鐵路通信傳輸安全問題及應(yīng)對研究

陳紹娟

（中鐵二十二局集團(tuán)電氣工程有限公司，北京 102300）

1 引言

“十三五”末期，國內(nèi)的鐵路營運(yùn)總里程為1.46×105km，將通信傳輸系統(tǒng)安全有效規(guī)范地應(yīng)用到鐵路系統(tǒng)中，有助于進(jìn)一步提升鐵路的運(yùn)輸效率，使人們出行安全得到更大保障。但是，部分單位在使用通信傳輸系統(tǒng)前，沒有及時對其質(zhì)量性能進(jìn)行檢測檢驗(yàn)，導(dǎo)致系統(tǒng)投用階段滋生出設(shè)備匹配性偏低、可靠性較差等問題。這些問題若長期不解除，可能會給列車運(yùn)行埋下安全隱患，不利于我國鐵路行業(yè)的健康、持久發(fā)展，因此。通信傳輸系統(tǒng)存在的安全問題須從多個方面改進(jìn)、創(chuàng)新通信管理方法，為我國鐵路事業(yè)發(fā)展保駕護(hù)航。

2 通信傳輸?shù)奶卣鞣治?/h2>

2.1 可靠性

傳統(tǒng)軌道電路的通信傳輸階段，通常會基于開環(huán)式信號呈現(xiàn)出信號的傳送過程，不能實(shí)現(xiàn)同步接收外界信息，內(nèi)部系統(tǒng)內(nèi)基本是采用傳輸媒介渠道運(yùn)行。鑒于以上這種傳輸媒介渠道的抗干擾能力不同，客觀因素難免會影響信息的傳輸過程，甚至?xí)档推湔鎸?shí)性，傳輸過程可靠性顯著不足，不能較好地滿足當(dāng)下高速列車運(yùn)行階段對通信傳輸提出的要求。而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息傳輸以后，使傳輸系統(tǒng)具備了強(qiáng)大的雙向通信功能，在反饋糾錯等諸多保障性技術(shù)的支撐下，確保了信號傳輸?shù)陌踩院蜁r效性。

2.2 高效性

現(xiàn)代化鐵路通信傳輸系統(tǒng)投用階段，主要基于數(shù)字化通信科技傳送信號及數(shù)據(jù)，較好地滿足了移動自動閉塞信號傳輸?shù)默F(xiàn)實(shí)要求。伴隨列車運(yùn)行里程的增長，以上這種自動閉塞也會相應(yīng)移動，并結(jié)合列車運(yùn)行實(shí)況，精準(zhǔn)地區(qū)分閉塞區(qū)域，無須地面信號的協(xié)助，利用無線車載設(shè)備接收信息，這是提升鐵路通信傳輸效率的重要基礎(chǔ)。另外，列車高速運(yùn)行階段，會智能生成短距離移動閉塞區(qū)，顯著提升了信息傳輸?shù)臅r效性，減少信息滯后或延遲等狀況，使列車運(yùn)行安全性得到更大保障。

3 影響鐵路通信傳輸安全的因素

3.1 硬件設(shè)備質(zhì)量因素

傳統(tǒng)硬件設(shè)備是鐵路通信傳輸系統(tǒng)的主要構(gòu)成，其是完成通信傳輸任務(wù)的重要基礎(chǔ)，鐵路有線路長、設(shè)備布置分散、線路沿途出現(xiàn)較多分歧點(diǎn)及組網(wǎng)難度大等特征。當(dāng)下，國內(nèi)很多單位在使用通信設(shè)備前，因?yàn)闆]有及時檢測檢驗(yàn)設(shè)備的質(zhì)量，在應(yīng)用階段出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的冗雜性問題。設(shè)備之間的匹配性降低，很難確保設(shè)備使用過程的安全性，影響通信傳輸系統(tǒng)的狀態(tài)，不能精準(zhǔn)地采集到各種信息，可能會給鐵路列車運(yùn)行過程埋下隱患，部分情景下引起難以估量的損失。

