信息技術(shù)的應(yīng)用與管理畢業(yè)論文.doc

計算機信息技術(shù)論文：通信技術(shù)在高速公路管理和控制中的應(yīng)用考號： 姓名：摘要：在高速公路的信息采集與發(fā)布過程當(dāng)中，通信技術(shù)起著非常重要的作用。本文概略介紹了高速公路管理和控制中使用的先進通信技術(shù)，并分別列出了各種通信技術(shù)的應(yīng)用場合；其中著重介紹了和現(xiàn)場總線技術(shù)，并以隧道監(jiān)控系統(tǒng)為例，論述了現(xiàn)場總線在隧道監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：高速公路通信技術(shù)管理和控制監(jiān)控系統(tǒng)高速公路收費站、監(jiān)控站、服務(wù)區(qū)、養(yǎng)護區(qū)、緊急電話等處均為管理控制現(xiàn)場。對于管理控制現(xiàn)場來說，一方面需要采集大量的信息，送至現(xiàn)場管理處；另一方面在管理處或更高一級的管理中心將得到的信息進行處理，然后傳送至現(xiàn)場完成管理或控制功能。目前信息技術(shù)日新月異，使用先進實用的通信技術(shù)，對于控制和管理功能的實現(xiàn)及提高高速公路管理效率具有重要意義。通信系統(tǒng)中的接入技術(shù)光纖接入光纖接入網(wǎng)與骨干網(wǎng)、用戶駐地網(wǎng)（用戶端）之間的關(guān)系如圖所示。圖中，為光網(wǎng)絡(luò)單元，它是在用戶端將光信號變成電信號的設(shè)備目前在光接入實現(xiàn)方案中廣泛使用技術(shù)。是指光接入網(wǎng)中不含有電源的設(shè)備，只含有無電源的光分路器等器件。是在上采用技術(shù)進行傳輸、復(fù)用的技術(shù)，它具有多業(yè)務(wù)、多比特率支持能力。這時帶寬統(tǒng)計復(fù)用，多個用戶可共享帶寬，動態(tài)分配帶寬，因而信道利用率高。由于中、是共用的，加上采用后帶寬共享，因此的實現(xiàn)優(yōu)點是成本較低，標(biāo)準(zhǔn)化程度較高，能實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，從而使成本大幅降低，因此的市場前景很好應(yīng)用場合：監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)在沿線互通立交、大橋等特殊路段的遙控攝像機采集的監(jiān)控視頻數(shù)據(jù)、檢測數(shù)據(jù)的傳輸，緊急電話的接入，用于數(shù)據(jù)量大或要求實時傳輸?shù)膱龊稀ＭS電纜接入和雙絞線接入光纖、同軸電纜和雙絞線技術(shù)在高速公路中應(yīng)用較為普遍，例如交通監(jiān)控和隧道現(xiàn)場控制系統(tǒng)中，也多使用以上技術(shù)；另外電話業(yè)務(wù)的接入也屬于上述幾種接入技術(shù)的結(jié)合。目前的電話業(yè)務(wù)接入情況是，在通信分中心設(shè)置程控交換機，分別負責(zé)該分中心轄區(qū)的電話通信業(yè)務(wù)，為道路使用者發(fā)生緊急情況時提供緊急呼叫的服務(wù)功能，為管理調(diào)度和緊急救援提供信息。在分中心一級設(shè)置綜合控制臺進行管理，可實時將緊急電話的各種數(shù)據(jù)輸入監(jiān)控計算機。每隔適當(dāng)距離設(shè)置一套分插復(fù)用器將所轄路段的緊急電話信息通過光纖向分中心傳輸，如每隔設(shè)置一對緊急電話分機，每隔設(shè)置一套分插復(fù)用器，采用的星絞四芯有線傳輸方式。應(yīng)用場合：監(jiān)控系統(tǒng)沿線布設(shè)的外場設(shè)備檢測數(shù)據(jù)的傳輸、音頻信號的采集與傳輸?shù)?。如收費站或監(jiān)控站的視頻傳輸常采用同軸電纜接入。以太網(wǎng)接入對于收費站或監(jiān)控站局域網(wǎng)來說，以太網(wǎng)接入是最流行的方法。以太網(wǎng)接入具有性價比好、可擴展性好、容易安裝開通及高可靠性等優(yōu)點。