現(xiàn)代信息控制技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

張永華

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司,河北滄州062350）

現(xiàn)代信息控制技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

張永華

（朔黃鐵路發(fā)展有限責(zé)任公司,河北滄州062350）

我國近些年城區(qū)建設(shè)規(guī)模擴(kuò)大，城市人流量的增大給交通帶來巨大壓力。鐵路工程建設(shè)能夠有效地緩解交通壓力，充分保證人們的正常出行，降低城市交通擁堵的現(xiàn)象。通信系統(tǒng)的正常運(yùn)行能夠保證鐵路的安全平穩(wěn)通行，所以鐵路部門需要提高對(duì)通信系統(tǒng)的重視度。提高城市交通運(yùn)輸能力，需要加強(qiáng)鐵路通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和施工，做好信息的溝通，不斷改進(jìn)設(shè)計(jì)施工制度，盡量避免鐵路出現(xiàn)通信故障，進(jìn)而提高鐵路運(yùn)行的可靠性。

鐵路；網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制技術(shù)；通信系統(tǒng)

【DOI】10.13616/j.cnki.gcjsysj.2016.10.075

1 引言

鐵路中所用的通信系統(tǒng)主要由兩個(gè)部分組成，即有線通信部分和無線通信部分，有線通信部分基本上與普通鐵路的通信系統(tǒng)相同，不同之處主要是無線通信部分。下面我們主要對(duì)應(yīng)用于鐵路中的現(xiàn)代通信技術(shù)進(jìn)行闡述，讓人們相信現(xiàn)代化的通信技術(shù)完全有實(shí)力為高速鐵路的發(fā)展保駕護(hù)航。

2 幾種通信系統(tǒng)認(rèn)證技術(shù)比較

2.1 PPPoE的優(yōu)劣

1）優(yōu)點(diǎn)：（1）比PSTN窄帶撥號(hào)接入技術(shù)更為先進(jìn)、適用；（2）具有現(xiàn)有窄帶網(wǎng)絡(luò)用戶訪問相同的認(rèn)證制度；（3）最終使用戶更加容易接收。

2）缺點(diǎn)：（1）PPP協(xié)議與以太網(wǎng)之間有著根本的不同，PPP協(xié)議的包裝速度和效率較為低下，因?yàn)镻PP協(xié)議的封裝是間接的，需要重新封裝到以太網(wǎng)幀的一個(gè)中間過程；（2）PPPoE在使用過程中非常的耗費(fèi)流量，這樣對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的通暢產(chǎn)生了不利的影響；（3）視頻業(yè)務(wù)主要是在組播的基礎(chǔ)上發(fā)展起來了，目前組播視頻的發(fā)展遇到了瓶頸；（4）PPP協(xié)議在使用過程中要求客戶選取終端軟件，來適應(yīng)巨大的維護(hù)工作量的操作；（5）PPPoe認(rèn)證還得外置BAS，一般這類BAS設(shè)備的使用成本是很高的，其認(rèn)證過程中還有可能失敗。

2.2 Web的優(yōu)劣

1）優(yōu)點(diǎn)：適用于客戶端各種通用軟件，運(yùn)行速度高，工作量低；提供審核驗(yàn)證協(xié)議等服務(wù)內(nèi)容。

2）缺點(diǎn)：Web認(rèn)證技術(shù)需要高端設(shè)備，以便滿足其7層協(xié)議的要求，因此，網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本要求高。

2.3 EOU優(yōu)劣

支持ACL的下發(fā)，可以做精細(xì)的訪問控制；支持HTTP重定向功能，可以對(duì)不符合準(zhǔn)入條件的客戶端自動(dòng)重定向到安裝頁面，進(jìn)行操作；支持下聯(lián)HUB，無線AP；支持針對(duì)MAC地址認(rèn)證；支持訪客策略；思科私有協(xié)議，必須是三層交換機(jī)才能采用；要支持逃生策略，需要特定以上版本。

