鐵路通信工程應(yīng)用接入網(wǎng)技術(shù)的一些思考

姚崗

摘要：近年來，隨著我國交通運(yùn)輸發(fā)展水平的提升，鐵路交通逐步朝著高速化與輕型化方向發(fā)展，從而對鐵路通信提出了更高的要求，為了能夠滿足鐵路運(yùn)輸指揮以及運(yùn)營維護(hù)管理的需要，我國不斷將鐵路運(yùn)輸發(fā)展的重點(diǎn)轉(zhuǎn)移到通信工程建設(shè)上，通過接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，優(yōu)化傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)，為此，文章對鐵路通信工程應(yīng)用接入網(wǎng)技術(shù)展開了思考，探究了接入網(wǎng)技術(shù)的具體應(yīng)用以及未來應(yīng)用趨勢。

關(guān)鍵詞：鐵路通信工程;接入網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用

鐵路通信工程技術(shù)水平的提升對保障鐵路交通穩(wěn)定運(yùn)行有著重要的意義，因此，隨著通信技術(shù)水平的提升，建立各個車站、單位之間的數(shù)字同步傳輸技術(shù)，利用網(wǎng)絡(luò)IP進(jìn)行通信，并改進(jìn)傳統(tǒng)接入網(wǎng)，提升網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行速度，能夠優(yōu)化整個通信工程的運(yùn)行效率與運(yùn)行質(zhì)量，不僅能夠滿足鐵路交通運(yùn)輸之間的通信需要，也能夠?yàn)槌丝吞峁└憷耐ㄐ欧?wù)，而且可以基于乘客的需要不斷擴(kuò)展通信工程功能，創(chuàng)造更豐富的效益。

1、無線接入技術(shù)的發(fā)展

1.1接入網(wǎng)定義

接入網(wǎng)是指由業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)與用戶網(wǎng)絡(luò)接口等傳輸實(shí)體構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)，是OSI/RM中構(gòu)成中繼系統(tǒng)或中間系統(tǒng)組成通信子網(wǎng)的重要部分。它可以用于部分或完全替換傳統(tǒng)用戶本地線路網(wǎng)，具有傳輸、復(fù)用、可交叉連接等功能。實(shí)際應(yīng)用中，通過多樣的傳輸煤質(zhì)，可以實(shí)現(xiàn)光纖與銅線的共同接入。接入網(wǎng)主要有線接入網(wǎng)與無線接入網(wǎng)兩種形式。

1.2 鐵路接入網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀

如今高速運(yùn)動鐵路列車的主要特點(diǎn)，因有線接入網(wǎng)的智能性、方便性，在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中占據(jù)著較大比重。但在固定產(chǎn)所之間或固定設(shè)施之間通信仍然選擇以SHD光數(shù)字同步傳輸設(shè)備為主，同時(shí)通信主干網(wǎng)及光纖用戶接入網(wǎng)還應(yīng)采用網(wǎng)絡(luò)通信和ATM交換等先進(jìn)技術(shù)來構(gòu)成。比如采用高速、安全、傳輸質(zhì)量高、價(jià)格合理的雙纖單向環(huán)接入方式，這種方式集成了光纖通信的優(yōu)點(diǎn)，并且還實(shí)現(xiàn)了設(shè)備備用、路由迂回、自愈合等功能，有效的提升了通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性。此外，使用數(shù)字環(huán)路載波設(shè)備與遠(yuǎn)端用戶單元使通信系統(tǒng)中組網(wǎng)更加靈活便捷。

在組網(wǎng)過程中投資與效益綜合統(tǒng)籌是必須重點(diǎn)考慮的問題，由于當(dāng)前鐵路通信并不能滿足鐵路各部門開展正常生產(chǎn)業(yè)務(wù)的需要，為旅客提供更為先進(jìn)的電信業(yè)務(wù)，需要組網(wǎng)具備擴(kuò)容功能。從目前的技術(shù)來講，鐵路通信網(wǎng)絡(luò)被分為主干網(wǎng)、局域網(wǎng)、接入網(wǎng)三個部分，其中接入網(wǎng)所占比重較大，負(fù)責(zé)的業(yè)務(wù)也相對多元，主要業(yè)務(wù)包括各業(yè)務(wù)室數(shù)據(jù)接入、數(shù)字調(diào)度、話音、傳真接入、圖像接入等;接入網(wǎng)主要由有線與無線兩種形式。

1.3 無線接入技術(shù)