以太網(wǎng)接入方式是通過一般的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，例如交換機，集線器等將同一幢樓內(nèi)的用戶連成一個局域網(wǎng)，再直接或通過、等方式與外接光纖主干網(wǎng)相連。局域網(wǎng)接入應(yīng)用場合：收費站、監(jiān)控站、服務(wù)站等以局域網(wǎng)方式工作的場合。之間建立的數(shù)據(jù)專線通道進行的，無論是數(shù)據(jù)傳播或語音電話傳播都是租用了衛(wèi)星的專用通道，其最大的優(yōu)點是可以跨越廣泛的地域進行遠距離的信息傳送。在高速公路的應(yīng)用中，基于收發(fā)機的應(yīng)用是最常見的。應(yīng)用場合：車輛定位、緊急信息的采集與發(fā)布、車輛自動駕駛等。技術(shù)及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)與研究現(xiàn)狀中使用的主要關(guān)鍵技術(shù)是復(fù)用技術(shù)和調(diào)制技術(shù)。采用頻分復(fù)用方式進行通信，即上行和下行使用不同的頻率范圍。頻帶分配是一項關(guān)鍵技術(shù)，目前較常使用的是兩頻帶方案，頻譜分配如下（以為例）：下行；上行。其他常用的低頻業(yè)務(wù)，如、普通電話甚至，完全可以和同時在一對線上傳送。一般情況下，這兩個頻帶的中心頻率和帶寬都可以調(diào)整。這些數(shù)值與的星座數(shù)（又稱狀態(tài)數(shù)）及分割因數(shù)（指每碼元所含比特數(shù)）一起，一旦由設(shè)備配置確定，就可以決定系統(tǒng)的數(shù)據(jù)速率。之所以有更高的接入速率和抗干擾能力，主要應(yīng)歸功于采用了先進的調(diào)制技術(shù)。目前，關(guān)于的標(biāo)準(zhǔn)有兩種，一種支持正交幅度調(diào)制（），另一種支持離散多音頻調(diào)制（）。目前國外對于各種調(diào)制技術(shù)的都進行了廣泛研究，研究內(nèi)容涉及到模擬前端芯片、線路驅(qū)動器、信道估計均衡算法以及的應(yīng)用等各個方面。在高速公路接入網(wǎng)中的應(yīng)用概述不僅可以應(yīng)用于有少量數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟糠直O(jiān)控系統(tǒng)局域網(wǎng)和部分收費系統(tǒng)局域網(wǎng)的接入，也適用于單一語音、數(shù)據(jù)或視頻終端的接入?？梢詡鬏?shù)目勺儙挃?shù)據(jù)，可以在通信中心或者通信分中心和現(xiàn)場設(shè)備之間同時傳輸語音、數(shù)據(jù)和視頻信號，使用雙絞線降低了成本，并且便于維護。對于現(xiàn)場設(shè)備比較分散的交通監(jiān)控系統(tǒng)來說，系統(tǒng)非常適合?，F(xiàn)場中的電話語音、數(shù)據(jù)或視頻使用技術(shù)通過電話線分別傳輸或同時傳輸至進行處理，一部分信息在分中心從傳輸線中分出，另一部分信息則通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至通信中心或通信總中心。對于視頻數(shù)據(jù)，根據(jù)壓縮后的數(shù)據(jù)量及傳輸速率來確定與現(xiàn)場設(shè)備之間的距離，即確定的位置?；诂F(xiàn)場總線技術(shù)的隧道監(jiān)控系統(tǒng)在交通監(jiān)控中，現(xiàn)場監(jiān)控設(shè)備一方面完成采集數(shù)據(jù)，另一方面完成控制任務(wù)。目前，在交通監(jiān)控中廣泛使用集散控制系統(tǒng)，這一方面使得監(jiān)控室內(nèi)布線錯綜復(fù)雜，另一方面也會增大出錯的概率。事實上，因采集的數(shù)據(jù)不需一直保存，而是定期保存，所以把部分數(shù)據(jù)采集與控制任務(wù)交與現(xiàn)場設(shè)備來完成，則可以省卻大部分數(shù)據(jù)傳輸過程及由此帶來的傳輸錯誤而導(dǎo)致的一些不可預(yù)見的后果。