2.4 802.1X優(yōu)劣

公有協(xié)議，大部分廠商都支持；支持基于MAC地址的認(rèn)證，下聯(lián)HUB和無線AP。

3 鐵路通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)管理與施工技術(shù)內(nèi)容

鐵路工程在施工中可能需要架設(shè)管道，雖然我國鐵路建設(shè)部門在不斷地改進(jìn)鐵路通信技術(shù)但是在實(shí)際設(shè)計(jì)施工中仍然存在一些不可避免的問題。首先，在接口方面，復(fù)雜的鐵路通信系統(tǒng)更有著眾多的內(nèi)部接口數(shù)量，一旦出現(xiàn)了連接上的錯(cuò)誤就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)傳遞出現(xiàn)問題甚至癱瘓。同時(shí)，通信系統(tǒng)接口的類型又有很多種，在對(duì)接中不能忽略接口樣式和線條數(shù)，否則會(huì)導(dǎo)致通信系統(tǒng)難以正常地運(yùn)行。其次，在換乘站通信方面，鐵路通信中換乘站通信系統(tǒng)是主要的位置之一，有著更多的人流量，也有著十分復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)線，換乘站通信系統(tǒng)是整個(gè)通信系統(tǒng)中難度比較大的一項(xiàng)工作，所以在施工中需要提高設(shè)計(jì)方面的合理性，保證施工技術(shù)的可行性，通過采用無線網(wǎng)覆蓋的方式保證換乘站通信方面的順利傳達(dá)。然后要注意各個(gè)線路資源之間的配合。鐵路工程有著眾多的線路，其中包括無軌線、電力線、通信系統(tǒng)線路等諸多線路。在網(wǎng)絡(luò)運(yùn)輸持續(xù)發(fā)展的背景下，設(shè)計(jì)人員需要充分考慮全市的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，做好地下管線的協(xié)調(diào)和融合，避免出現(xiàn)重復(fù)問題，避免線路交叉。此外，也需要保護(hù)好鐵路通信設(shè)備。目前我國在鐵路通信系統(tǒng)的保護(hù)上存在嚴(yán)重不足，很多設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性和穩(wěn)定性不足，使用壽命較短。所以，應(yīng)當(dāng)做好設(shè)備的管理維護(hù)，做好防塵、防電干擾等工作，加強(qiáng)設(shè)備保養(yǎng)維修，進(jìn)而保證鐵路通信系統(tǒng)的正常工作。

4 現(xiàn)代通信技術(shù)在鐵路中的應(yīng)用

4.1 FAS調(diào)度系統(tǒng)的應(yīng)用

所謂FAS調(diào)度系統(tǒng)指的是信息時(shí)代的產(chǎn)物，是一種數(shù)字化的全新的調(diào)度系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要由5部分組成:（1）必須要有值班臺(tái)的存在；（2）樞紐FAS，各大鐵路局必須擁有的調(diào)度系統(tǒng)；（3）調(diào)度臺(tái)必須存在于該系統(tǒng)中；（4）接入交換系統(tǒng)，組成必須為固定終端且固定用戶需為GSM-R。該數(shù)字化調(diào)度系統(tǒng)必須由以上4部分組成，方能完整地發(fā)揮該通信系統(tǒng)優(yōu)異的性能。鐵路通信系統(tǒng)中調(diào)度系統(tǒng)形成網(wǎng)絡(luò)的過程如下：首先通過鐵路局樞紐FAS調(diào)度系統(tǒng)所特有的30B+D接口，通過該接口完成樞紐與MSC交換中心的連接，緊接著，各地區(qū)的FAS之間相互聯(lián)系，相互影響，進(jìn)而FAS調(diào)度系統(tǒng)之間建立一個(gè)獨(dú)特的數(shù)字傳送通道，最終完成數(shù)字信息的相互傳遞。FAS調(diào)度系統(tǒng)是基于數(shù)字化體系而建立起的全新的數(shù)字化鐵路通信系統(tǒng)，是傳統(tǒng)數(shù)字化系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展和成熟。FAS調(diào)度系統(tǒng)將無線通信和有線通信有機(jī)地結(jié)合在一起，不僅完成了鐵路通信系統(tǒng)中無線和有線連接，也完成鐵路通信系統(tǒng)的進(jìn)一步強(qiáng)化。

