聯(lián)網(wǎng)通信干線網(wǎng)設計是根據(jù)網(wǎng)絡業(yè)務需求與容量預測，采用一種由遠及近的設計方法，以此構(gòu)造高速公路聯(lián)網(wǎng)通信干線網(wǎng)。 1）通信總中心網(wǎng)絡設計；2）通信中心網(wǎng)絡設計；3）干線網(wǎng)絡訪問設計；4）網(wǎng)絡管理系統(tǒng)設計。 10.3.2通信信號接入網(wǎng)絡1數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡 1）收費數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡 2）監(jiān)控數(shù)據(jù)接入網(wǎng)絡 2音頻接入網(wǎng)絡 1）緊急電話接入網(wǎng)絡 緊急電話系統(tǒng)是為道路使用者提供呼叫、求援的專用電話系統(tǒng)，由緊急電話主

19、機、傳輸線路和路側(cè)分機組成，是一個多點對一點的獨立報警系統(tǒng)，如圖10-15所示。 2）指令電話接入網(wǎng)絡 指令電話為監(jiān)控分中心提供緊急情況下調(diào)度有關(guān)人員的通信手段， 如圖10-16所示。圖10-15 緊急電話傳輸網(wǎng)絡圖10-16 指令電話接入網(wǎng)絡10.3.3通信系統(tǒng)網(wǎng)絡支撐設計1、通信網(wǎng)管方案 1）網(wǎng)絡配置管理 2）網(wǎng)絡數(shù)據(jù)管理 記錄網(wǎng)絡用戶和資源信息，實時收集、存儲網(wǎng)絡運行性能數(shù)據(jù)，并做階段性統(tǒng)計，定期形成報告；同時進行數(shù)據(jù)分析，為網(wǎng)絡持續(xù)規(guī)劃提供依據(jù)。 圖10-17 聯(lián)網(wǎng)通信網(wǎng)管方案 網(wǎng)絡配置管理主要是組織網(wǎng)絡運行所需的物理配置，實施對網(wǎng)絡單元的控制、識別和數(shù)據(jù)交換，包括網(wǎng)絡資源配置和網(wǎng)絡業(yè)

20、務配置。 3）網(wǎng)絡性能管理 用于評定網(wǎng)絡狀態(tài)和效用，包括性能監(jiān)視、性能分析和性能控制。圖形顯示網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡節(jié)點、中繼線配置和利用情況，監(jiān)視網(wǎng)絡擁塞和設備失效情況；顯示網(wǎng)絡性能變化，指標劣化到一定程度時發(fā)出告警，并在需要時發(fā)出命令到各節(jié)點進行網(wǎng)絡控制。 4）網(wǎng)絡故障管理 用于檢測、隔離和校正網(wǎng)絡與環(huán)境的異常信息，包括環(huán)回診斷、激活檢測、故障定位、告警監(jiān)視等功能；故障排除后提示告警清除，進行記錄并予以一定期限保留，以便進行檢索和做詳細分析。 5）網(wǎng)絡安全管理 為網(wǎng)絡運行提供周密安排和安全保護；對數(shù)據(jù)信息進行保護和備份。 6）網(wǎng)絡費用管理 用于度量網(wǎng)絡業(yè)務使用情況，并按預定收費標準確定使用資源

21、，一般要生成使用率記賬報表和詳細的呼叫輸出（包括服務質(zhì)量參數(shù)）統(tǒng)計報表。3通信保護方案 在具體網(wǎng)絡設計中，應綜合考慮業(yè)務量分布形式、業(yè)務保護倒換時間、業(yè)務保護范圍和成本/容量關(guān)系等因素，以選擇合適的保護方式。4通信同步方案 同步是指信號之間在頻率或相位上保持某種嚴格的特定關(guān)系，即相對應的有效瞬間以同一個平均速率出現(xiàn)。10、3、4高速公路通信新技術(shù) 通信新技術(shù)，大體上是指正在研制或?qū)⒁兄频男录夹g(shù)，有些也許已通過實驗室試驗或剛投入市場進行商用。這些新技術(shù)包括：密集波分復用（DWDM）技術(shù)、40Gbit/s光纖傳輸技術(shù)、千兆以太網(wǎng)傳輸技術(shù)、第三、四代無線通信（3G、4G）。 江門至羅定高速公路（以

