鐵路通信信號(hào)安全傳輸?shù)挠行Т胧?/h1>

2021-12-01 04:26:35周家煒

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關(guān)鍵詞：鐵路信號(hào)信息

周家煒

中鐵建投（蘭州）置業(yè)有限公司，甘肅 蘭州 730030

0 引言

考慮到列車在過(guò)往鐵路信號(hào)系統(tǒng)中運(yùn)行速率相對(duì)較低，通信信號(hào)系統(tǒng)難以與信息系統(tǒng)彼此搭載，二者彼此獨(dú)立。隨著我國(guó)鐵路信號(hào)系統(tǒng)的迅猛發(fā)展，諸多電子化信號(hào)系統(tǒng)的信息，包括列車調(diào)度、監(jiān)測(cè)、調(diào)控等，均要求利用鐵路信號(hào)系統(tǒng)來(lái)完成長(zhǎng)距離的迅速傳輸，倘若兩者獨(dú)立運(yùn)行將難以符合當(dāng)代鐵路信號(hào)系統(tǒng)的要求，從而推動(dòng)了我國(guó)CBTC系統(tǒng)的逐步形成。

1 鐵路通信信號(hào)的特點(diǎn)

CBTC系統(tǒng)是指將鐵路運(yùn)輸組織必需的通信以及信號(hào)兩大系統(tǒng)進(jìn)行融合，構(gòu)成一種覆蓋通信、控制、指揮等的智能化系統(tǒng)，通過(guò)通信手段傳輸鐵路信號(hào)，從而切實(shí)實(shí)現(xiàn)鐵路通信信號(hào)一體化[1-4]。該新型傳輸信號(hào)方法，相對(duì)傳統(tǒng)方法，即比應(yīng)用軌道電路傳輸信號(hào)方法要強(qiáng)。

1.1 信號(hào)傳輸?shù)目煽砍潭雀?/h3>

傳統(tǒng)軌道電路的信號(hào)傳輸往往具有單一性，即發(fā)送人員只要求傳輸信號(hào)，很難明確遠(yuǎn)方接收者人員是否獲取信息，同時(shí)鐵軌是軌道電路信號(hào)系統(tǒng)少有的傳輸中介，極易遭到外部環(huán)境的影響，從而不利于信號(hào)傳輸，影響信號(hào)傳輸?shù)姆€(wěn)定性，難以滿足高速列車的實(shí)際需求。在新型CBTC系統(tǒng)中，二者信號(hào)彼此相通，能夠?qū)崿F(xiàn)雙向通信，同時(shí)通過(guò)相關(guān)保證技術(shù)相應(yīng)地提升信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，從而確保操作人員能夠?qū)崟r(shí)傳輸通信網(wǎng)絡(luò)中的鐵路信號(hào)。

1.2 鐵路信息信號(hào)傳輸效率高

鐵路信號(hào)傳輸系統(tǒng)通常采取數(shù)字化的通信形式傳輸鐵路信息以及數(shù)據(jù)信號(hào)，可以在此期間傳輸移動(dòng)自動(dòng)閉塞訊息，伴隨列車的不斷運(yùn)行，該移動(dòng)過(guò)程中的自動(dòng)閉塞會(huì)漸漸轉(zhuǎn)移，同時(shí)，可以智能化變更其分期長(zhǎng)度，使得我國(guó)鐵路運(yùn)輸過(guò)程中，不但可以安全高效的傳輸列車信息訊息，而且能夠確保列車在行駛期間的穩(wěn)定性，從而提升鐵路信號(hào)傳輸效率，提高列車運(yùn)行過(guò)程中的效率。

1.3 信息信號(hào)傳輸規(guī)模較大

相比傳統(tǒng)軌道電路系統(tǒng)，信號(hào)傳輸往往是在鐵軌上運(yùn)行的，導(dǎo)致鐵路信號(hào)傳輸數(shù)據(jù)量相對(duì)較小，同時(shí)速率較低。隨著技術(shù)水平的不斷上升，列車速度和密度也越來(lái)越高，列控信號(hào)也在上升，以便在短時(shí)間內(nèi)完成信號(hào)傳輸，而通信網(wǎng)絡(luò)正好契合了列車控制對(duì)信號(hào)傳輸?shù)囊?。不僅如此，通信網(wǎng)絡(luò)還可以帶來(lái)包括媒體信息在內(nèi)的諸多信息，實(shí)現(xiàn)列車及地面之間的雙向通信。

