鐵路通信信號一體化技術分析研究

李 軍

國家能源集團神華準能大準鐵路公司信號段 內蒙古 鄂爾多斯 010300

1 引言

眾所周知,我國的鐵路事業(yè)從過往的綠皮火車到耳目一新的動車,再到現(xiàn)在四通八達的高鐵,已經(jīng)取得了舉世矚目的成就。與此同時,為了保障鐵路的通行安全,鐵路通信信號技術也要不斷升級。經(jīng)過這些年的技術發(fā)展和沉淀,我國的鐵路通信正朝著信息化的全面處理發(fā)展,例如,通過計算機網(wǎng)絡和現(xiàn)代通信技術相結合,創(chuàng)造出更加智能化的調度和通訊系統(tǒng),為鐵路的安全穩(wěn)定出行提供可靠的保障。

2 鐵路通信信號一體化技術的結構

按照實現(xiàn)的功能來劃分,鐵路通信信號系統(tǒng)主要包含了四個層次,第一層為設備層,主要指信號機、通信的傳輸裝置、現(xiàn)場道岔設備等;第二層為設備的安全控制層,主要包括了車站的聯(lián)鎖、道口的安全控制、列車控制裝置等;第三層為各分局的調度中心指揮層,這里涵括了對列車的調度指揮和設備的維修、電力系統(tǒng)的調度管理、運行圖的管理等;第四層也就是最高層,指局部的調度中心和宏觀的決策系統(tǒng),具體內容為運輸計劃的管理、車輛的調整和其他業(yè)務的綜合管理。鐵路通信系統(tǒng)依托這四個層次,為鐵路通信信號實現(xiàn)一體化提供系統(tǒng)上的保障和支持。

3 鐵路通信信號一體化技術的優(yōu)勢

隨著現(xiàn)代化通信技術在鐵路領域得到了廣泛的應用,目前我國在新建設的鐵路段中已經(jīng)實現(xiàn)了語音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻等一體化的通信信息系統(tǒng)。它主要依托鐵路通信網(wǎng),分為有線通信網(wǎng)和無線通信網(wǎng)兩部分。鐵路通信信號一體化技術的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 具有高可靠性。在軌道電路中信號的傳輸是開環(huán)的,信號的發(fā)送者只負責信號的發(fā)送,而接收者是否已經(jīng)收到該信號,信號的發(fā)送者并不清除,這樣的危險在于當列車的駕駛員在遇到危險情況時發(fā)送信號給站臺的值班室人員或者調度人員,當駕駛員將信號發(fā)送除去后,站臺的值班人員或者調度人員是否已經(jīng)完全接收到該信號、是否已經(jīng)做出相應的措置等,如果不通過電話等聯(lián)絡確認,駕駛員時不知道這些信息的,這樣也就容易帶來列車行駛的風險。而實現(xiàn)一體化技術,采用CBTC系統(tǒng)除了可以實現(xiàn)雙向通信,還能通過反饋措施等技術來強化系統(tǒng)的可靠性,使得鐵路信號能夠借助于無線網(wǎng)絡來實現(xiàn)穩(wěn)定可靠的信息傳輸。

3.2 信息傳輸?shù)母咝?。鐵路信號借助于無線通信技術可以實現(xiàn)移動自動閉塞(MAS),移動自動閉塞的分區(qū)隨著列車的移動而移動,同時,它的分區(qū)長度時可以改變的,這就意味著閉塞分區(qū)可以借助于無限車載設備系統(tǒng)來接收信息達到對列車進行控制的目的。這就保證了信息的接收具有及時性和精確性,達到信息的高效傳輸。

3.3 降低成本費用。通過一體化技術的管理,可以實現(xiàn)列車的高密度運行,這樣就達到了列車編組減少的目的,并且,通過設備的一體化,將設備的布置集中在機車以及室內,這樣不僅減少的設備的投資,還因為設備一體化后減少了設備安裝時間和因故障對設備進行大面積排查的所花費的時間,這些都能夠有效降低成本。

3.4 一體化具有更加靈活的調整性和通用性。由于系統(tǒng)本身就具備雙向運行的功能,在不新增加設備的前提下就可以實現(xiàn)對線路故障的反向運行控制,并且系統(tǒng)的安全性不會受到影響。CBTN 系統(tǒng)由于使用的是通用組件,在零件更換方面具有更多的靈活選擇,且內部系統(tǒng)不管是更新還是換代,均對列車的控制沒有任何的影響。