3.2 人為因素

一是部分人員在檢修鐵路通信傳輸設(shè)備階段，質(zhì)控意識不強(qiáng)、責(zé)任意識不強(qiáng)，沒有嚴(yán)格依照既有規(guī)程執(zhí)行各種操作任務(wù)，安全隱患較多，比如，線路布局不合理等，提高了通信系統(tǒng)運(yùn)行階段故障問題的發(fā)生率。

二是管理人員的安全意識不強(qiáng)，在通信系統(tǒng)投用階段，無法快速地探查出系統(tǒng)內(nèi)滯留的各種問題，安全隱患排查的時效性明顯不足。

三是部分不法犯罪分子會為了謀取私利，而故意損壞通信光電纜等公共設(shè)施，對鐵路通信傳輸?shù)陌踩珮?gòu)成威脅，甚至造成運(yùn)輸系統(tǒng)癱瘓。

3.3 自然災(zāi)害因素

近年來，國內(nèi)鐵路運(yùn)行的線路網(wǎng)絡(luò)完善性不斷提升，布置的線路數(shù)目持續(xù)增加，一些運(yùn)行線路可能處于雷電高發(fā)區(qū)，在雷電等自然災(zāi)害的影響作用下，鐵路通信傳輸?shù)陌踩燥@著降低。為免遭雷電災(zāi)害的影響，鐵路部門應(yīng)盡早設(shè)計(jì)使用防雷系統(tǒng)，這樣當(dāng)發(fā)生雷擊現(xiàn)象時，雷電會誘導(dǎo)雷擊電磁脈沖出現(xiàn)過電流與過電壓，經(jīng)由站場電源、傳輸通道、接地及雷擊防護(hù)系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)多層次的綜合性防護(hù)[1]。但實(shí)際情況是，當(dāng)下多數(shù)鐵路管理人員沒有從思想上認(rèn)識到自然災(zāi)害因素的危害性，防控意識明顯不足，鐵路防雷系統(tǒng)功能不完善及運(yùn)維管理不到位等，以致一旦有雷電襲擊通信傳輸系統(tǒng)就會造成直接損害，滋生出各種故障性問題。

4 應(yīng)對方法

4.1 加大硬件的投入力度，提升硬件設(shè)備的質(zhì)量

綜合以上論述分析的內(nèi)容不難發(fā)現(xiàn)，硬件設(shè)備質(zhì)量是影響通信傳輸安全性的重要因素之一，故而可以通過提高傳輸設(shè)備穩(wěn)定性的方法，去使鐵路通信的傳輸性能得到保障。為此，有關(guān)部門應(yīng)積極發(fā)揮自身職能，加大硬件設(shè)備的投入力度，主要表現(xiàn)在資金、人力管理投入等方面上。

首先，在購置硬件設(shè)備環(huán)節(jié)中，需要立足于本地鐵路線路的實(shí)況，考慮地理、氣候等客觀條件的影響，在此基礎(chǔ)上選出和鐵路建設(shè)與運(yùn)行需求相吻合的硬件設(shè)備。其次，在正式使用硬件設(shè)備前，要加大對其質(zhì)量的檢查，確認(rèn)相關(guān)指標(biāo)符合現(xiàn)行規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)后方準(zhǔn)許投用。再次，盡早組建專業(yè)檢修養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍，編制通信傳輸設(shè)備的定期檢查與維護(hù)機(jī)制，并嚴(yán)格執(zhí)行，盡早排解安全隱患因素，延長設(shè)備的使用壽命。最后，做好通信傳輸設(shè)備的監(jiān)管、性能更新與完善工作，這樣，一方面能使鐵路通信傳輸安全、創(chuàng)新有更強(qiáng)大的保障，另一方面也使設(shè)備應(yīng)用過程中創(chuàng)造出更多的效益。

4.2 建設(shè)通信系統(tǒng)信號安全體系

4.2.1 建設(shè)容錯系統(tǒng)

