王 全

（中鐵一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，陜西 西安 710054）

客運(yùn)專(zhuān)線應(yīng)急通信系統(tǒng)分析

王 全

（中鐵一局集團(tuán)電務(wù)工程有限公司，陜西 西安 710054）

文章介紹了鐵路客運(yùn)專(zhuān)線應(yīng)急通信系統(tǒng)，從應(yīng)急指揮中心、車(chē)站接入、現(xiàn)場(chǎng)接入等方面詳細(xì)分析了其系統(tǒng)構(gòu)成，從硬件結(jié)構(gòu)、軟件結(jié)構(gòu)和接入部分對(duì)其設(shè)備功能進(jìn)行了詳盡的分析。

客運(yùn)專(zhuān)線；應(yīng)急通信；系統(tǒng)構(gòu)成

1 概述

鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)是鐵路救援指揮系統(tǒng)的通信保障，為了適應(yīng)鐵路跨越式發(fā)展戰(zhàn)略，預(yù)防和最大程度地減少突發(fā)性公共事件造成的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，盡快恢復(fù)鐵路運(yùn)輸正常秩序，急需建立先進(jìn)、完善和適合不同線路條件的鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)介紹

鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)是專(zhuān)為鐵路系統(tǒng)出現(xiàn)事故、險(xiǎn)情等突發(fā)事件時(shí)，鐵路部門(mén)對(duì)應(yīng)急搶險(xiǎn)通信的需求而研制的一套搶險(xiǎn)通信設(shè)備。它立足于鐵路應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際條件，充分利用 SHDSL技術(shù)（基于通話柱區(qū)間電纜、被復(fù)線）、寬帶無(wú)線技術(shù)、寬帶衛(wèi)星技術(shù)等多種接入手段，采用基于 MPEG4/H.264視頻編碼技術(shù)、數(shù)據(jù)通信技術(shù)及交換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)救援中心與事故現(xiàn)場(chǎng)話音、數(shù)據(jù)和圖像（包括動(dòng)圖和靜圖）同步傳送；事故現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部通信；接入既有靜圖系統(tǒng)和117事故救援臺(tái)；與調(diào)度電話網(wǎng)、自動(dòng)電話網(wǎng)、綜合視頻、視頻會(huì)議系統(tǒng)以及其他相關(guān)信息系統(tǒng)之間的信息互通等多項(xiàng)功能。

2.1 應(yīng)急指揮中心通信系統(tǒng)

鐵路應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)由鐵路應(yīng)急中心通信系統(tǒng)、鐵路應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)通信系統(tǒng)組成，鐵路應(yīng)急中心通信系統(tǒng)是鐵路應(yīng)急指揮系統(tǒng)的中樞組成部分，鐵路應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及網(wǎng)絡(luò)部署見(jiàn)圖1。通信，將應(yīng)急現(xiàn)場(chǎng)的視頻圖像實(shí)時(shí)接入和轉(zhuǎn)發(fā)至各級(jí)應(yīng)急指揮中心，可實(shí)時(shí)瀏覽、分發(fā)、AV輸出、存儲(chǔ)、回放、歸檔、遠(yuǎn)程

圖1 鐵路應(yīng)急救援指揮通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

鐵路應(yīng)急中心通信系統(tǒng)可迅速建立多個(gè)事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)、各級(jí)應(yīng)急指揮中心、相關(guān)信息系統(tǒng)之間的視頻圖像、語(yǔ)音、數(shù)據(jù)信息管理等多種業(yè)務(wù)應(yīng)用，同時(shí)為應(yīng)急指揮提供各種應(yīng)急數(shù)據(jù)、語(yǔ)音調(diào)度指揮的基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)。為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)提供實(shí)時(shí)的、直觀的決策依據(jù)以及方便、快捷、可靠的應(yīng)急指揮平臺(tái)。

2.2 車(chē)站接入部分

車(chē)站接入部分是中心接入部分和現(xiàn)場(chǎng)接入部分的橋梁和紐帶，車(chē)站接入設(shè)備通過(guò)光傳輸設(shè)備提供的2M電路與中心接入設(shè)備相連，通過(guò)區(qū)間電纜/寬帶無(wú)線設(shè)備與現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備相連，將現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備接入的圖像（動(dòng)圖、靜圖）、數(shù)據(jù)高速傳送至救援指揮中心，并實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)與中心/車(chē)站間的雙向語(yǔ)音通信功能。但它的應(yīng)用不僅僅局限于此，通過(guò)成對(duì)使用，可以徹底解決目前鐵路沿線牽引變電所的業(yè)務(wù)接入問(wèn)題。我們先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和系統(tǒng)的軟硬件結(jié)構(gòu)賦予了它具備外置式MSTP的所有功能。