22、下簡稱江門至羅定高速公路（以下簡稱“江羅高速江羅高速”）是廣）是廣東省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中第四橫線（福建漳州至廣西玉林）東省高速公路網(wǎng)規(guī)劃中第四橫線（福建漳州至廣西玉林）的一部分，路線全長的一部分，路線全長138.252km138.252km，主要位于江門鶴山、云浮，主要位于江門鶴山、云浮新興、羅定境內(nèi)，橫穿粵西中部地區(qū)，向東通過江中高速、新興、羅定境內(nèi)，橫穿粵西中部地區(qū)，向東通過江中高速、廣明高速和廣深珠高速等可抵廣州、中山、東莞、深圳等廣明高速和廣深珠高速等可抵廣州、中山、東莞、深圳等珠三角核心區(qū)，向西經(jīng)云岑高速直達廣西，不但可構(gòu)筑珠珠三角核心區(qū)，向西經(jīng)云岑高速直達廣西，不但可構(gòu)筑珠三角核心區(qū)

23、通往粵西中部的重要通道，同時也是連接廣東三角核心區(qū)通往粵西中部的重要通道，同時也是連接廣東與廣西兩省經(jīng)濟核心區(qū)的快速運輸通道。與廣西兩省經(jīng)濟核心區(qū)的快速運輸通道。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 一、監(jiān)控設施一、監(jiān)控設施1 1管理結(jié)構(gòu)管理結(jié)構(gòu) 項目道路監(jiān)控及牛山隧道、君子崗隧道、流浣坑項目道路監(jiān)控及牛山隧道、君子崗隧道、流浣坑隧道和良洞隧道隧道和良洞隧道4 4座隧道采用座隧道采用“監(jiān)控中心監(jiān)控中心道路道路/ /隧道監(jiān)隧道監(jiān)控外場控外場”二級管理模式，由大頂隧道至大石嶺隧道共二級管理模式，由大頂隧道至大石嶺隧道共1111座座隧道采用隧道采用“監(jiān)控中心監(jiān)控中心隧道管理所隧道管理所隧道臨時應急指揮

24、室隧道臨時應急指揮室/ /隧道監(jiān)控外場設備隧道監(jiān)控外場設備”三級管理結(jié)構(gòu)進行管理。三級管理結(jié)構(gòu)進行管理。2 2監(jiān)控重點及規(guī)模監(jiān)控重點及規(guī)模 本項目重點監(jiān)控路段如下：本項目重點監(jiān)控路段如下：（1 1）樞紐互通。）樞紐互通。（2 2）特大橋路段。）特大橋路段。（3 3）長大下坡路段。）長大下坡路段。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 主線監(jiān)控和隧道監(jiān)控方案統(tǒng)一考慮，主線段監(jiān)控設計方案應考慮隧道主線監(jiān)控和隧道監(jiān)控方案統(tǒng)一考慮，主線段監(jiān)控設計方案應考慮隧道監(jiān)控設施設置情況，視頻監(jiān)視、信息提示等功能可合并設置，從整個道監(jiān)控設施設置情況，視頻監(jiān)視、信息提示等功能可合并設置，從整個道路和路網(wǎng)的角度，來考慮隧

25、道前后道路主線的監(jiān)控設施設計方案。針對路和路網(wǎng)的角度，來考慮隧道前后道路主線的監(jiān)控設施設計方案。針對上述重點路段，采取如下措施：上述重點路段，采取如下措施： 道路監(jiān)控外場布設規(guī)模如道路監(jiān)控外場布設規(guī)模如下下表表1 1。 主線監(jiān)控外場設置規(guī)模一覽主線監(jiān)控外場設置規(guī)模一覽表表 表表1 1 中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 隧道監(jiān)控外場布設規(guī)模如下表2所示。 隧道監(jiān)控外場設置規(guī)模一覽表 表2 中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 3 3監(jiān)控中心系統(tǒng)監(jiān)控中心系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)在管理中心設置監(jiān)控中心，內(nèi)設計算機系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng)在管理中心設置監(jiān)控中心，內(nèi)設計算機系統(tǒng)和綜合閉路電