在接入網(wǎng)中引入部分或全部無限傳輸媒介則被成為無線接入網(wǎng)，是接入網(wǎng)的一種形式，為用戶提供移動或固定終端業(yè)務(wù)。無線接入網(wǎng)主要由兩種類型，一種是固定接入，另一種是移動接入;最基本的構(gòu)成需要具備控制器、用戶終端設(shè)備與基站;應(yīng)用過程中還涉及到蜂窩技術(shù)、微博I點(diǎn)多址技術(shù)等技術(shù)的應(yīng)用;該項(xiàng)技術(shù)具有靈活便捷，易于建設(shè)的特點(diǎn)，目前已得到通信領(lǐng)域高度的重視。

2、鐵路無線接入網(wǎng)現(xiàn)狀

近年來，隨著社會發(fā)展水平的提升，鐵路運(yùn)輸以及廣大出行民眾對鐵路通信技術(shù)提出了更高的要求，也引起了鐵路部門的重視，需要通過對傳統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的改進(jìn)，將更為先進(jìn)的接入網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用到通信工程系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)鐵路通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的升級，以便提供更高水平的通信服務(wù)。鐵路通信網(wǎng)絡(luò)的主要作用是為鐵路公務(wù)溝通、旅客通信、行車維修、應(yīng)急搶險(xiǎn)等提供通信渠道，保障信息的高效、高質(zhì)量傳遞，從而實(shí)現(xiàn)列車的安全、穩(wěn)定的運(yùn)行。這一事項(xiàng)集列車公務(wù)通信與區(qū)間移動作業(yè)通信于一體的移動通信系統(tǒng)，但是通信系統(tǒng)必須體現(xiàn)鐵路結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，所以該系統(tǒng)有區(qū)別于正常的通信系統(tǒng)，具有線面結(jié)合、以線為主的特征，形成了完整的鏈狀網(wǎng)。

目前的鐵路通信系統(tǒng)中僅在400MHZ無限列調(diào)系統(tǒng)中應(yīng)用了部分無限接入，保障列車進(jìn)站與出戰(zhàn)過程中，列車值班員能夠進(jìn)入列車所在地區(qū)管轄區(qū)段與列車長、司機(jī)展開通信。但通常為了減少資源的浪費(fèi)，保障通信系統(tǒng)通暢，在無特殊情況下不進(jìn)行使用。但是隨著鐵路運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展，這樣的通信系統(tǒng)并不能滿足于鐵路現(xiàn)代化發(fā)展的需求，需要通過引入先進(jìn)的小區(qū)制、具備大三角功能的無限通信系統(tǒng)。簡單來講，調(diào)度中心、車站值班中心、列車司機(jī)三者之間能夠暢通的展開通信，實(shí)現(xiàn)線路管理區(qū)間公務(wù)移動通信、雙向數(shù)據(jù)通信等功能;并將CDMA、GSM-R等多種通信方式接入鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中。

集群系統(tǒng)作為目前鐵路移動通信方式的首選，其是一種集成微處理機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通信技術(shù)、程控交換技術(shù)于一體的產(chǎn)物，是目前移動通信系統(tǒng)中最強(qiáng)大的專用系統(tǒng)。它集交換、控制、通信于一體，分配給系統(tǒng)內(nèi)部用戶一組信道自動最優(yōu)地動態(tài)，通過無線撥號的方式最大限度地利用系統(tǒng)資源和頻率資源及各種可利用的資源，最終目的是提高服務(wù)質(zhì)量。同時(shí)，該系統(tǒng)不能能夠應(yīng)用于應(yīng)急搶險(xiǎn)、調(diào)度指揮等領(lǐng)域，也有效的處理了通信頻率分配的問題，實(shí)現(xiàn)了群呼、組呼、強(qiáng)插、強(qiáng)拆等多項(xiàng)功能，但是這一系統(tǒng)也存在明顯的缺點(diǎn)，其頻率分配通過動態(tài)形式完成，未考慮到對周圍公用網(wǎng)以及與公用網(wǎng)融合的問題，路由選擇上并不先進(jìn)，在通路過程或自動過網(wǎng)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)丟失信息的情況，不利于通信過程保密，容易受到外界干擾。這些問題雖然會對鐵路通信造成影響，但最為重要的是其導(dǎo)致通信過程中列車與調(diào)度指揮中心展開雙向數(shù)據(jù)通信時(shí)容易造成誤碼，并不適用于較高數(shù)據(jù)通信誤碼率場合。

3、鐵路通信工程中接入網(wǎng)技術(shù)的運(yùn)用

3.1 接入網(wǎng)技術(shù)在鐵路通信工程中的具體運(yùn)用

目前鐵路通信系統(tǒng)中接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用可以從兩部分展開探究：