2.3 現(xiàn)場(chǎng)接入部分

現(xiàn)場(chǎng)接入部分的設(shè)備主要是實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、圖像、數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入，支持多種最后一公里（現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備和車(chē)站（基站）設(shè)備間）解決方案：電纜方式、光纜方式、寬帶無(wú)線方式、衛(wèi)星方式等?，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備集成度高、體積小、重量輕，一個(gè)人即可攜帶至現(xiàn)場(chǎng)，輕便實(shí)用；單臺(tái)設(shè)備即可提供全部話音、動(dòng)圖、靜圖和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的接入和傳送；無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)提供電源設(shè)備即可長(zhǎng)時(shí)間工作，開(kāi)通方便。以上特點(diǎn)使現(xiàn)場(chǎng)人員能迅速趕往現(xiàn)場(chǎng)，開(kāi)通搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)至應(yīng)急指揮中心或其他相關(guān)單位間的應(yīng)急通信業(yè)務(wù)，為搶險(xiǎn)救災(zāi)提供了有力的通信保障。

3 系統(tǒng)構(gòu)成

鐵路應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)由鐵路應(yīng)急中心通信系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)接入系統(tǒng)組成，見(jiàn)圖 2。應(yīng)急指揮中心設(shè)備主要由中心主設(shè)備、應(yīng)急操作臺(tái)、應(yīng)急指揮臺(tái)、值班臺(tái)（選配）、音視頻終端等組成。應(yīng)急通信接入系統(tǒng)主要由車(chē)站（基站）接入部分、現(xiàn)場(chǎng)接入部分組成。

圖2 鐵路應(yīng)急指揮通信系統(tǒng)構(gòu)成圖

3.1 應(yīng)急指揮中心通信系統(tǒng)

3.1.1 中心主設(shè)備

中心主設(shè)備由視頻服務(wù)單元、通信服務(wù)單元、監(jiān)控管理單元、數(shù)據(jù)服務(wù)單元、通信接入單元組成。

3.1.2 應(yīng)急指揮臺(tái)

應(yīng)急指揮臺(tái)是提供給應(yīng)急救援指揮中心指揮人員使用的終端設(shè)備。應(yīng)急指揮臺(tái)實(shí)現(xiàn)兩路語(yǔ)音指揮功能，完成應(yīng)急指揮的基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)。應(yīng)急指揮臺(tái)具備視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)功能，包括視頻的調(diào)看、現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音雙向?qū)χv、視頻參數(shù)調(diào)整、解碼輸出控制、視頻上傳的控制、本地錄像抓圖、回放服務(wù)、靜圖業(yè)務(wù)。

3.1.3 應(yīng)急操作臺(tái)

應(yīng)急操作臺(tái)是提供給應(yīng)急救援指揮中心通信人員操作控制的用戶終端設(shè)備，實(shí)現(xiàn)兩路語(yǔ)音指揮功能，完成應(yīng)急指揮的基本業(yè)務(wù)和補(bǔ)充業(yè)務(wù)。與應(yīng)急指揮臺(tái)相比，應(yīng)急操作臺(tái)增加了召集和管理會(huì)議的功能，以及緊急錄音通知功能。

3.1.4 值班臺(tái)

為安監(jiān)辦公室等其他人員使用的終端，具備操作控制臺(tái)的功能，并可指定允許通話的局向（例如禁止與調(diào)度網(wǎng)的通信），具備“緊急錄音通知”的功能。

3.1.5 管理工作站

對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行集中監(jiān)控和管理的終端。包括用戶管理、權(quán)限管理、設(shè)備管理、音像資料的管理以及整個(gè)系統(tǒng)的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理。

管理工作站可具備視頻監(jiān)控的業(yè)務(wù)功能，包括視頻的調(diào)看、現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音雙向?qū)χv、視頻參數(shù)調(diào)整、解碼輸出控制、視頻上傳的控制、本地錄像抓圖、回放服務(wù)。

3.1.6 音視頻終端

為應(yīng)急指揮中心其他業(yè)務(wù)人員提供的音視頻終端，具備與調(diào)度網(wǎng)、自動(dòng)網(wǎng)、事發(fā)現(xiàn)場(chǎng)、應(yīng)急中心操作臺(tái)、指揮臺(tái)、值班臺(tái)其他電話的互聯(lián)互通功能，同時(shí)可以具備視頻監(jiān)控、圖像業(yè)務(wù)的全功能，視頻的調(diào)看、現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音雙向?qū)χv、視頻參數(shù)調(diào)整、解碼輸出控制、視頻上傳的控制、本地錄像抓圖、回放服務(wù)。