26、視系統(tǒng)。和綜合閉路電視系統(tǒng)。 其中計算機系統(tǒng)負責全線監(jiān)控系統(tǒng)的運營管理，包括其中計算機系統(tǒng)負責全線監(jiān)控系統(tǒng)的運營管理，包括1 1臺監(jiān)控服務器、臺監(jiān)控服務器、1 1套流媒體和套流媒體和GISGIS系統(tǒng)服務器系統(tǒng)服務器等構(gòu)成局域網(wǎng)等構(gòu)成局域網(wǎng)，網(wǎng)絡拓撲為星形結(jié)構(gòu)。網(wǎng)絡拓撲為星形結(jié)構(gòu)。 綜合閉路電視系統(tǒng)負責道路監(jiān)控、隧道監(jiān)控、收費等綜合閉路電視系統(tǒng)負責道路監(jiān)控、隧道監(jiān)控、收費等機電專業(yè)視頻的綜合管理，包括機電專業(yè)視頻的綜合管理，包括1 1套套9 960”60”大屏幕投影系大屏幕投影系統(tǒng)、統(tǒng)、4040臺臺42”42”彩色監(jiān)視器彩色監(jiān)視器等組成。等組成。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 4 4隧道監(jiān)控

27、所系統(tǒng)隧道監(jiān)控所系統(tǒng) 在南盛隧道管理所設置監(jiān)控所，內(nèi)設計算機系統(tǒng)和閉路在南盛隧道管理所設置監(jiān)控所，內(nèi)設計算機系統(tǒng)和閉路電視系統(tǒng)。電視系統(tǒng)。 其中監(jiān)控系統(tǒng)負責本項目從大頂隧道至大石嶺隧道之間其中監(jiān)控系統(tǒng)負責本項目從大頂隧道至大石嶺隧道之間1111座隧道的運營管理，包括座隧道的運營管理，包括1 1臺監(jiān)控服務器、臺監(jiān)控服務器、1 1臺圖形工作站臺圖形工作站等等構(gòu)成局域網(wǎng)，網(wǎng)絡拓撲為星形結(jié)構(gòu)。構(gòu)成局域網(wǎng)，網(wǎng)絡拓撲為星形結(jié)構(gòu)。 閉路電視系統(tǒng)直接負責上述隧道視頻信息的管理，包括閉路電視系統(tǒng)直接負責上述隧道視頻信息的管理，包括1 1套套4 460”60”大屏幕投影系統(tǒng)、大屏幕投影系統(tǒng)、2424臺臺42”42

28、”彩色監(jiān)視器等組成。彩色監(jiān)視器等組成。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 5 5隧道臨時應急指揮室系統(tǒng)隧道臨時應急指揮室系統(tǒng) 本項目在本項目在2 2座特長隧道兩端隧道變電所內(nèi)各設置座特長隧道兩端隧道變電所內(nèi)各設置1 1處隧處隧道臨時應急指揮室，共計道臨時應急指揮室，共計4 4處。隧道臨時應急指揮室平時為無處。隧道臨時應急指揮室平時為無人值守，當所轄隧道出現(xiàn)通信故障或隧道內(nèi)發(fā)生重大事故時，人值守，當所轄隧道出現(xiàn)通信故障或隧道內(nèi)發(fā)生重大事故時，管理人員可進入進行現(xiàn)場指揮、管理。管理人員可進入進行現(xiàn)場指揮、管理。 隧道臨時應急指揮室負責接收所轄隧道區(qū)段內(nèi)的監(jiān)控隧道臨時應急指揮室負責接收所轄隧道區(qū)段內(nèi)

