一、集约化管理模式
    济广高速公路菏泽至曹县段（以下简称“菏曹高速”），是中国中铁股份有限公司投资建设的山东省基础建设领域的第一个BOT项目。路线全长约87Km，沿线共设管理分中心1处，即定陶管理分中心，位于定陶互通处；匝道收费站6处：皇镇收费站、长江路收费站、定陶收费站、古营集收费站、曹县收费站、仵楼收费站；以及位于两省交界附近的鲁豫省界主线收费站1处。其中匝道收费站（除定陶收费站外）距离管理分中心最近的为10公里，最远的达到47公里。
    菏曹高速公路建设单位对高速公路管理体制进行了改革和创新，提出了除省界主线站采用站级管理为主外，其余收费站采用集约化管理模式，即弱化站级管理，将原有站级业务统一纳入到定陶管理分中心进行管理，从而最大限度地节约建设和运营成本。

二、内部对讲系统功能要求
    高速公路内部对讲系统是一个相对独立的系统，主要为收费站值班人员与收费亭内收费员之间提供语音联系。
    收费站值班人员可群呼、单呼收费亭内收费员，而亭内收费员也可与收费站值班人员进行通话，但亭内收费员之间不能通话。

三、系统方案分析

    传统的内部对讲系统是在收费站设置一套对讲主机、在各收费亭设置一台对讲分机。对讲主机与亭内对讲分机通过音频线缆构成一个独立封闭的有线对讲系统，其通信距离有限，一般控制在400m范围内。通常情况，站监控室设在收费广场附近，基本可以满足要求。

    采用集约化管理模式的菏曹高速公路，要求内部对讲系统的语音双方由站级管理人员与收费亭收费员之间，改变为分中心管理人员与收费亭内收费员之间。

    菏曹高速公路匝道收费站与管理分中心之间的距离平均约为二十二公里，要实现内部对讲信息传递和收费监管的功能，内部对讲系统必须脱离传统内部对讲音频电缆的依赖，改采用单模光缆或通信网络平台实现系统功能。

3.1采用“对讲专用光端机+单模光缆”方案

    在收费广场设置专用对讲光端机，通过通信系统沿线敷设的单模光缆，实现亭内与管理分中心之间的语音传递。

    该方案的设备构成和网络架构较简单，经济性较高，但可靠性相对较差，因为光端机一般无冗余设计，也没有备份光纤保护。同时扩展性也相对较差，无法实现多级联网。

3.2利用通信网络平台

1.市面上的IP电话系统

    IP电话系统，采用的是分组交换技术，直接利用IP网络进行话音传输交换。主要由IP电话终端、前置交换机、网关(Gateway)、网守(Gatekeeper)、网管系统等几部分组成。目前国内IP电话普遍采用的H.323协议。

    虽然该方案扩展性好，但无法适用于内部对讲系统的对讲功能。

2. IP远程语音对讲系统

    采用VoIP（Voice over Internet Protocol）和程控交换技术实现远程对讲。利用IP解决了语音远距离传输，设备多级连网，远程维护等功能，利用普通电话机成本的专用对讲电话、标准FXS接口，保持了传统对讲系统热线、监听、群呼、录音功能。

    通过以上分析，要实现菏曹高速公路除主线收费站外的内部对讲系统需求，并具有良好的扩展性，采用“IP远程语音对讲系统”较为合理。

四、系统关键技术

1.H.323协议

    ITU-T 的 H.323 制定了统一的视频、音频数据流的压缩和解压标准及多媒体流的连接控制标准，确保不同厂商的设备有统一的标准可遵循和互通。同时，由于其与硬件和操作系统的无关性，保证了平台和应用的独立性。

2.IP PLUS系统构架

    在以IP为核心的系统架构中集成了TDM模块，即支持传统的SCN呼叫，也同时支持SCN-IP，IP-IP的呼叫。

3.具有的QOS保证机制

    话音信号采用实时传送协议RTP封装传输。但是，RTP 本身并不提供任何保证 QOS 的机制，要确保通信的实时性还需要 IP 网络本身具有这方面增强的能力。

    该系统采用IETF资源预留技术，它参照面向连接的ATM技术，根据用户需要和网络资源可用性为每个呼叫保留所需的带宽，籍此保证服务质量。

4.可自动免提对讲电话

    在普通免提电话机基础上增加了嵌入式工业级CPU，具有DTMF/FSK收号、命令接收、内置高灵敏度麦克、低噪声前置放大、自动增益控制、噪声抑制电路、摘挂机控制电路、喇叭开关控制电路、铃流检测、过压过流保护、电话状态显示、220V交流供电、6-30 伏的宽范围直流供电系统等电路模块、软件上采用严密的状态管理机制，有效的防止了通话过程中的铃流和语音信号流对话机监听功能的干扰而引起误操作。


五、内部对讲系统实现方案

5.1省界主线收费站

    省界主线收费站采用站级为主的管理模式，内部对讲系统仍采用传统“站级对讲主机+传输线缆+亭内对讲分机”的独立封闭式构成方案。

5.2匝道收费站

1.系统构成

    沿线各匝道收费站采用“IP远程语音对讲系统”方案，参见图1，主要由管理分中心操作台、局端设备、多套远端设备和收费车道专用对讲话机组成。其中局端设备在管理分中心设置，远端设备设在各匝道收费站，通过通信网络实现远距离传输、多级连网和远程维护功能。

    定陶管理分中心设置三部调度总机电话，实现分中心的调度功能。按照山东省联网收费要求，管理分中心操作台应为采用Windows XP Professional SP2的计算机。为了方便操作，管理分中心操作台设置为触摸屏输入的方式。

    收费站每个车道均设置一套收费车道专用对讲话机（每部话机均设有独立的号码），专用对讲话机不仅能实现与调度总机的语音交互，同时还具有监听功能。

    菏曹高速公路沿线各匝道收费站虽实行了集约化管理模式，但各收费站仍有值班室，为了加强对收费广场的紧急事件处理，并在必要情况下传达管理分中心下达的指示或者反映收费广场出现的问题，在各匝道收费站设置有一部业务电话。


2.具体应用

    结合高速公路的运营经验，为了减少呼损，调度总机电话1负责接听皇镇、长江路、定陶收费站的车道专用对讲话机，调度总机电话2负责接听古营集、曹县、仵楼收费站的车道专用对讲话机，而调度总机电话3主要负责呼叫各收费站车道专用对讲话机。

    任一匝道收费站的车道专用对讲话机只需按“呼叫”键，即可接通对应的定陶管理分中心的调度总机电话。而调度总机电话呼叫收费车道专用对讲话机时须拨打相应电话，也可通过管理分中心控制操作台的触摸屏，只需在屏幕上一按，即可完成呼叫。

    匝道收费站业务电话拥有独立的号码，该电话可作为主叫、被叫，无论拨打调度总机电话，还是拨打站内各收费车道对讲话机，均需拨打相应的号码。

    为了不占用收费数据带宽，收费广场、收费站交换机均单独设置，不与站级收费系统以太网交换机共用。

六、结语

    IP远程语音对讲系统为集约化管理模式下的高速公路的提供了内部对讲系统实现的解决方案，该方案不仅实现了内部对讲系统的功能要求，而且也为以后多级联网管理打下了基础。