張志斌

目前，電務(wù)人員在鐵路沿線作業(yè)仍使用模擬對(duì)講機(jī)進(jìn)行聯(lián)絡(luò)防護(hù)，存在聯(lián)絡(luò)距離有限、容易產(chǎn)生串?dāng)_、抗電磁干擾不強(qiáng)、通話不能錄音、不能遠(yuǎn)程監(jiān)聽對(duì)話等不足，無(wú)法滿足當(dāng)前鐵路的安全生產(chǎn)需要。因此，建設(shè)一套基于IP網(wǎng)絡(luò)的數(shù)字錄音聯(lián)絡(luò)通信系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)信號(hào)全線覆蓋、各車站通信互聯(lián)、多級(jí)調(diào)度指揮、通話錄音存儲(chǔ)的功能，為電務(wù)段現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全和統(tǒng)一調(diào)度指揮提供有力保障。

1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)電務(wù)段的生產(chǎn)組織機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，包括3級(jí)，分別為段指揮中心、車間中心和車站子網(wǎng)。段指揮中心設(shè)于段本部，車間中心設(shè)于車間本部，車站子網(wǎng)設(shè)于沿線各站，如圖1所示。

該系統(tǒng)采用有線和無(wú)線混合組網(wǎng)方式。

1．有線鏈路。系統(tǒng)整體網(wǎng)絡(luò)以有線鏈路為主，各車站數(shù)字基站配備基站控制器 （含有線鏈路聯(lián)網(wǎng)模塊），通過(guò)鐵路內(nèi)部有線IP網(wǎng)絡(luò)與車間、段中心連接，每個(gè)基站、終端、服務(wù)器分配固定IP地址。

圖1 數(shù)字錄音聯(lián)絡(luò)通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

2．無(wú)線鏈路。各車站數(shù)字基站具備無(wú)線自組網(wǎng)鏈路接口，具備無(wú)中心無(wú)線數(shù)字鏈路自組網(wǎng)功能，能與固定式無(wú)線自組網(wǎng)基站 （長(zhǎng)大區(qū)間設(shè)置）、便攜式無(wú)線自組網(wǎng)基站 （短隧道區(qū)間設(shè)置）進(jìn)行無(wú)線互聯(lián)。

2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)主要由段指揮中心終端、車間服務(wù)器、車間終端、車站數(shù)字基站、無(wú)線自組網(wǎng)基站、數(shù)字終端、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

1．段指揮中心。負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的調(diào)度指揮及管理，設(shè)置一套數(shù)字匯接交換機(jī) （一級(jí)節(jié)點(diǎn)）、3個(gè)調(diào)度臺(tái)和2個(gè)網(wǎng)管終端，供總指揮中心進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)度、錄音分析及遠(yuǎn)程管理。

2．車間中心。為一個(gè)能夠獨(dú)立工作的模塊，每個(gè)車間設(shè)置數(shù)字匯接交換機(jī) （二級(jí)節(jié)點(diǎn)）、1臺(tái)調(diào)度錄音服務(wù)器、1臺(tái)中心控制服務(wù)器，供車間的調(diào)度指揮、錄音分析、維護(hù)管理使用。

3．車站數(shù)字基站。經(jīng)調(diào)查線路實(shí)際情況，車站站間距離約10km，每個(gè)車站設(shè)置1個(gè)基站可基本滿足信號(hào)覆蓋，每個(gè)站點(diǎn) （有IP網(wǎng)絡(luò)）均放置一套單數(shù)字基站設(shè)備，所有車站基站通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)。

一個(gè)車間內(nèi)的所有基站組建成一個(gè)獨(dú)立子網(wǎng)，所有車間的基站聯(lián)網(wǎng)可組成多個(gè)子網(wǎng)，同一個(gè)子網(wǎng)內(nèi)的基站可以實(shí)現(xiàn)同頻同播功能。

4．盲區(qū)信號(hào)覆蓋設(shè)備，分為3類：①長(zhǎng)大區(qū)間盲區(qū)，對(duì)不具備有線鏈路條件的地點(diǎn)，采用固定式無(wú)線自組網(wǎng)基站實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋，該基站與相鄰的車站基站通過(guò)無(wú)線連接組網(wǎng)，并通過(guò)有線基站的群組劃分來(lái)實(shí)現(xiàn)固定式自組網(wǎng)基站的群組劃分；②短隧道通信盲區(qū)，采用便攜式無(wú)線自組網(wǎng)基站，與車站基站通過(guò)無(wú)線連接組網(wǎng)，多個(gè)無(wú)線自組網(wǎng)便攜式基站可組建片區(qū)無(wú)線自組網(wǎng)與車站基站連通；③普通區(qū)間盲區(qū)，采用車載式無(wú)線鏈路機(jī)實(shí)現(xiàn)信號(hào)覆蓋，使數(shù)字終端能可靠的與車站通信。

5．?dāng)?shù)字終端。采用高性能的專業(yè)數(shù)字對(duì)講機(jī)，具備噪音抑制、音量?jī)?yōu)化、通話錄音、防護(hù)提醒、模擬數(shù)字雙制式、內(nèi)置GPS定位模塊等功能。

3 功能設(shè)計(jì)

3．1 基礎(chǔ)功能

1．呼叫功能：包括個(gè)呼、組呼、全呼、緊急呼叫4種呼叫方式。其中，車間可以呼叫車間管內(nèi)各工區(qū)，段指揮中心可以呼叫段管內(nèi)各工區(qū)。

2．分區(qū)域同播：通過(guò)網(wǎng)管終端可設(shè)置任意區(qū)域內(nèi)的同播，對(duì)基站進(jìn)行分組、分群、組合、互聯(lián)互通，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)或區(qū)域的同頻同播。