FAS調(diào)度系統(tǒng)在鐵路通信業(yè)務(wù)中主要在調(diào)度電話、站場(chǎng)通信及區(qū)間通信3個(gè)方面有著較為廣泛的應(yīng)用。調(diào)度電話的有效運(yùn)用保證了通信線路的通暢，避免某些通信的主要技術(shù)手段，通過共線使得指定區(qū)段的所有與行車相關(guān)人員能夠隨時(shí)保持聯(lián)系，降低了列車運(yùn)行期間的安全隱患、意外狀況的發(fā)生。通信共線使FAS調(diào)度系統(tǒng)全方位實(shí)現(xiàn)調(diào)度。

4.2 智能化在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

經(jīng)過幾次大提速之后，一些區(qū)段中貨車行駛的速度已經(jīng)達(dá)到了250km/h。隨著列車的速度提升，自然對(duì)線路、配套設(shè)施以及車輛都提出了相應(yīng)要求，所以必須要建立一個(gè)連續(xù)的、密集型的巡檢工作。同時(shí)列車高速運(yùn)行時(shí)，巡視檢測(cè)一定要將人身安全作為第一要素。在進(jìn)行作業(yè)時(shí)一定要密切觀察來往車輛，及時(shí)到下道避讓。因此使用智能化在線檢測(cè)非常重要，也是解決運(yùn)行裝備的巡檢工作的合理方案。

通過移動(dòng)設(shè)備檢測(cè)固定設(shè)備技術(shù)措施，極大滿足了線路中密切巡檢所需。比如機(jī)車上裝了軌道動(dòng)態(tài)檢測(cè)設(shè)備，能夠檢測(cè)軌道的線路狀況，一種方法就是測(cè)出軌道的基本參數(shù)，這種裝置大多數(shù)安裝到機(jī)車的車體上，而機(jī)車的監(jiān)控記錄器就是記錄里程錯(cuò)表與車速，一旦車體的振動(dòng)速度超過了門限值，能夠?qū)y(cè)到的加速值和坐標(biāo)信息、車速共同放進(jìn)儲(chǔ)存器中，再經(jīng)過轉(zhuǎn)儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送到微機(jī)打印檢測(cè)結(jié)果。另外一種就是和高速攝像技術(shù)相結(jié)合，同時(shí)應(yīng)用上GPS定位技術(shù)、圖像處理技術(shù)等，能夠高速拍攝出鋼軌的表面，同時(shí)進(jìn)行故障識(shí)別與故障定位。這種智能系統(tǒng)安裝比較便利，可以安裝到軌道車及行李車上，還可以安裝到客車上，在行駛中不間斷高速拍攝鋼軌情況，自動(dòng)將故障情況判斷出來并且確定出精確里程。當(dāng)然該檢測(cè)功能并不單一，而是要包含自動(dòng)識(shí)別擦傷、掉塊、裂紋、錯(cuò)牙，還要自動(dòng)檢測(cè)軌縫等等，將這種智能化的在線檢測(cè)系統(tǒng)使用到線路與客運(yùn)專線上，就可以代替人工進(jìn)行作業(yè)，而具備了高速度、高效率、全天候等各種作業(yè)特征，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化檢測(cè)結(jié)果，進(jìn)而形成了線路的圖像數(shù)據(jù)庫。

