随着科技的不断发展，高速公路的综合信息化建设已成为提升道路运营效率、保障行车安全、提供优质服务的重要手段。威努特高速公路综合信息化网络解决方案旨在帮助客户构建一个以省监控中心为核心，涵盖路段监控分中心和基层单元的三级管理架构，通过采用威努特先进的网络技术和设备，实现高速公路的稳定、可靠、易扩容的综合信息化网络。

高速公路综合信息化主要包含三个系统：监控系统、收费系统和通信系统。

监控系统负责实时收集道路交通流量、车速等现状数据。其特点是数据实时性强，对网络的实时性和稳定性要求高。需要建立高真实、高效率、高保密的通信网络，以支持数据的即时传输和共享。

收费系统主要处理高速公路出入口的OD数据等。其特点是数据处理量大，对网络的带宽和数据处理能力有较高要求。需要网络能够稳定、快速地传输大量数据，并支持数据的安全存储和查询。

通信系统依托云计算平台，通过大数据技术汇集、分析救援现场数据。其特点是数据处理快速、决策支持能力强。对网络的需求主要体现在实时性和安全性上，需要网络能够即时传输救援信息，并支持数据的加密和安全存储。

图1：高速公路综合信息化三大系统

图2：威努特高速公路综合信息化网络解决方案拓扑

省监控中心：作为整个高速公路信息化网络的核心，省监控中心负责数据的集中存储、处理、分析和展示。通过大屏幕显示系统，可以实时监控高速公路的交通状况、设备运行状态等信息，为决策提供支持。

路段监控分中心：路段监控分中心位于各个高速公路路段，负责该路段的监控、管理和维护。通过连接省监控中心和基层单元，实现数据的上传下达和资源共享。

基层单元：基层单元是高速公路信息化网络的基础，包括收费站、服务区、隧道、桥梁等关键节点。通过安装各类传感器、摄像头等设备，实时采集交通流量、气象信息、设备状态等数据，并上传至路段监控分中心。

主干链路：采用万兆光纤工业环网双链路连接，确保数据超高速率和稳定传输。通过冗余设计和负载均衡技术，网络在面对单点故障或高负载时，能迅速切换至备用链路或均衡负载，保障业务连续性。推荐选择威努特WIS6300-H-8X4GS24G（8万兆上行）或WIS6300-4X16GS8C（4万兆上行）工业交换机，它们不仅处理能力强大，还支持三层路由、端口聚合、工业以太环网、负载均衡和堆叠部署等功能，使网络架构更灵活、可扩展，在各种环境下都能保持高性能和稳定性。

子系统链路：采用千兆光纤工业环网作为子系统链路的传输基础，配合威努特WIS3200系列网管型卡轨工业交换机，与主干链路的万兆上行工业交换机共同构建了一个高效稳定的网络架构。通过相切环设计，子系统链路的千兆光纤与主干链路的万兆光纤无缝对接，主站与从站协同工作，确保数据高速传输与业务连续性。即便在单点故障发生时，网络也能迅速恢复，保障了业务的稳定运行。此外，该网络架构的灵活性和可扩展性也为未来业务增长提供了坚实的支撑。

工业以太环网冗余技术：该系统工业环网采用威努特WNT-Ring工业以太环网冗余协议，该协议显著优于传统生成树协议（如RSTP、MSTP）。与传统生成树协议不同，WNT-Ring采用环路设计，无需重新计算路径，而是通过快速切换至备用链路来恢复通信，从而极大提升故障恢复速度和网络可靠性。其自愈时间仅需20ms，实现快速故障恢复和零丢包传输。此外，该技术还支持更多的节点和链路，具有良好的扩展性。同时，威努特工业交换机支持ITU-T G.8032v2的ERPS和IEC62439-2的MRP环网保护技术，确保与不同厂商设备的兼容性，易于与其他设备集成。

图3：生成树与WNT-Ring工业环网协议对比示意图

核心交换机：机房核心采用威努特WES8506/8510系列可扩展式万兆核心路由交换机，核心层虚拟化冗余和链路聚合结合部署，实现链路保护与负载分担。当聚合链路中的某一条链路失效，未失效链路可继续正常承载业务流量；当上层冗余设备中某一台失效，流量可正常通过未失效设备传输。

图4：核心交换机集群加聚合部署示意图

POE工业交换机：监控系统采用威努特WIS3200-PE-4GS8G卡轨式POE工业交换机，支持4千兆光+8千兆POE电口，支持三层路由功能。POE功能可以方便地为摄像头等终端设备提供电力和数据传输，减少布线成本和施工复杂度。同时，该交换机还支持4Mbit的封包缓冲区和巨型帧传输，满足监控系统高清视频图像的接入和传输的需求。

随着高速公路网的不断完善，ETC（电子不停车收费）系统的应用已成为目前高速公路收费系统的常规应用，ETC门架系统成为必备设施，具备通行费分段计费、车辆图像识别等功能。