數(shù)字化通信傳輸階段，應(yīng)盡可能地規(guī)避各種安全隱患因素。為了達(dá)成這個目標(biāo)，應(yīng)盡早以既有的通信系統(tǒng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建出相配套的信號安全傳輸系統(tǒng)。建設(shè)容錯系統(tǒng)是一種可行的方法措施。具體來說，是采用冗余技術(shù)去建設(shè)容錯系統(tǒng)，當(dāng)通信傳輸系統(tǒng)運(yùn)行過程中突發(fā)故障問題時，容錯系統(tǒng)能快速消除各種故障性的影響因素，確保系統(tǒng)能精準(zhǔn)地傳輸通信信號與數(shù)據(jù)，明顯提升了傳輸系統(tǒng)運(yùn)行過程的可靠性，較好地滿足了鐵路通信工作對信號及信息傳輸安全性提出的基本需求[2]。

為了能建設(shè)出功能強(qiáng)大、運(yùn)行可靠的容錯系統(tǒng)，僅依靠硬件或者軟件系統(tǒng)的容錯是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。相關(guān)人員要從硬件、操作及軟件系統(tǒng)多方面著手，實(shí)現(xiàn)多層次的綜合性容錯，并精準(zhǔn)地把控各層次上的容錯功能。

4.2.2 信號傳輸故障的安全分析

如果能做好鐵路通信信號故障的安全分析工作，那么就能使被輸出信號與數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性、可靠性得到一定保障，減少鐵路運(yùn)營階段的經(jīng)濟(jì)損失，規(guī)避重大的人員傷亡事件。可以將故障的安全分析看成是一個故障-安全系統(tǒng)，該系統(tǒng)最大的特征是具備錯誤自檢功能，一旦通信傳輸系統(tǒng)發(fā)生錯差時，安全系統(tǒng)便自動進(jìn)入一個限制性很高的狀態(tài)，自動規(guī)避出現(xiàn)各種危況。

故而，為降低通信傳輸內(nèi)信息安全問題的發(fā)生率，可以采用故障-安全的概念來建設(shè)故障-安全分析系統(tǒng)。但考慮到通信傳輸硬件故障的復(fù)雜性和軟件故障的潛在性，很難確保系統(tǒng)始終能輸送出安全可靠的信號信息，因而為解除傳輸系統(tǒng)的故障性問題，應(yīng)該在觀念層面上做出創(chuàng)新，明確危險及故障因素存在的客觀事實(shí)，嘗試應(yīng)用多種可靠性與安全性技術(shù)去降低系統(tǒng)故障的發(fā)生率，從而將其造成的損害降到最低。

4.3 合理選擇通信傳輸方式

站在通信傳輸技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展的視角，鐵路通信傳輸過程中可供選擇的方式主要有2 種：一是無線傳輸，二是有線傳輸，2 種方式各有利弊，實(shí)踐中應(yīng)酌情選用[3]。

4.3.1 無線傳輸

這種傳輸方式主要是基于無線中斷實(shí)現(xiàn)的，其最大的特征是能在較短的時間內(nèi)提供較大的信息容量，較好地滿足信號與數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程傳輸需求。我國無線傳輸系統(tǒng)的建設(shè)速度較快，后期運(yùn)維管理過程也不是很復(fù)雜，從經(jīng)濟(jì)性角度分析其具備一定優(yōu)勢。但無線傳輸方法的抗干擾能力偏差、氣候等客觀因素對其形成的影響較大，在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用中的保密性與穩(wěn)定性不足。

4.3.2 有線傳輸

有線傳輸能傳輸大量的信號數(shù)據(jù)，特別是遠(yuǎn)程傳輸階段在穩(wěn)定性與保密性方面占據(jù)優(yōu)勢。但是引進(jìn)有線傳輸設(shè)備時投資較高，系統(tǒng)建設(shè)過程中耗用的時間成本也顯著高于無線傳輸，并且系統(tǒng)建設(shè)階段需要認(rèn)真做好傳播介質(zhì)的材料選擇工作。既往有線通信傳輸系統(tǒng)內(nèi)選用電纜作為傳播介質(zhì)，這種傳輸方式的成熟度較高，但抗干擾能力較弱。以光纖為傳輸介質(zhì)的有線傳輸方法有效彌補(bǔ)了以上不足，能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸、帶寬大及抗干擾能力強(qiáng)，且信號的傳輸質(zhì)量也偏高。鑒此，為提升鐵路系統(tǒng)運(yùn)行過程的安全性，推薦選用有線傳輸方式。