4.3 應(yīng)用于安全監(jiān)控車輛系統(tǒng)中

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，鐵路部分在其發(fā)展過程中，也提出了必須繼續(xù)深化鐵路信息化建設(shè)的要求，要想真正達(dá)到這一要求，必須要采用通信傳輸技術(shù)與信息網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)化安全運(yùn)行控制管理。主要是以動(dòng)態(tài)圖像監(jiān)控貨車運(yùn)行故障、紅外線探測(cè)軸溫智能跟蹤等，聯(lián)合形成多專業(yè)、多層次及多部門安全運(yùn)行監(jiān)控體系，進(jìn)而確保整個(gè)運(yùn)行線的安全監(jiān)控水平。尤其是應(yīng)用了短距離WiMax及WiFi的無線傳輸技術(shù)有機(jī)結(jié)合的傳感器，以及長距離的有線線路共同形成網(wǎng)絡(luò)，給鐵路安全監(jiān)控提供移動(dòng)裝備條件。在紅外線探測(cè)軸溫系統(tǒng)中（THDS），每間隔30公里就需要安裝上紅外線探頭，用來測(cè)試紅外線的軸溫，同時(shí)結(jié)合60萬輛的貨車配備RFID標(biāo)簽，能夠檢測(cè)車輛號(hào)碼及每一根軸輪溫度，如今在這個(gè)方面已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了集中報(bào)警、分散檢測(cè)、網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行、信息共享及遠(yuǎn)程監(jiān)控的防范預(yù)警體系，提升了車輛安全能力。同時(shí)還在機(jī)車與客運(yùn)車輛上加設(shè)傳感系統(tǒng)，能夠靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)定線路鋼軌、隧道及橋梁的數(shù)據(jù)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了雙重檢測(cè)監(jiān)控，有效提升了高速鐵路運(yùn)行中整體安全系數(shù)。

4.4 802.1X協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制技術(shù)在鐵路通信系統(tǒng)中的應(yīng)用

802.1 X協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)準(zhǔn)入控制系統(tǒng)通過統(tǒng)一安全策略管理，實(shí)現(xiàn)了對(duì)計(jì)算機(jī)終端指定防病毒軟件安裝、操作系統(tǒng)安裝補(bǔ)丁等進(jìn)行有效性檢查，同時(shí)規(guī)范了計(jì)算機(jī)終端對(duì)信息資源的訪問管理，系統(tǒng)部署后，對(duì)于不符合網(wǎng)絡(luò)信息安全管理要求的計(jì)算機(jī)，將不能使用信息網(wǎng)絡(luò)資源。該認(rèn)證系統(tǒng)，可以對(duì)接入網(wǎng)絡(luò)的用戶身份進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)不符合要求的用戶不能通過驗(yàn)證，因此不能使用網(wǎng)絡(luò)資源，只有通過身份驗(yàn)證的用戶才能訪問網(wǎng)絡(luò)資源。

5 結(jié)語

隨著近些年科學(xué)技術(shù)高速發(fā)展，我國鐵路發(fā)展到了跨時(shí)代階段，并且客貨列車都進(jìn)入到了重載、高速的現(xiàn)代化水平。特別是高速鐵路、貨運(yùn)專線、客運(yùn)專線以及城際鐵路大規(guī)模建設(shè)，都促進(jìn)了我國鐵路的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。發(fā)展鐵路的同時(shí)應(yīng)用現(xiàn)代通信技術(shù)是必然趨勢(shì)，也是提速、確保安全的有力保障。

【1】李泰,李燁.高速鐵路場(chǎng)景移動(dòng)通信系統(tǒng)切換研究綜述[J].通信技術(shù), 2015（5）:566-572.

【2】侯攀.高速鐵路列車無線通信系統(tǒng)所受干擾的研究[D].北京：北京交通大學(xué),2015.

ApplicationofModernInformationControlTechnologyinRailwayCommunicationSystem

ZHANG Yong-hua
(Shuo-HuangRailwayDevelopmentCo.Ltd.,Cangzhou 062350，China)

With the scale expansion of urban construction in China recently,the stream of people has brought great pressure to the traffic. Railway engineering construction can effectively alleviate traffic pressure,fully guarantee people's normal travel,and release urban traffic congestion.Thenormaloperationofthecommunicationsystemcanensurethesafetyandstabilityoftherailway,sotherailwaydepartmentsneed toimprovetheattentiontothecommunicationsystem.Inorderto improvethecapacityofurbantransportation,weneedtostrengthenthedesign andconstructionoftherailwaycommunicationsystem,dowellininformationcommunication,improvethedesignandconstructionrules,andtry toavoidcommunicationfailure,soastoimprovethereliabilityofrailwayoperation.

railway;networkaccesscontroltechnology;communicationsystem

TN929.5

B

1007-9467（2016）10-0167-03

2016-06-22

張永華（1979～），女，甘肅隴西人，工程師，從事鐵路通信技術(shù)研究。