一是，推廣接入網(wǎng)技術(shù)時(shí)，應(yīng)始終遵守“大容量”的原則，充分發(fā)揮出接入網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)勢，減少鐵路通信系統(tǒng)建設(shè)中交換點(diǎn)、交換網(wǎng)分級、延長交換機(jī)的出現(xiàn)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)整體架構(gòu)，以便降鐵路通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本，增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的安全性與實(shí)用性。此外，應(yīng)將自動波交換機(jī)的接口設(shè)置為統(tǒng)一型號，便于交換機(jī)的升級，完善設(shè)備功能。

二是，圖像傳輸過程中，將車站貨場監(jiān)控、道口監(jiān)控、有線電視的傳輸也納入到接入網(wǎng)系統(tǒng)中，能夠有效實(shí)現(xiàn)對鐵路通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)架構(gòu)的優(yōu)化，將信號以數(shù)字信號的方式從鐵路局通信段提供的通道傳輸?shù)浇尤刖W(wǎng)中，在系統(tǒng)中納入現(xiàn)場設(shè)備、局域網(wǎng)、監(jiān)控中心等設(shè)施，值班人員可以直接通過遠(yuǎn)程控制，確定現(xiàn)場設(shè)備的IP地址進(jìn)行圖像解鎖，傳輸?shù)诫娨晧ι?，不僅可以實(shí)時(shí)獲取到車站貨場、道口的監(jiān)控圖像，也實(shí)現(xiàn)了對車站等位置的有效控制。車務(wù)段以及鐵路局可以在辦公網(wǎng)上通過分控終端直接在瀏覽器上查看監(jiān)控視頻與圖像;而監(jiān)控中心可以對圖像進(jìn)行處理、存儲以便用于后續(xù)工作中。視頻監(jiān)控系統(tǒng)與鐵路局的辦公系統(tǒng)、MIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)兼容，實(shí)現(xiàn)了通訊信息的多元化傳遞，將成為鐵路局信息管理的重要組成內(nèi)容。

3.2 鐵路接入網(wǎng)技術(shù)的系統(tǒng)應(yīng)用方法

接入網(wǎng)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用，主要功能為用戶數(shù)據(jù)、圖像、話音、傳真、調(diào)度等綜合業(yè)務(wù)接入，用于鐵路系統(tǒng)辦公與生產(chǎn)業(yè)務(wù)中，實(shí)現(xiàn)各個部門之間電話通信、站間形成電話通信、運(yùn)輸調(diào)度電話通信、專用電話通信等，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，再配合信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)鐵路客票預(yù)訂與互聯(lián)網(wǎng)售票。未來隨著鐵路通信系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展，接入網(wǎng)技術(shù)與通信工程之間展開更深層的融入，能夠在鐵路通信系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控，并為各個部門之間信息管理上提供ISDN、64K數(shù)據(jù)以及自動電話與音頻等業(yè)務(wù)。

3.3軸溫監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

通過軸箱紅外輻射能量的變化來測定軸箱溫度的變化稱為軸溫監(jiān)測。車軸是鋼制的，在常溫下既堅(jiān)硬又富有彈性，列車在高速行駛的過程中，車軸與軸承之間相互摩擦所產(chǎn)生的熱將導(dǎo)致列車車輛軸溫的升高，隨著溫度的升高，車軸的剛性和彈性性能減弱，可能造成車體變形，燃軸、切軸事故，更嚴(yán)重的甚至造成列車顛覆。為了避免出現(xiàn)因軸溫過高而造成行車安全事故，需要定時(shí)監(jiān)測軸溫。鐵路相關(guān)車輛管理部門認(rèn)識到軸溫監(jiān)測的重要性，認(rèn)識到軸溫監(jiān)測的重要性，因而在鐵路沿線設(shè)有車輛檢修所，大量的鐵路工人以手工的辦法來檢測機(jī)車車軸的狀態(tài)。隨著車軸溫檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，目前所有鐵路機(jī)車軸溫檢測均已采用軸溫監(jiān)測技術(shù)的方法。

軸溫監(jiān)測技術(shù)是在主要監(jiān)測站點(diǎn)的鐵路上安裝RFID專用讀寫器，同時(shí)列車車輛上安裝監(jiān)測軸溫溫度傳感標(biāo)簽，形成數(shù)據(jù)發(fā)送、接收、傳輸點(diǎn)對點(diǎn)的連接。按照不同的溫度告警范圍，動態(tài)顯示車軸溫度情況。路局車輛段的軸溫監(jiān)測系統(tǒng)通過路局通信段提供的接入網(wǎng)通信通道進(jìn)入通信系統(tǒng)可串聯(lián)傳送至每一個機(jī)車車輛檢修所，可隨時(shí)查閱各線路列車的實(shí)時(shí)軸箱溫度動態(tài)變化情況。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，該技術(shù)的應(yīng)用有效減少了軸溫過高引起的故障和事故率。