图5：ETC门架网络拓扑

ETC网络采用二层组网拓扑结构，简化清晰。通过门架工业交换机、收费站三层交换机，组成一个工业以太网环网保护，实现与站级服务器、业务管理工作站的连接。

公路收费段作为汇聚节点，可以采用威努特WIS6300-H-8X4GS24G（8万兆上行）或WIS6300-4X16GS8C（4万兆上行）工业交换机，多个收费段通过万兆光纤工业环网双链路连接，构建一个大的主干万兆光纤环网。

门架汇聚交换机采用威努特WIS6300-H-4GS8C16G工业交换机，与收费段汇聚工业交换机共同组成千兆光纤工业环网。

门架接入交换机可以采用威努特卡轨式2千兆光8千兆电或者4千兆光8千兆电的二层网管型工业交换机，同时可以选配支持POE功能的工业交换机。

门架工业交换机与收费段汇聚交换机通过工业以太网环网连接，实现了冗余自愈能力，确保了网络稳定性；全网管的方案，使所有工业交换机支持全网统一管理和运维，实现远程故障监控与报警；大容量缓存和全线速转发，保证了高速数据传输能力，以满足收费系统实时性需求；同时具备宽温、防雷和IP40防护等级，确保工业交换机长期稳定运行，为ETC系统提供可靠的网络支持。

ETC系统工业交换机配置清单：

图6：ETC门架网络配置清单

高速公路监控系统的网络需求重点在于确保监控数据能够实时、稳定、安全地传输。

图7：监控网络特点

高速公路监控系统的网络方案采用工业环网的方案，确保任何一个节点故障不影响整个网络的数据传输。通过SNMP协议实现全面的网络监控，系统发生故障能准确定位到故障节点。系统支持POE+功能，解决高清摄像机在最后100米的供电问题，简化布线工作。

图8：监控网络拓扑

监控系统工业交换机配置清单：

图9：监控网络配置清单

高速公路通信系统的网络需求主要聚焦于提供稳定、高效的网络服务，确保通信的实时性和可靠性。系统需要支持高带宽、低延迟的数据传输，以满足监控、管理、导航等多元化应用需求。同时，系统应具备强大的容灾备份能力，确保在故障发生时能够迅速恢复通信，保障行车安全和道路管理的顺利进行。此外，还需考虑系统的可扩展性和易维护性，以适应未来交通网络的发展需求。

图10：通信网络特点

高速公路通信系统采用威努特WIS6300系列工业交换机，具备实时可靠、工业环网冗余自愈能力，环网自愈时间小于20毫秒，保障通信畅通无阻。系统长期耐用，故障率低，支持全网统一管理和远程运维，有效降低运营维护成本。其防护等级不低于IP40，并配备前后指示灯，便于监控和故障排查。

图11：通信网络拓扑

通信系统工业交换机配置清单：

图12：通信网络配置清单

• 双核心交换机之间采用虚拟化集群和负载均衡方式部署，实现链路负载均衡和备份；

• 双核心交换机和汇聚交换机之间全部采用双链路连接，实现备份；

• 双核心交换机和出口设备之间全部采用双链路连接，实现备份；

• 双核心交换机和同在网管中心的网络安全设备、网络管理设备、重要服务器之间全部采用双链路连接，实现备份；

• 主干链路工业交换机之间采用万兆光纤工业环网双链路，实现链路负载均衡和备份。

方案采用威努特快速倒换动态冗余工业环网协议，通过自定义设备角色、设置主设备定期查询环网拓扑，实现故障的实时保护，将故障保护时间缩短到20ms以内。该协议具有与网络规模无关的故障恢复时间、支持多种网络拓扑、提供丰富的诊断维护功能，而且通过配置多域实现环网链路的负载分担，充分利用物理链路带宽。而且支持多种环网网络拓扑，如相切环、相交环、双归环等复杂组网，有利于高速公路系统网络扩展。

威努特工业交换机工作温度-40℃至85℃，IP40防护等级，支持三防漆涂覆，抗强电磁干扰EMC4级A，使用寿命超过15年，适合高速公路等恶劣环境，确保稳定、可靠运行，降低长期更换和维护成本。

威努特高速公路综合信息化网络解决方案，以其先进的技术和设备，为高速公路提供了一个稳定而高效的数据传输平台。该方案采用的万兆以太网技术，不仅确保了数据传输的高速性和实时性，还通过优化的网络架构和冗余设计，增强了网络的可靠性和稳定性。同时，威努特的设计充分考虑了高速公路上可能遇到的极端环境因素，如高温、低温、湿度、灰尘和振动等，确保了设备在恶劣条件下也能稳定运行，减少了故障率和维护需求。此外，方案中集成的智能监控和安全技术，不仅提升了运营的安全性，还通过集中管理和远程监控功能，有效降低了维护成本和运营难度。威努特方案的可扩展性和灵活性，使其能够轻松适应未来网络需求的增长和变化，为高速公路信息化建设提供了一个经济、高效、可靠的选择，是实现高速公路智能化管理和服务升级的理想解决方案。