29、的監(jiān)控設備數(shù)據(jù)，進行分析處理，制定控制方案，實現(xiàn)所轄隧道的設備數(shù)據(jù)，進行分析處理，制定控制方案，實現(xiàn)所轄隧道的綜合監(jiān)控管理，同時要把監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳至隧道管理所及監(jiān)控綜合監(jiān)控管理，同時要把監(jiān)控數(shù)據(jù)上傳至隧道管理所及監(jiān)控中心。隧道臨時應急指揮室內(nèi)部采用以太網(wǎng)，通過交換機連中心。隧道臨時應急指揮室內(nèi)部采用以太網(wǎng)，通過交換機連接相應的計算機和外部設備。接相應的計算機和外部設備。 隧道臨時應急指揮室計算機局域網(wǎng)系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡隧道臨時應急指揮室計算機局域網(wǎng)系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡服務器、以太網(wǎng)交換機、隧道本地交通管理工作站、隧道本服務器、以太網(wǎng)交換機、隧道本地交通管理工作站、隧道本地通風照明火災報警聯(lián)動工作站、隧

30、道本地視頻控制工作站地通風照明火災報警聯(lián)動工作站、隧道本地視頻控制工作站和隧道緊急電話及有線廣播控制臺。和隧道緊急電話及有線廣播控制臺。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 6 6信息傳輸信息傳輸（1 1）主線監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸）主線監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸 監(jiān)控外場設備與監(jiān)控中心之間采用以太網(wǎng)共享帶寬式的數(shù)監(jiān)控外場設備與監(jiān)控中心之間采用以太網(wǎng)共享帶寬式的數(shù)據(jù)傳輸方式。據(jù)傳輸方式。 （2 2）隧道監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸）隧道監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸 隧道監(jiān)控數(shù)據(jù)首先就近接入?yún)^(qū)域控制系統(tǒng)，通過區(qū)域控隧道監(jiān)控數(shù)據(jù)首先就近接入?yún)^(qū)域控制系統(tǒng)，通過區(qū)域控制網(wǎng)絡匯聚到變電所內(nèi)的主區(qū)域控制器，接入接近的無人通制網(wǎng)絡匯聚到變電所內(nèi)的主區(qū)域控制器，接入

31、接近的無人通信站，通過通信系統(tǒng)提供的信站，通過通信系統(tǒng)提供的10/100M10/100M通道上傳監(jiān)控中心或隧道通道上傳監(jiān)控中心或隧道管理所。管理所。（3 3）隧道火災報警信號傳輸）隧道火災報警信號傳輸 隧道火災報警信號首先接入設置在隧道變電所內(nèi)的火災隧道火災報警信號首先接入設置在隧道變電所內(nèi)的火災報警控制器，報警控制器采用單獨的網(wǎng)絡傳輸通道，接入就報警控制器，報警控制器采用單獨的網(wǎng)絡傳輸通道，接入就近的無人通信站，通過通信系統(tǒng)提供的單獨的低速率通道，近的無人通信站，通過通信系統(tǒng)提供的單獨的低速率通道，上傳監(jiān)控中心或隧道管理所。上傳監(jiān)控中心或隧道管理所。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 （4

32、4）視頻傳輸）視頻傳輸 本項目所有視頻先采用點對點方式傳至就近通信站，經(jīng)本項目所有視頻先采用點對點方式傳至就近通信站，經(jīng)視頻分配器分配，一路錄像，另一路經(jīng)過視頻編碼器編碼，通視頻分配器分配，一路錄像，另一路經(jīng)過視頻編碼器編碼，通過通信系統(tǒng)提供的過通信系統(tǒng)提供的1000M1000M傳輸通道，傳至監(jiān)控中心或隧道管理傳輸通道，傳至監(jiān)控中心或隧道管理所，再經(jīng)過視頻解碼器解碼后接入中心閉路電視系統(tǒng)。所，再經(jīng)過視頻解碼器解碼后接入中心閉路電視系統(tǒng)。 反向控制信號及圖像調(diào)用指令由監(jiān)控中心或隧道管理所反向控制信號及圖像調(diào)用指令由監(jiān)控中心或隧道管理所的視頻控制工作站發(fā)出，可通過視頻編解碼提供的反向數(shù)據(jù)傳的視頻控