4.4 完善開放性傳輸方式的安全性設(shè)計(jì)

對于通信傳輸系統(tǒng)而言，投用階段容易遭受黑客、病毒、木馬等的侵害，系統(tǒng)也可能由于部分元件受損、硬件設(shè)計(jì)偏差等發(fā)生內(nèi)部故障性問題[4]。故而在具體設(shè)計(jì)實(shí)踐中，技術(shù)人員應(yīng)合理布設(shè)網(wǎng)關(guān)，在信號傳輸階段快速攔截異常信息，維持網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營的獨(dú)立性，保證通信過程的安全性和穩(wěn)定性。

4.5 提高安全檢查水平

鐵路部門應(yīng)全面了解當(dāng)下鐵路通信傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化要求及運(yùn)行實(shí)況，規(guī)范地建設(shè)冗余通信系統(tǒng)，減少通信傳輸系統(tǒng)中的故障，在此基礎(chǔ)上編制檢查監(jiān)督制度。這樣，當(dāng)通信傳輸過程中突發(fā)異常時，便能快速啟用備用的通信系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)傳輸過程的安穩(wěn)性，在這樣的工況下，傳輸系統(tǒng)也獲得了充足的緩沖時間去排除故障問題。也要建設(shè)相應(yīng)的監(jiān)督機(jī)制，確定各崗位的職責(zé)，這樣當(dāng)信號傳輸階段相關(guān)問題沒有及時處理時，就能追究相關(guān)人員的責(zé)任，對其進(jìn)行適度懲處，確保通信傳輸安全保障工作能一一落實(shí)，以防部分故障問題蔓延和惡化。工作人員要加大對故障關(guān)鍵點(diǎn)的檢查力度，采集故障信息，為后續(xù)傳輸系統(tǒng)故障檢查、整治等提供可靠參考，全面提升鐵路系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率。

4.6 提升工作人員職業(yè)素養(yǎng)

人始終是各項(xiàng)工作中最活躍的因素，工作人員的職業(yè)素養(yǎng)影響著鐵路通信傳輸?shù)陌踩?、可靠性[5]。為此，鐵路部門應(yīng)不斷強(qiáng)化各崗位工作人員的安全責(zé)任意識，定期組織他們參與繼續(xù)教育活動，協(xié)助他們更全面地掌握鐵路通信設(shè)備維修保養(yǎng)的有關(guān)知識以及處理通信傳輸設(shè)備安全隱患的正確手段，嚴(yán)格依照制度規(guī)程等落實(shí)各項(xiàng)管理工作。編制績效考核制度，結(jié)合工作人員的工作能力、日常表現(xiàn)等進(jìn)行獎懲，督導(dǎo)他們不斷提升自身的職業(yè)素養(yǎng)。也要積極向廣大人民群眾普及鐵路通信傳輸相關(guān)知識、社會性意義，嚴(yán)厲打擊不法分子偷盜、損壞電纜的違法行為，為鐵路通信傳輸打造出安全的運(yùn)行環(huán)境。

5 結(jié)語

總之，鐵路通信傳輸作為我國鐵路管控系統(tǒng)的主要構(gòu)成，其安全性、穩(wěn)定性問題直接影響著鐵路生產(chǎn)與運(yùn)行效率。為此，相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，及時完善鐵路通信傳輸體系，創(chuàng)新相關(guān)技術(shù)管理措施等，盡早消除影響通信傳輸安全性的各種因素，確保通信傳輸?shù)姆€(wěn)定性和可靠性，為我國鐵路事業(yè)可持續(xù)發(fā)展做出一定貢獻(xiàn)。