2 鐵路信號(hào)傳輸系統(tǒng)信號(hào)安全構(gòu)建措施

數(shù)字化鐵路信號(hào)傳輸系統(tǒng)能夠有效綜合信號(hào)安全技術(shù)以及通信技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)通信信號(hào)一體化的目的，推動(dòng)我國(guó)鐵路的持續(xù)性發(fā)展。相關(guān)的工作人員能夠通過(guò)多種手段于信號(hào)傳輸期間提升信息傳輸?shù)男?，雖然在信號(hào)傳輸期間，會(huì)出現(xiàn)故障，但是仍可確保輸出端傳輸數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)性。

2.1 搭建容錯(cuò)系統(tǒng)

在過(guò)去，我國(guó)鐵路信號(hào)系統(tǒng)安全保障僅依靠采用安全型繼電器，其基本原理體現(xiàn)在，如果安全型繼電器線圈缺少磁性，那么節(jié)點(diǎn)需考慮斷開(kāi)狀態(tài)，一般用于部分邏輯對(duì)稱故障中。因此，為了幫助操作人員更加高效地在鐵路信號(hào)安全信息傳輸系統(tǒng)內(nèi)搭建通信系統(tǒng)，需要應(yīng)用以計(jì)算機(jī)為核心的控制系統(tǒng)。相關(guān)操作人員需要利用鐵路信號(hào)安全信息傳輸系統(tǒng)，進(jìn)一步設(shè)計(jì)其容錯(cuò)系統(tǒng)，以提升其安全系數(shù)，即采取冗余技術(shù)手段，進(jìn)一步處理鐵路信號(hào)信息傳輸期間的安全問(wèn)題[5]。

由于容錯(cuò)技術(shù)可以相應(yīng)地提升計(jì)算機(jī)的安全、可執(zhí)行性，一旦察覺(jué)到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生異樣，需及時(shí)處置，盡可能地保證系統(tǒng)的順利運(yùn)行。但是，在設(shè)計(jì)容錯(cuò)的鐵路信號(hào)安全信息傳輸系統(tǒng)期間，相關(guān)的操作人員不可以只依靠硬件容錯(cuò)或軟件容錯(cuò)，這主要是因?yàn)槿蒎e(cuò)系統(tǒng)不僅是硬件系統(tǒng)，也是軟件系統(tǒng)，此時(shí)需要多個(gè)應(yīng)用軟件的多層次容錯(cuò)，同時(shí)各個(gè)層次容錯(cuò)的效能具有一定差異性。因此，搭建專門的容錯(cuò)系統(tǒng)，可以有效確保其在應(yīng)用過(guò)程中能夠安全運(yùn)行，也能夠盡可能保證其不遭受硬件故障的影響[6-7]。

2.2 應(yīng)用相關(guān)安全技術(shù)

在鐵路日常運(yùn)行期間，如果出現(xiàn)不良的信號(hào)故障，此時(shí)操作人員難免會(huì)產(chǎn)生過(guò)度緊張的情緒，但其實(shí)這只是運(yùn)輸過(guò)程中比較常見(jiàn)的故障問(wèn)題。在后續(xù)構(gòu)建鐵路信號(hào)傳輸系統(tǒng)期間，相關(guān)的負(fù)責(zé)人應(yīng)該全面地考慮應(yīng)用可靠性及安全性技術(shù)，從而全方位地降低系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率。

3 通信信號(hào)安全傳輸?shù)挠行Т胧?/h2>

3.1 合理選取傳輸方式

在當(dāng)前我國(guó)鐵路信號(hào)傳輸系統(tǒng)中，主要可以劃分為兩類信號(hào)傳輸系統(tǒng)：通過(guò)采取有線傳輸手段的封閉式信號(hào)系統(tǒng)，以及采取無(wú)線傳輸形式的開(kāi)放式信號(hào)系統(tǒng)。各個(gè)傳輸方式對(duì)于變更傳統(tǒng)鐵路信號(hào)傳輸模式發(fā)揮著重要的作用。因此，相關(guān)操作人員務(wù)必合理選取相關(guān)傳輸模式，進(jìn)而保證鐵路信號(hào)傳輸系統(tǒng)的安全性和科學(xué)性。不僅如此，上述兩類傳輸方式各具特色，通常來(lái)說(shuō)，無(wú)線傳輸手段具備較為顯著的傳輸容量，能夠較好地滿足長(zhǎng)距離傳輸?shù)囊?。此外，該傳輸方式的?gòu)建效率較快，維護(hù)較為便捷高效，具備極為顯著的經(jīng)濟(jì)效益。值得注意的是，該傳輸方式的局限性體現(xiàn)在其極易遭受外部因素的影響，如氣候條件等。