3.2 車(chē)站（基站）接入部分

3.2.1 硬件結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)內(nèi)置512×512 TDM交換網(wǎng)絡(luò)，完成傳統(tǒng)時(shí)分復(fù)用交換，如2M接口、模擬用戶接口、RS232低速數(shù)據(jù)接口，會(huì)議信號(hào)音語(yǔ)音間的64 Kbits/s時(shí)隙交換；Ethernet二層交換模塊完成以太網(wǎng)數(shù)據(jù)包的交換和復(fù)用，如圖像、IP語(yǔ)音、數(shù)據(jù)等的交換；以太網(wǎng)二層交換地址表可存儲(chǔ)1024個(gè)MAC地址；支持IEEE 802.3 10Base－T以太網(wǎng)協(xié)議、IEEE 802.3u 100Base－TX快速以太網(wǎng)協(xié)議；支持半雙工backpressure 流控制、全雙工802.3x流控制；提供基于端口和基于802.1Q的VLAN；支持基于4種策略的QOS功能；2M接口可接入SDH/MSTP網(wǎng)絡(luò)的2M傳輸通道，實(shí)現(xiàn)與HT601C的連接或與其他交換網(wǎng)（如鐵路調(diào)度網(wǎng)、公用電話網(wǎng)等）的互聯(lián)；用戶接口用于接入與搶險(xiǎn)現(xiàn)場(chǎng)的直通電話，環(huán)路接口用于以用戶線的方式接入其他電話網(wǎng)（如鐵路調(diào)度網(wǎng)、公用電話網(wǎng)等）；接口采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)需要靈活配置見(jiàn)圖3。

圖3 硬件結(jié)構(gòu)框圖

SHDSL接口使通過(guò)電纜或被復(fù)線與HT601A之間實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離高速互聯(lián)；FE接口提供10/100M以太網(wǎng)接口，用以接入數(shù)據(jù)終端等；RS232接口用于接入低速異步數(shù)據(jù)終端；接口采用模塊化設(shè)計(jì)，可根據(jù)需要靈活配置；會(huì)議、信號(hào)音、語(yǔ)音及時(shí)鐘為系統(tǒng)公共資源；圖像處理模塊實(shí)現(xiàn)圖像的編解碼功能；語(yǔ)音處理模塊實(shí)現(xiàn)壓縮語(yǔ)音的編解碼功能；信令模塊實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音呼叫信令的處理。

3.2.2 軟件結(jié)構(gòu)

BSP為底層硬件驅(qū)動(dòng)，協(xié)助操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各硬件模塊的控制和管理；操作系統(tǒng)為整個(gè)系統(tǒng)軟件提供運(yùn)行平臺(tái)；運(yùn)營(yíng)支持模塊主要實(shí)現(xiàn)初始化交換芯片并維護(hù)交換芯片的正常運(yùn)行；初始化會(huì)議芯片并管理會(huì)議資源；為業(yè)務(wù)層提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)通道。操作系統(tǒng)適配、任務(wù)管理、內(nèi)存管理、定時(shí)管理，文件系統(tǒng)、內(nèi)存保護(hù)、異常處理和死機(jī)歷史記錄等功能；通用協(xié)議處理模塊實(shí)現(xiàn)TCP協(xié)議、UDP協(xié)議、IP協(xié)議、ICMP協(xié)議、ARP協(xié)議、RARP協(xié)議、及TFTP、FTP、YJTXTP、SNMP、TELENT等應(yīng)用；語(yǔ)音處理模塊實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音的壓縮解壓功能；信令處理模塊實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音呼叫信令的處理；接口控制模塊完成對(duì)各接口的硬件控制和配置管理；系統(tǒng)控制模塊的系統(tǒng)啟動(dòng)，完成數(shù)據(jù)加載和流程的控制；設(shè)備管理部分完成從CPU管理、SYSTEM/HW/TNET/PORT/HDLC等的管理；資源管理完成對(duì)會(huì)議、信號(hào)音、語(yǔ)音等公共資源的控制和管理，見(jiàn)圖4。

圖4 軟件結(jié)構(gòu)框圖

3.2.3 接入能力

具有多種類(lèi)型的接口，完全滿足各種業(yè)務(wù)的綜合接入。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)接入部分