3.5 支持多種信息的傳輸,且信息傳輸量大。在過去的軌道電路系統(tǒng)種,由于是通過鐵軌進行信號的傳輸,傳輸速度慢,并且在軌道遇到故障時還會影響信息的傳輸質量。隨著列車的建設不斷擴大,列車行駛的速度越來越塊,列車的控制信號也是不斷增加,這樣就需要更多的途徑來支持各種信息的傳遞。無線通信技網(wǎng)就可以滿足這種使用需求,通過使用GSM－R 系統(tǒng),不僅能滿足鐵路通信的各種數(shù)據(jù)傳輸,例如支持移動通信、視頻和照片等信息的傳輸,還肩負著時刻傳輸列車的控制命令信息,確保列車和信息的接收者雙向的數(shù)據(jù)通信能夠有效實現(xiàn)。

4 鐵路通信信號一體化的關鍵技術

為了實現(xiàn)鐵路通信信號一體化,我們必須結合相關技術,主要有以下內容：

①信息一體化技術,也就是對列車運輸時的各種信息,例如維護、指揮、監(jiān)測、運行控制、路況等信息全部集中在一起,實現(xiàn)信息的共享,以便鐵路通信維護和管理人員能及時掌握鐵路的運行信息。

②機房一體化技術,為了管理鐵路信號的通信信息,必須要建立專門的機房和布置電腦、主機等硬件和各種操作系統(tǒng)等軟件,鐵路的建設不斷在增加,也就意味著機房和各種軟件硬件的投入要加大。實現(xiàn)機房一體化,就意味著并非專門的硬件設備控制對應的列車通信信息,而是硬件和軟件系統(tǒng)支持對全區(qū)域內的信號設備進行管理,在不增加硬件投入而僅僅是通過軟件額設定調整,就能達到全區(qū)域的鐵路通信信號的管理和控制。

③電力一體化技術,根據(jù)設備的等級和使用功能來做全面和綜合的電力布置。

④防護一體化技術,各設備除了正常發(fā)揮功能外,也要具備一定的防護能力,因此,在系統(tǒng)的構建之初,就要全面考慮防雷、防雨、電磁兼容等問題,避免在使用時遇到這些問題而影響整個系統(tǒng)的功能。

⑤維護一體化技術,考慮到設備投入使用后,可能會出現(xiàn)各種問題而需要對其進行維護,需要建立相關的維護中心,不僅能對所有設備進行有效監(jiān)測和診斷,還能根據(jù)日常維護的需要,對設備進行定期點檢和數(shù)據(jù)的傳輸,以此滿足相關部門的管理需求。

⑥建立安全可靠的網(wǎng)絡。隨著計算機技術的不斷發(fā)展,電子信息網(wǎng)絡技術在鐵路信號中的應用也越來越廣泛,它主要使用于局域網(wǎng)中,因此,局域網(wǎng)的安全和系統(tǒng)的穩(wěn)定性,對于鐵路通信信號系統(tǒng)具有重要的作用。各設備的網(wǎng)絡終端采用雙網(wǎng)連接技術,因為雙網(wǎng)技術可以有效提高網(wǎng)絡系統(tǒng)的安全性,并且具備更多的信息傳輸效率。

⑦GSM－R 系統(tǒng)的創(chuàng)建。GSM－R 系統(tǒng)可以對鐵路的運行進行管理,還可以對車輛進行調度和高效率的指揮。比如,通過功能尋址達到更加便捷的呼叫用戶,而通過位置尋址能夠解決移動用戶呼叫固定用戶的通信問題。比如,列車上的列車員對站臺的值班人員或者調度人員進行呼叫,系統(tǒng)會根據(jù)列車員的位置來選擇所要呼叫的站臺的值班人員或者調度人員,具有很高的智能化。此外,它還有具有無線列調功能。列車上的無線調度電話在列車的準點運行、路況的通報聯(lián)絡等方面發(fā)揮著重要的作用。

5 結語

計算機技術的發(fā)展,帶動了很多行業(yè)的技術變革。鐵路通信技術就是受益者之一。通過鐵路通信信號技術和信息網(wǎng)絡技術相結合,實現(xiàn)鐵路通信信號一體化技術具有一定的必然性。它除了實現(xiàn)鐵路通信信號技術更加的成熟和穩(wěn)定,也給人們的日常管理工作帶來的極大的便利。作為鐵路通信部門要深刻理解鐵路通信信號一體化相關技術的工作原理和核心內容,通過業(yè)務鉆研,努力提高業(yè)務能力,通過對鐵路通信信號一體化技術的實現(xiàn),為鐵路的通信和通行帶來安全和穩(wěn)定可靠的保障。