无线通信技术在高速公路中的应用

浅谈无线通信技术在高速公路中的应用

摘要：随着高速公路的快速发展，业务量越来越多，对通信的要求也越来越高。与此同时，无线通信技术随着近些年来的快速发展，在数据传输速度和安全性方面有了很大的提高。现在，无线通信技术正越来越多的应用于高速公路的建设期和营运期。在此，简要介绍了主要无线通信技术，并探讨了无线通信技术在高速公路中的一些应用。

关键词：无线通信技术；高速公路；应用；视频

中图分类号：u412.36+6 文献标识码：a 文章编号：

广东省高速公路里程在突破5000公里后，计划2015年通车里程达到6800公里，2017年超过8000公里。这意味着在接下来的一段时间内，广东省高速公路将迎来一个建设高峰期。无线通信技术经过这些年的发展，无论是传输速度，还是安全性，都有了很大的提高。本文将浅谈无线通信技术如何应用于高速公路的建设和营运中，提高高速公路管理的智能化信息化水平。

一：无线通信技术简介

1、无线局域网络(wireless local area networks； wlan) wlan是一种相当便利的数据传输系统，它利用射频技术在空中传输数据，取代旧式双绞线构成的局域网络，使得用户能够便捷的使用它。wlan的技术包含两个部分：无线网卡和无线接入点，无线接入点又称为ap，就是无线网络信号的发射“基站”。基于ieee802.11标准的无线局域网允许在局域网络环境中使用可以不必授权的ism

频段中的2.4或5.8ghz射频波段进行无线连接。随着高速公路的快速发展，单纯的有线组网已不能完全满足需求，wlan作为高速公路通信网络终端的一种便捷高效的使用方式，受到了越来越多的欢迎和使用。

2、3g（3rd-generation，3g）

3g是指第三代移动通信技术，它是一种支持高速数据传输的蜂窝移动通讯技术。3g服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。3g是将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合的新一代移动通信系统，目前3g存在四种标准：cdma2000，wcdma，td-scdma，wimax。3g的任何一种制式，其传输速率在高速移动环境中达到144kbps以上，步行慢速移动环境中支持384kbps以上，静止状态下支持2mbps以上。它提供了足够大的系统容量和可供利用的数据传送带宽，支持语音、图像、视频流等多种媒体形式。现在国内移动通信运营商3g网络中，中国移动的基于td-scdma，中国电信的基于cdma2000，中国联通的基于wcdma。经过这些年来的发展，3g网络覆盖已较为广泛，尤其是发达地区。

3、lte（long term evolution，长期演进)

lte是由3gpp组织制定的umts技术标准的长期演进。lte改进并增强了3g的空中接入技术，采用ofdm（正交频分复用）和mimo （多入多出）作为其无线网络演进的标准，显著增加了频谱效率和数据传输速率。在20mhz频谱带宽下，能提供下行100mbps与上行50mbps的峰值速率，并能在350 km／h的高速移动的情况下达到良

好的接收效果。它支持多种带宽分配：

1.4mhz,3mhz,5mhz,10mhz,15mhz和20mhz等，频谱分配更加灵活，系统容量和覆盖显著提升。lte无线网络架构更加扁平化，减小了系统时延，降低了建网成本和维护成本。lte系统支持与其他3gpp 系统互操作。fdd-lte已成为当前世界上采用的国家及地区最广泛的，终端种类最丰富的一种4g标准。

4、卫星通信

卫星通信就是地球上的无线电通信站间利用卫星作为中继而进

行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是：通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；可靠性高，不易受陆地灾害的影响；开通电路迅速，只要设置地球站电路即可开通；同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信；电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向或不同区间。

二：无线通信技术在高速公路的应用

无线通信的发展就是人们不断追求在有限的带宽上实现更高速率、更高质量、更丰富业务的过程，同人们对交通智能化的期待如出一辙。无线通信技术已逐步应用于高速公路的不同时期，提高了高速公路管理的效率和智能化水平。随着无线通信技术的发展，数据的传输速率越来越高，频谱带宽越来越宽，频段越来越高，覆盖距离越来越短。终端智能化将越来越高，为在高速公路实现各种新的应用创造了条件和实现手段。

1、无线视频监控

在高速公路施工过程中，往往会出现施工人员在施工过程中偷工减料或施工技术不符合规范要求等现象。由于高速公路施工建设的队伍较大，施工地点较为偏远，部分施工现场环境恶劣，所以在实际的现场人为监督中，很难做到长时间的全面监督。因此可以利用无线视频对施工中的重点工程、难点工程进行监控，对施工全过程进行跟踪和录像。技术管理人员随时可以通过网络了解现场施工情况，从而对施工过程进行有效的监督，能够及时发现问题，解决问题。

2、设置施工控制网

在我国目前的高速公路施工过程中，对公路放样所采用的控制网通常是以勘测设计时所设置的一、二级导线网为基础，经过复测调整、丢点恢复、补点加密而形成的一种混合网。施工控制网的布置，可以利用无线通信技术，对工程所经过的地理环境以及具体地质情况进行准确的探测。这样既为今后的高速公路施工奠定了基础，又能使施工方明确施工任务与施工环境。随着城市建设以及地面的不断变化，首级网中点与点之间的通视在今后的2到3年中甚至更长的时间里，无法得到其准确的测探。从而导致工程施工前，导线复测与中线恢复时，在控制点之间的通视将成为影响测量进度的重要因素。在gps的技术使用中，其具有传播速度快以及能够避免地面点之间的通视。从而在广泛地运用于我国一些大型城市网设置中的同时，在现有的工程建设中，也得到了广泛的使用。

3、车载移动视频

随着高速公路车流量的快速增长，各种文通事故的发生也逐渐增多。对于重大的交通事故和突发事件，将现场情况及时传送到监控中心，使指挥者获得直接的现场信息，对决策的制定和处理，将起到至关重要的作用。

高速公路运营单位有路政车在高速公路上巡查，处理交通事故和突发事件。因此在路政车上安装摄像头，并通过无线网络将视频图像传送到监控中心。对于无线移动视频来讲，无线链路是个关键，既要提供足够的传输带宽，又要能保证线路的稳定。现在移动运营商3g网络布网广泛，在低速环境下无线传输速度可以从384kbps 到2mbps。近年来, 视频压缩技术发展很快，随着mpeg4、h.264标准的出现，视频传输对链路速率的要求也在逐渐降低。如果采用h.264压缩格式的视频服务器，在200kbps的链路就可达到一个比较好的视频图像效果。因此，移动运营商的3g网络，完全满足了路政车所载移动视频传输的需要。广东省内高速公路营运项目基本已都使用了此系统，方便了管理者掌握现场实际情况，提高了决策的水平和准确度。

4、收费站的数据传输

对位于特殊地点的不便于敷设管线的收费站点，可以利用wlan 设备实现该点与主线网络的联网。此外，在收费系统改造时，如果增加收费车道或者将原有人工收费车道改造成etc车道，可以利用wlan设备将车道数据传输至通信站。这样可以免去改造时的重新布