當(dāng)前無(wú)線傳輸發(fā)展速度相對(duì)較快，但是與有線傳輸方式相比，其具有一定的狹窄性。目前，有線傳輸在信號(hào)安全傳輸過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，這是由于有線傳輸?shù)奶攸c(diǎn)，即在長(zhǎng)距離傳輸過(guò)程中具備極高的穩(wěn)定性，同時(shí)有較大的傳輸容量，但是其缺陷也非常明顯，如在建設(shè)初期，該方式需要投入大量的資金，且建設(shè)周期較長(zhǎng)。針對(duì)以通信系統(tǒng)為主的鐵路信號(hào)安全信息的傳輸有線通道而言，相關(guān)的操作人員往往選取電纜傳輸系統(tǒng)，但是電纜傳輸系統(tǒng)極易遭受氣候等外部因素影響，傳輸穩(wěn)定性不足。隨著我國(guó)技術(shù)水平的逐步提升，光纖傳輸系統(tǒng)獲得了迅速發(fā)展，其具備帶寬大、中繼距離長(zhǎng)、傳輸能耗小等多方面優(yōu)勢(shì)，只需要一條光纖即可建構(gòu)單方向鐵路信號(hào)傳輸系統(tǒng)通道[8]。

3.2 遵循開(kāi)放系統(tǒng)通信安全性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則

傳輸系統(tǒng)的開(kāi)放性較高，使其容易遭到外部信息的入侵，如網(wǎng)絡(luò)病毒或黑客。從系統(tǒng)內(nèi)部而言，在一定情況下，會(huì)由于環(huán)境因素、元器件失效或硬件設(shè)計(jì)偏差等因素誘發(fā)不良性的故障。在傳輸鐵路信號(hào)信息的過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)需符合安全性這一標(biāo)準(zhǔn)，要求人們?cè)诒匾耐獠凯h(huán)境和使用條件下，維持傳輸系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)要求排除不利的人為因素，提升鐵路信號(hào)傳輸?shù)目煽啃浴?/p>

3.3 優(yōu)化監(jiān)測(cè)機(jī)制，改善通信傳輸安全系統(tǒng)

針對(duì)通信傳輸安全性而言，優(yōu)化監(jiān)測(cè)機(jī)制不可或缺，這是保證通信傳輸安全的關(guān)鍵方式。隨著我國(guó)技術(shù)發(fā)展水平的提升，無(wú)人安全監(jiān)測(cè)開(kāi)始被推廣，針對(duì)鐵路運(yùn)輸期間的重點(diǎn)路段，工作人員需強(qiáng)化監(jiān)測(cè)力度，著重監(jiān)測(cè)采集到的數(shù)據(jù)，進(jìn)一步分析數(shù)據(jù)信息，以便及時(shí)了解通信設(shè)施的情況，如是否出現(xiàn)隱患，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題則要求第一時(shí)間安排專人進(jìn)行維修，保證通信傳輸正常。同時(shí)，要求優(yōu)化監(jiān)測(cè)機(jī)制，使工作人員熟知通信設(shè)施的應(yīng)用狀況，保證設(shè)備安全[9-10]。

3.4 加大硬件設(shè)施投入，提高硬件設(shè)備質(zhì)量

鐵路通信傳輸?shù)挠布O(shè)備在一定程度上會(huì)影響傳輸?shù)陌踩?，因此，在?shí)際施工過(guò)程中，相關(guān)負(fù)責(zé)人需重視硬件設(shè)施的投入，采購(gòu)高質(zhì)量的硬件設(shè)施，還應(yīng)該做好硬件設(shè)施的日常保養(yǎng)及維護(hù)，保證其在應(yīng)用期間不會(huì)產(chǎn)生不良故障。在優(yōu)化鐵路通信傳輸設(shè)施的過(guò)程中，相關(guān)人員應(yīng)采用先進(jìn)的知識(shí)以及技術(shù)，促進(jìn)鐵路通信傳輸系統(tǒng)的發(fā)展。同時(shí)，鐵道部門應(yīng)該明確硬件設(shè)施來(lái)源的監(jiān)管，加強(qiáng)審查，保證所引入的硬件設(shè)施的質(zhì)量符合相關(guān)要求。在應(yīng)用硬件設(shè)備前，管理工作者應(yīng)該強(qiáng)化檢查，仔細(xì)核查設(shè)施廠商的相關(guān)資質(zhì)，保證所使用的設(shè)備合格。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)的通信網(wǎng)絡(luò)體系覆蓋了全國(guó)各個(gè)范圍，因此為了確保我國(guó)人財(cái)產(chǎn)安全，需要保證鐵路通信網(wǎng)絡(luò)的高效快捷以及安全，其中安全是首要因素。隨著我國(guó)高速鐵路的迅速發(fā)展，更加要求鐵路信號(hào)傳輸系統(tǒng)具備極高的穩(wěn)定性及安全性，搭建全國(guó)鐵路網(wǎng)絡(luò)覆蓋，以保證我國(guó)鐵路運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

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