3.3.1 現(xiàn)場(chǎng)接入部分系統(tǒng)組成

現(xiàn)場(chǎng)接入部分由以下部分組成：現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備；語(yǔ)音終端設(shè)備（自動(dòng)電話等）；無(wú)線影音傳輸設(shè)備；圖像采集設(shè)備（攝像機(jī)或數(shù)碼照相機(jī)）；數(shù)據(jù)終端設(shè)備（便攜式計(jì)算機(jī)）；其他設(shè)備，包括現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線PBX交換機(jī)及移動(dòng)終端、現(xiàn)場(chǎng)擴(kuò)音廣播設(shè)備、寬帶無(wú)線設(shè)備、衛(wèi)星終端等。見(jiàn)圖5。

3.3.2 現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備

通過(guò) SHDSL接口利用區(qū)間電纜回線，實(shí)現(xiàn)與車(chē)站接入設(shè)備，通過(guò)2M接口或以太網(wǎng)接口接入數(shù)字光傳輸設(shè)備/寬帶無(wú)線傳輸設(shè)備/衛(wèi)星設(shè)備，實(shí)現(xiàn)與車(chē)站接入設(shè)備之間的多種接入；可接入現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音終端，實(shí)現(xiàn)兩方面功能：

（1）事故現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部通信：現(xiàn)場(chǎng)語(yǔ)音終端可部分或全部設(shè)置成集團(tuán)電話模式，實(shí)現(xiàn)事故現(xiàn)場(chǎng)內(nèi)部通信功能。

（2）現(xiàn)場(chǎng)與應(yīng)急指揮中心、車(chē)站間語(yǔ)音通信：語(yǔ)音終端可分別實(shí)現(xiàn)與應(yīng)急指揮中心的直通電話、呼叫應(yīng)急指揮臺(tái)、呼叫相應(yīng)行調(diào)臺(tái)、呼叫上下行車(chē)站值班臺(tái)、呼叫117立接臺(tái)、呼叫話務(wù)臺(tái)、呼叫鐵路自動(dòng)網(wǎng)或調(diào)度網(wǎng)用戶等功能，所有呼叫均可為雙向呼叫。

接入現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線PBX，支持現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線用戶不經(jīng)外線能互相撥打，與現(xiàn)場(chǎng)至應(yīng)急中心通道的通斷無(wú)關(guān)，是一個(gè)獨(dú)立的通信系統(tǒng)；也可直撥任意一部自動(dòng)電話。該功能保證事故現(xiàn)場(chǎng)工作人員（如公安、工務(wù)等部門(mén)）的內(nèi)部通信，加強(qiáng)搶險(xiǎn)工作人員的內(nèi)部協(xié)作，同時(shí)使領(lǐng)導(dǎo)的決策能快速的得到貫徹執(zhí)行，為事故搶險(xiǎn)爭(zhēng)取時(shí)間，使事故損失降到最低。

3.3.3 無(wú)線影音傳輸設(shè)備

無(wú)線影音傳輸設(shè)備由兩部分構(gòu)成，無(wú)線影音接收機(jī)RAV和無(wú)線影音發(fā)射機(jī)。無(wú)線影音傳輸設(shè)備實(shí)現(xiàn)攝像機(jī)和現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備間的無(wú)線影音傳送，免受繩線羈絆；同時(shí)提供移動(dòng)攝像人員與應(yīng)急指揮中心的一路話音通信，方便中心指揮人員指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)攝像操作。

圖5 現(xiàn)場(chǎng)接入設(shè)備構(gòu)成示意圖

4 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)急通信是鐵路通信系統(tǒng)的重要組成部分，為保證應(yīng)急通信迅速準(zhǔn)確、可靠暢通、機(jī)動(dòng)靈活，鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)所在鐵路區(qū)段的現(xiàn)有條件及地理特點(diǎn)，來(lái)選擇不同的接入技術(shù)，滿足鐵路應(yīng)急通信的應(yīng)用。

1 陳 敏.應(yīng)急搶險(xiǎn)通信系統(tǒng)應(yīng)用淺析［J］.鐵路通信信號(hào)，2009（10）：63～64

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3 王 成.應(yīng)急通信技術(shù)綜述［J］.科技信息，2009（27）：434～465

4 郭忠平.淺談鐵路應(yīng)急通信系統(tǒng)的接入技術(shù)［J］.鐵路通信信號(hào)，2007（4）：45～47

Analysis of Emergency Communication System for Passenger Line

Wang Quan

This paper describes the emergency communication system of Railway Passenger Line, gives a detailed analysis of the system structure from the points of emergency command center, station access, site access, etc. The author also makes a detailed analysis on the equipment from hardware structure, software structure and functions of the access part.

passenger line; emergency communications; system components

U285.2

A

1000－8136（2010）33－0003－03