因此，使用現(xiàn)場總線技術(shù)在監(jiān)控現(xiàn)場布設(shè)智能節(jié)點對交通監(jiān)控有著重要的意義。現(xiàn)場總線技術(shù)及其發(fā)展趨勢現(xiàn)場總線技術(shù)將專用的微處理器置入傳統(tǒng)的測量控制儀表，使它們各自都具有了數(shù)字通信和數(shù)字計算能力，采用可進行簡單連接的雙絞線等作為總線，把多個測量控制儀表連接成網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，并按公開、規(guī)范的通信協(xié)議，在位于現(xiàn)場的多個微機化測量控制設(shè)備之間實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸與信息交換?，F(xiàn)場總線技術(shù)的特點主要在于信號傳輸?shù)臄?shù)字化、控制功能的分散化以及現(xiàn)場總線標(biāo)準(zhǔn)的開放性，有利于信息管理系統(tǒng)的集成，它的發(fā)展對于面向底層自動化及信息集成的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)技術(shù)起到了巨大的推動作用。然而現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展仍有些不盡如人意的地方，其根本原因在于現(xiàn)場總線技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的多樣性和開放的不徹底性。關(guān)于全球現(xiàn)場總線統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的爭論已經(jīng)有十幾年了，但到目前仍未有結(jié)果。各種類型的現(xiàn)場總線采用完全不同的通信協(xié)議，要實現(xiàn)這些總線的相互兼容和互操作幾乎是不可能的。工業(yè)以太控制網(wǎng)則是未來現(xiàn)場總線技術(shù)的發(fā)展趨勢。基于現(xiàn)場總線的隧道監(jiān)控系統(tǒng)京珠南（甘唐一甕城段）隧道群主要包括個隧道，自北向南依次是寶林山隧道、大寶山隧道、靠椅山隧道。目前已實現(xiàn)集散控制系統(tǒng)，控制方案如下：隧道本地控制系統(tǒng)對寶林山、大寶山和靠椅山條長隧道的交通信號燈、車道控制標(biāo)志、光強檢測器、通風(fēng)設(shè)備、照明設(shè)備、能見度濃度檢測器和車輛檢測器等設(shè)備進行集中監(jiān)控，同時接收隧道火災(zāi)報警系統(tǒng)的數(shù)據(jù)。本地控制系統(tǒng)把隧道所有的監(jiān)控數(shù)據(jù)收集后送至隧道監(jiān)控室統(tǒng)一處理，再通過光纖通信系統(tǒng)上傳至沙溪管理站的監(jiān)控系統(tǒng)，并接收管理站的控制命令，對本地設(shè)備實施控制。下面以現(xiàn)場總線控制技術(shù)對其進行重新設(shè)計。因每個隧道獨立成一個子系統(tǒng)，可以獨立使用現(xiàn)場總線進行設(shè)計?，F(xiàn)場總線技術(shù)分為、等幾種，因隧道一般是成對出現(xiàn)的，比其他幾種總線較適合隧道監(jiān)控系統(tǒng)，以構(gòu)成環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場總線。本文以靠椅山為例，進行基于的隧道監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計。結(jié)語先的進控制和通信技術(shù)的應(yīng)用，必將提高高速公路控制和管理的效率，更大程度地發(fā)揮高速公路的功能。目前基于技術(shù)在高速公路通信系統(tǒng)中還沒有使用，但以其簡單的配置、優(yōu)越的性能，多種接入方式及其傳輸距離和傳速速率的優(yōu)勢，足以滿足語音、數(shù)據(jù)和