33、制工作站發(fā)出，可通過視頻編解碼提供的反向數(shù)據(jù)傳輸通道傳至各外場遙控攝像機。輸通道傳至各外場遙控攝像機。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 7 7隧道區(qū)域控制網(wǎng)絡隧道區(qū)域控制網(wǎng)絡 隧道本地控制網(wǎng)絡系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。隧道本地控制網(wǎng)絡系統(tǒng)采用工業(yè)以太網(wǎng)光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。 區(qū)域控制器分為主控和從區(qū)域控制器，主控區(qū)域控制器設區(qū)域控制器分為主控和從區(qū)域控制器，主控區(qū)域控制器設在隧道附洞口附近的變電所機房或臨時應急指揮室內(nèi)；從區(qū)域在隧道附洞口附近的變電所機房或臨時應急指揮室內(nèi)；從區(qū)域控制器則在隧道內(nèi)按控制器則在隧道內(nèi)按450450650m650m的控制區(qū)域設置。的控制區(qū)域設置。 隧道內(nèi)所有監(jiān)控設備

34、以點對點方式的接入到所屬控制區(qū)域隧道內(nèi)所有監(jiān)控設備以點對點方式的接入到所屬控制區(qū)域的從區(qū)域控制器各類通信模塊，完成各類檢測信息的采集和執(zhí)的從區(qū)域控制器各類通信模塊，完成各類檢測信息的采集和執(zhí)行控制指令。此外，通過主控區(qū)域控制器可實現(xiàn)對單個隧道的行控制指令。此外，通過主控區(qū)域控制器可實現(xiàn)對單個隧道的本地控制。本地控制。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 8 8隧道火災報警系統(tǒng)設置方案隧道火災報警系統(tǒng)設置方案 火災自動報警系統(tǒng)由火災報警工作站、火災報警控制器、火火災自動報警系統(tǒng)由火災報警工作站、火災報警控制器、火災檢測主機、雙波長火焰探測器和火災綜合盤，以及隧道內(nèi)感溫災檢測主機、雙波長火焰探測器和

35、火災綜合盤，以及隧道內(nèi)感溫光纖和火災手動報警按鈕等設備組成。光纖和火災手動報警按鈕等設備組成。 在王北凹和三岔頂頂隧道分別設置雙波長火災報警系統(tǒng)，在在王北凹和三岔頂頂隧道分別設置雙波長火災報警系統(tǒng)，在隧道內(nèi)設置雙波長火焰探測器和火災報警綜合盤；在流浣坑、良隧道內(nèi)設置雙波長火焰探測器和火災報警綜合盤；在流浣坑、良洞和尖峰頂隧道分別設置光纖火災自動檢測系統(tǒng)，在隧道內(nèi)設置洞和尖峰頂隧道分別設置光纖火災自動檢測系統(tǒng)，在隧道內(nèi)設置感溫光纜、手動報警按鈕等，并在隧道變電所內(nèi)設置火災檢測主感溫光纜、手動報警按鈕等，并在隧道變電所內(nèi)設置火災檢測主機。機。 所有火災檢測信號通過總線由信號轉(zhuǎn)換器傳輸至火災報警控所

