利用既有網(wǎng)絡(luò)資源實現(xiàn)紅外軸溫傳輸通道數(shù)字化

楊福輝

楊福輝:太中銀鐵路有限責任公司 工程師 710016 西安

目前，隨著鐵路通信網(wǎng)的建設(shè)以及信息化的推進，已基本形成了以光纖為基礎(chǔ)的鐵路干線通信網(wǎng)和多種數(shù)據(jù)、信息網(wǎng)并存的現(xiàn)狀，其中包括自動化辦公信息網(wǎng)和紅外軸溫探測系統(tǒng)。

1 鐵路既有自動化辦公信息網(wǎng)現(xiàn)狀

自動化辦公信息網(wǎng)是為了提高鐵路運輸管理水平和工作效率，適應鐵路高速發(fā)展而建設(shè)的無紙化、現(xiàn)代化的辦公網(wǎng)絡(luò)，是利用計算機和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)建設(shè)的高質(zhì)量、高效率、全路統(tǒng)一的綜合辦公信息系統(tǒng)。自動化辦公信息網(wǎng)主要采用星型拓撲結(jié)構(gòu)，按鐵道部、鐵路局 (局信息中心和局內(nèi)匯接點)、站段 (站段和車間/班組)三級建成。鐵道部與鐵路局及鐵路局匯接點都采用了大型的服務器和匯接設(shè)備，傳輸介質(zhì)均為光纜;站段均為中小型服務器和小型匯接設(shè)備 (以小交換機為主)，站段到局內(nèi)匯接點也采用光纜作為傳輸介質(zhì);車間/班組為終端設(shè)備，即PC機，車間/班組到站段采用UTP線和音頻雙絞線作為傳輸介質(zhì) (采用雙絞線時兩端加HDSL設(shè)備)。自動化辦公網(wǎng)絡(luò)各級間采用的光纜、電纜及通信傳輸設(shè)備均為鐵路運輸專用通信網(wǎng)。

2 鐵路既有紅外軸溫探測系統(tǒng)現(xiàn)狀

為了保證鐵路運輸行車安全，在線路兩側(cè)安裝紅外線軸溫探測器，通過紅外探頭將車輛軸箱的紅外熱輻射聚集到探測元件上，轉(zhuǎn)變成微弱的電脈沖信號，再通過放大處理，將這一信號傳輸至紅外探測中心進行對比判斷，當軸溫超過一定差值或一定比例時則發(fā)出報警。

鐵路開通使用的紅外軸溫探測系統(tǒng)，由探測站、匯接點、鐵路局監(jiān)測中心、傳輸鏈路及復示、行車調(diào)度、統(tǒng)計終端組成。目前，鐵路局監(jiān)測中心至匯接點、匯接點至各車站傳輸鏈路均采用光纖傳輸;各車站至紅外軸溫探測站采用音頻模擬線路(電纜)傳輸;個別車站至紅外軸溫探測站間采用數(shù)字VPN方式傳輸 (此傳輸方式為試驗性質(zhì))。各傳輸鏈路所采用的光纜、電纜及通信傳輸設(shè)備均為鐵路運輸專用通信網(wǎng)。

3 實現(xiàn)紅外軸溫探測傳輸通道數(shù)字化

為了提高傳輸線路的抗干擾能力，對紅外軸溫探測傳輸通道進行數(shù)字化改造是一項重要措施。目前，多個鐵路局采取VPN方案進行試驗。

3.1 VPN方案

在紅外軸溫探測站至車站通信機房間敷設(shè)光纜，光纜兩側(cè)增設(shè)光端機，同時在車站通信機房的干線光傳輸設(shè)備及鐵路局紅外軸溫監(jiān)測中心的通信光傳輸設(shè)備上，增設(shè)VPN接口板，來實現(xiàn)傳輸通道數(shù)字化改造。VPN虛擬網(wǎng)方案雖實現(xiàn)了傳輸通道數(shù)字化，但投資較大 (每個站約20萬元)，傳輸利用率低，既有電纜被廢棄。

3.2 利用既有模擬線路和辦公網(wǎng)解決方案

為了節(jié)約投資，利用既有的傳輸線路 (紅外軸溫探測站至車站通信機房的電纜)，將紅外軸溫探測系統(tǒng)納入既有辦公網(wǎng)進行傳輸，同樣可以實現(xiàn)通道數(shù)字化。

1．在紅外軸溫探測站至車站通信機房的電纜兩端增設(shè)高速數(shù)字用戶線路設(shè)備，如HDSL設(shè)備。

2．在車站通信機房至車站辦公網(wǎng)絡(luò)交換機敷設(shè)線纜，用于連接數(shù)字用戶線路設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)交換機。線纜應具有很強的抗干擾能力，型號為超五類及以上，長度不宜超過100 m。

3．在鐵路局辦公網(wǎng)信息中心至紅外軸溫監(jiān)測中心敷設(shè)一條線纜，連接鐵路局辦公網(wǎng)信息中心服務器和紅外軸溫監(jiān)測中心設(shè)備。線纜型號為超五類及以上，長度不宜超過100 m，超過100 m必須采用光纖傳輸。

4．辦公網(wǎng)服務器網(wǎng)管為每個紅外軸溫探測站的高速數(shù)字用戶線路設(shè)備分配專用固定IP地址，并對每個專用固定IP通道進行嚴格測試，確保速率、吞吐量、丟包、延遲、抖動等指標滿足紅外軸溫探測系統(tǒng)的傳輸要求。利用辦公網(wǎng)傳輸紅外軸溫探測信號網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖1所示。