圖2 數(shù)字錄音聯(lián)絡(luò)通信系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

3．無(wú)線自組網(wǎng)：各基站均配備無(wú)線鏈路收發(fā)模塊，以單頻點(diǎn)無(wú)線方式自動(dòng)識(shí)別并握手聯(lián)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)同播，具備級(jí)聯(lián)能力。車站基站平時(shí)采用有線網(wǎng)絡(luò)與所屬交換節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)，當(dāng)基站有線網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，采用無(wú)線單頻數(shù)字自組網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)，保證同頻同播正常使用。

4．制式切換：在管理終端，通過(guò)軟件配置調(diào)整即實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)模擬同播、數(shù)字同播等工作模式的切換，無(wú)需硬件更換。

3．2 調(diào)度功能

段指揮中心、車間中心調(diào)度臺(tái)具備調(diào)度功能，主要包括發(fā)起呼叫、監(jiān)聽分析、發(fā)短消息等。

1．發(fā)起呼叫：調(diào)度臺(tái)對(duì)指定的號(hào)碼發(fā)起呼叫，與數(shù)字終端或組進(jìn)行通話。

2．監(jiān)聽分析：某個(gè)通話正在進(jìn)行時(shí)，調(diào)度臺(tái)能夠隨時(shí)加入到該通話或監(jiān)聽該通話音頻。

3．發(fā)送短消息：調(diào)度臺(tái)可向網(wǎng)內(nèi)的任意數(shù)字終端 （須有顯示屏）發(fā)送短數(shù)據(jù)消息，內(nèi)容由發(fā)送者編輯，可包括英文字母、阿拉伯?dāng)?shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)、中文等。

3．3 網(wǎng)管功能

主要包括設(shè)備狀態(tài)管理、信息統(tǒng)計(jì)管理、軟件和配置管理、安全管理、以及操作日志管理等。

1．系統(tǒng)狀態(tài)管理：顯示和查看全網(wǎng)所有設(shè)備的拓?fù)浼斑\(yùn)行狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)控全網(wǎng)呼叫的實(shí)時(shí)情況；系統(tǒng)具有API接口，可通過(guò)接口對(duì)外提供對(duì)數(shù)字終端的定位、軌跡查詢功能。

2．軟件和配置管理：對(duì)信道機(jī)頻率、亞音、功率、電源、數(shù)字終端等參數(shù)配置管理，對(duì)系統(tǒng)軟件進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)維護(hù)。

3．信息統(tǒng)計(jì)管理：對(duì)系統(tǒng)類故障告警信息、所有呼叫數(shù)據(jù)等進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)，并以不同的形式顯示統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

4．安全管理：對(duì)用戶進(jìn)行管理，并對(duì)不同級(jí)別的用戶分配不同的權(quán)限。

5．操作日志管理：記錄、存儲(chǔ)和查詢系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)用戶的操作情況。

3．4 錄音功能

1．通話錄音：錄音服務(wù)器能夠?qū)⑴c通話的音頻錄制下來(lái)并存儲(chǔ)到硬盤上，存儲(chǔ)的錄音能隨時(shí)調(diào)出播放。

2．錄音回放：可根據(jù)通話雙方的信息或一些其他參數(shù)，包括主叫號(hào)碼、被叫號(hào)碼、通話時(shí)長(zhǎng)等，查詢調(diào)出該通話記錄，播放該通話音頻。

4 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

目前，數(shù)字錄音聯(lián)絡(luò)通信系統(tǒng)已在廣州電務(wù)段調(diào)度指揮中心、廣深線信號(hào)車間、京廣線廣坪段信號(hào)車間部署和應(yīng)用，經(jīng)3個(gè)多月的使用，該系統(tǒng)具有以下優(yōu)勢(shì)。

1．采用數(shù)字通信有效地解決了頻率資源緊張，避免相鄰工區(qū)、其他部門電臺(tái)串頻干擾等問題。

2．系統(tǒng)網(wǎng)內(nèi)所有基站通過(guò)網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，可根據(jù)需要任意劃分群組，實(shí)現(xiàn)電務(wù)段、車間、工區(qū)的多方通話，不受距離限制，極大提高了生產(chǎn)指揮能力。

3．利用無(wú)線基站與車站基站自組網(wǎng)，能夠便捷、靈活的實(shí)現(xiàn)對(duì)大區(qū)間、隧道等盲區(qū)的信號(hào)覆蓋，降低了盲區(qū)信號(hào)覆蓋的建設(shè)成本。

4．段指揮中心、車間中心可以隨時(shí)監(jiān)聽作業(yè)通話，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正問題，避免作業(yè)事故。

5．系統(tǒng)對(duì)所有通話進(jìn)行錄音存儲(chǔ)，具備錄音檢索和回放功能，為作業(yè)安全分析、問題追責(zé)提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

總之，該系統(tǒng)極大地提高了電務(wù)段的生產(chǎn)指揮、安全防護(hù)、作業(yè)分析能力，將安全生產(chǎn)管理提高到新的水平。

［1］ 聞?dòng)臣t，張金寶．?dāng)?shù)字與模擬對(duì)講系統(tǒng)的對(duì)比分析［J］．鐵道通信信號(hào)，2012，48（2）：67－70．

［2］ 辛然，謝曉明．?dāng)?shù)字對(duì)講機(jī)互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)闹行恼拒浖O(shè)計(jì)［J］．現(xiàn)代電子技術(shù)，2010（2）：73－79．

［3］ 鄭祖輝，數(shù)字集群通信在中國(guó)的回顧、現(xiàn)狀和發(fā)展［J］．移動(dòng)通信，2008（Z1）：15－19．