36、有火災檢測信號通過總線由信號轉(zhuǎn)換器傳輸至火災報警控制器，火災報警控制器與隧道變電所內(nèi)的主區(qū)域控制器設備連接，制器，火災報警控制器與隧道變電所內(nèi)的主區(qū)域控制器設備連接，實施隧道區(qū)域控制，同時接入隧道臨時應急指揮室計算機系統(tǒng)，實施隧道區(qū)域控制，同時接入隧道臨時應急指揮室計算機系統(tǒng)，可由其進行現(xiàn)場控制，或直接通過數(shù)據(jù)光端機傳入就近通信站，可由其進行現(xiàn)場控制，或直接通過數(shù)據(jù)光端機傳入就近通信站，經(jīng)通信系統(tǒng)提供的通道上傳監(jiān)控中心或隧道管理所的火災報警工經(jīng)通信系統(tǒng)提供的通道上傳監(jiān)控中心或隧道管理所的火災報警工作站，進行遠程控制。作站，進行遠程控制。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 二、收費設施二、收費設

37、施1 1收費制式和方式收費制式和方式 本項目采用封閉式收費制式，按區(qū)域聯(lián)網(wǎng)進行收費，本項目采用封閉式收費制式，按區(qū)域聯(lián)網(wǎng)進行收費，近期實施計重收費。近期實施計重收費。 按照規(guī)劃，本項目收費數(shù)據(jù)需傳至開陽高速的沙塘數(shù)按照規(guī)劃，本項目收費數(shù)據(jù)需傳至開陽高速的沙塘數(shù)據(jù)采集點。本項目采用據(jù)采集點。本項目采用 “ “半自動收費方式（半自動收費方式（MTCMTC）+ +電子不停電子不停車收費方式（車收費方式（ETCETC）的組合式收費方式）的組合式收費方式”，通行券采用非接觸，通行券采用非接觸式式ICIC卡，且系統(tǒng)能兼容現(xiàn)有的卡，且系統(tǒng)能兼容現(xiàn)有的ICIC卡通行券。卡通行券。2 2計重收費計重收費 根據(jù)廣

38、東省關(guān)于實施計重收費的進程要求，本項目近根據(jù)廣東省關(guān)于實施計重收費的進程要求，本項目近期即實施計重收費。期即實施計重收費。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 3 3站點布設站點布設 設置匝道收費站，收費站設置如設置匝道收費站，收費站設置如下下表表3 3所示。所示。 收費站設置一覽表收費站設置一覽表 表表3 3中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 4 4系統(tǒng)構(gòu)成系統(tǒng)構(gòu)成 本項目收費系統(tǒng)采用本項目收費系統(tǒng)采用“收費中心收費中心收費車道收費車道”二級管理結(jié)構(gòu)，不設站二級管理結(jié)構(gòu)，不設站級管理信息節(jié)點。分區(qū)住宿，設置級管理信息節(jié)點。分區(qū)住宿，設置4 4處集中住宿區(qū)。各收費站均設置投包室。處集中住宿區(qū)。各

39、收費站均設置投包室。5 5多路徑識別問題多路徑識別問題 本項目通車時，由于本項目的通車將在路網(wǎng)內(nèi)形成四個環(huán)路多義性路徑，本項目通車時，由于本項目的通車將在路網(wǎng)內(nèi)形成四個環(huán)路多義性路徑，如如下下圖所示。圖所示。中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 目前，關(guān)于多義性路徑識別問題，采用設置標識目前，關(guān)于多義性路徑識別問題，采用設置標識站的方式給予解決。站的方式給予解決。 本項目標識站廣場和房建區(qū)用地。標識站廣場位本項目標識站廣場和房建區(qū)用地。標識站廣場位置和規(guī)模如置和規(guī)模如下下表表4 4所示。所示。 中篇實例 江羅高速公路交通機電設施 標識站規(guī)模一覽表 表4三、通信設施三、通信設施1 1光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng)光纖數(shù)字傳輸系統(tǒng) 干線系統(tǒng)和接入網(wǎng)均采用干線系統(tǒng)和接入網(wǎng)均采用STM-16 SDHSTM-16 SDH光同步數(shù)字干線傳輸系光同步數(shù)字干線傳輸系統(tǒng)。接入網(wǎng)根據(jù)業(yè)務需求采用基于統(tǒng)。接入網(wǎng)根據(jù)業(yè)務需求采用基于SDHSDH的的MSTP+RPRMSTP+RPR的綜合業(yè)務接的綜合業(yè)