3.4電力遠(yuǎn)動技術(shù)應(yīng)用

隨著科學(xué)技術(shù)水平的提升，根據(jù)鐵路局供電段發(fā)展需求的變化，鐵路電力遠(yuǎn)動系統(tǒng)的功能將會不斷拓展，以便幫助鐵路局供電段對電力線路運(yùn)行、電力系統(tǒng)故障、維護(hù)等多項(xiàng)工作的落實(shí)，而且該系統(tǒng)還具備自檢與自診斷功能。這項(xiàng)系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分為遠(yuǎn)動調(diào)度系統(tǒng)、遠(yuǎn)動終端、通信網(wǎng)絡(luò)，其中遠(yuǎn)動調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)鐵路局接入的通信網(wǎng)提供被控終端與專用主/備光纖數(shù)字通道通信服務(wù)，能夠?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能;遠(yuǎn)動調(diào)度系統(tǒng)采用環(huán)形光纖數(shù)字通信結(jié)構(gòu)通信，配置雙以太網(wǎng)，從邏輯上實(shí)與現(xiàn)遠(yuǎn)動終端通信的點(diǎn)對點(diǎn)通信方式。而遠(yuǎn)動終端主要由桿上開關(guān)監(jiān)控終端、變電所監(jiān)控終端、信號電源監(jiān)控終端等設(shè)備構(gòu)成，利用變電所與配電所監(jiān)控終端實(shí)現(xiàn)對變電所的遙信、遙控與遙測，保障變電所內(nèi)基礎(chǔ)單元之間信息真實(shí)的傳回調(diào)度系統(tǒng)中，為遠(yuǎn)方診斷、設(shè)備維護(hù)、設(shè)備在線檢測聽可靠的數(shù)據(jù)。此外，該項(xiàng)系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)通過分布式控制，對網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中各個節(jié)點(diǎn)單元展開配置，包括后臺處理機(jī)、操作員節(jié)點(diǎn)機(jī)、通信前置機(jī)、等多項(xiàng)設(shè)備，并實(shí)現(xiàn)打印機(jī)、監(jiān)視設(shè)備、衛(wèi)星時(shí)鐘等設(shè)備的同步。鐵路局通信段可以通過遠(yuǎn)動系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)動調(diào)度與遠(yuǎn)動接入網(wǎng)終端之間的信息交換與共享，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行，并減少了電纜等設(shè)施的數(shù)量，使鐵路通信系統(tǒng)得到優(yōu)化。

在系統(tǒng)正常運(yùn)作狀態(tài)下，被控制站可以展開工作與通道的動態(tài)分配，如果某一通道出現(xiàn)故障，系統(tǒng)可以自動進(jìn)行通道切換，并在切換后自動恢復(fù)工作，同時(shí)也可以通過手動操作完成。

在線路故障檢測過程中，遠(yuǎn)動系統(tǒng)也能夠發(fā)揮重要作用，線路出現(xiàn)故障后，基于過流檢測原理，判斷線路是否需要通過整定值展開檢測，在這個過程中桿上開關(guān)監(jiān)控終端會將故障信息上報(bào)，調(diào)度系統(tǒng)在控制中線的配合下定位故障位置，明確故障原因，隔離故障點(diǎn)，自動進(jìn)行故障線路兩側(cè)負(fù)荷開關(guān)斷開，在重新下達(dá)恢復(fù)已閉合兩側(cè)配電所出現(xiàn)開關(guān)開啟，恢復(fù)供電。整個過程產(chǎn)生的信息都會傳回調(diào)度中心，供相關(guān)技術(shù)人員分析。

4、結(jié)語

隨著社會發(fā)展水平的提升，鐵路通信的需求也不斷提升，這需要鐵路通信網(wǎng)絡(luò)展開系統(tǒng)的升級與優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)通信的安全運(yùn)營，以便適應(yīng)快速發(fā)展的社會，而且要充分突出全程全網(wǎng)的優(yōu)勢，提升通信服務(wù)水平，并引入移動通信技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的改造，增加系統(tǒng)功能與優(yōu)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。從無限接入網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用來看，基于未來鐵路發(fā)展對通信系統(tǒng)的要求，通信系統(tǒng)的建設(shè)需要明確自功能，規(guī)劃其指標(biāo)構(gòu)成，確定彈性需求空間;并考慮系統(tǒng)容量擴(kuò)充問題，應(yīng)用便于擴(kuò)容的通信方式，在保障系統(tǒng)可靠性的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)與其它系統(tǒng)的結(jié)合，形成統(tǒng)一的整體，便于備份。

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