圖1 利用辦公網(wǎng)傳輸紅外軸溫探測信號網(wǎng)絡(luò)示意圖

這種方案較VPN模式可大幅降低投資，每個車站的投資約為VPN虛擬網(wǎng)方案的25%。充分利用了紅外軸溫探測站至車站通信機房的既有傳輸電纜、既有辦公網(wǎng)絡(luò)資源和通信傳輸設(shè)備，提高了辦公網(wǎng)及通信設(shè)備的利用率。日常維護、檢測比較方便、準確、直觀。通過紅外軸溫監(jiān)測終端，即可對每個IP傳輸通道的速率、吞吐量、丟包、延遲等項目進行檢測。

4 工程實例

太原至中衛(wèi) (銀川)鐵路初步設(shè)計批復時，紅外軸溫探測系統(tǒng)采用模擬方式傳輸 (即紅外軸溫探測站至車站通信機房采用電纜傳輸)，并接入既有鐵路局紅外軸溫監(jiān)測中心。建設(shè)后期，由于太原、西安鐵路局被列為紅外軸溫探測系統(tǒng)數(shù)字化試點單位，鐵路局紅外軸溫監(jiān)測中心需全部進行數(shù)字化改造，已無法接入模擬傳輸方式的紅外信號，改造后的傳輸通道采用VPN方式。但新設(shè)紅外軸溫探測站至車站通信機房的電纜工程已完工 (17個站)，如果按VPN方式傳輸，將增加投資約300萬元，且新設(shè)電纜將廢棄，造成約200萬元的投資浪費。為了節(jié)約投資，經(jīng)多方論證，決定通過新設(shè)的貨運/辦公網(wǎng)信息網(wǎng)進行紅外軸溫探測信號傳輸，以達到數(shù)字化的目標。具體實施方案如下。

1．在每個車站紅外軸溫探測機房至車站通信機房的電纜(HEYFLT23×4×0.9)兩端，增設(shè)高速數(shù)字用戶線路設(shè)備 (HDSL)。

2．在車站通信機房至車站辦公網(wǎng)絡(luò)交換機敷設(shè)2條超五類線纜(上、下行)，將 HDSL設(shè)備連接至新建車站貨運/辦公網(wǎng)絡(luò)交換機。

3．在既有鐵路局信息中心網(wǎng)絡(luò)交換機至紅外軸溫監(jiān)測中心敷設(shè)1條超五類線纜，用于連接鐵路局信息中心交換機和紅外軸溫監(jiān)測中心設(shè)備。

4．通過既有鐵路局信息中心交換機網(wǎng)管，為每個紅外軸溫探測站的HDSL設(shè)備分配專用固定IP地址。

5．對每個專用固定IP通道進行嚴格測試，確保每個IP傳輸通道的速率、吞吐量、丟包、延遲、抖動等指標滿足紅外軸溫探測系統(tǒng)的傳輸要求。

經(jīng)調(diào)試開通運營后，達到了預期目標，實現(xiàn)了紅外軸溫探測系統(tǒng)全網(wǎng)數(shù)字化。

5 總結(jié)

利用既有通信設(shè)備、電纜及辦公網(wǎng)系統(tǒng)，在增加少量投資和設(shè)備的前提下，實現(xiàn)了紅外軸溫探測系統(tǒng)全網(wǎng)傳輸數(shù)字化。實施中應注意以下問題。

1．充分了解既有辦公信息網(wǎng)服務器、交換機容量及運用情況，確保達到紅外軸溫探測系統(tǒng)信號時延要求。

2．充分了解既有車站辦公網(wǎng)交換機至匯接點及鐵路局信息中心的通信傳輸通道 (E1)數(shù)量，是否能滿足新接入紅外軸溫探測信號數(shù)據(jù)速率要求及時延要求。如果不滿足則必須增加E1數(shù)量。

3．各設(shè)備間新設(shè)超五類線纜長度不大于100 m，并按《GB50312-2007綜合布線工程驗收規(guī)范》對線纜的衰減、近端竄擾、回波損耗、鏈路速率等進行測試，測試合格后方可使用。

4．HDSL工作地必須與電纜 (HEYFLT23×4×0.9)屏蔽地連通，以提高抗干擾能力。

5．為HDSL設(shè)備提供可靠性高、穩(wěn)定性高的電源。

在鐵路技術(shù)裝備大發(fā)展的同時，如何利用既有資源，保護既有投資是一個重要的問題。目前，鐵路運輸中防災安全監(jiān)控系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)控、視頻監(jiān)控、客票網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)均為獨立并行的網(wǎng)絡(luò)，是否可以利用上述網(wǎng)絡(luò)資源，值得大家思考。

［1］ 張進德，張運剛.紅外軸溫探測系統(tǒng)［M］.北京:中國鐵道出版社，1997.

［2］ 張運剛.第二代紅外線探測系統(tǒng)［M］.北京:中國鐵道出版社，1996.

［4］ 中華人民共和國．GB50312-2007綜合布線工程驗收規(guī)范［S］.2007．

［5］ 中華人民共和國．GB/T21671-2008基于以太網(wǎng)技術(shù)的局域網(wǎng)系統(tǒng)驗收測評規(guī)范［S］.2008．

［6］ 中華人民共和國鐵道部.鐵建設(shè)(2007)251號 客運專線鐵路通信工程施工質(zhì)量驗收暫行標準［S］.2007．