李士軍（通號(hào)工程局集團(tuán)天津交通信息技術(shù)有限公司，天津 300000）

對(duì)鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)的幾點(diǎn)思考

李士軍
（通號(hào)工程局集團(tuán)天津交通信息技術(shù)有限公司，天津 300000）

鐵路通信信號(hào)技術(shù)作為鐵路運(yùn)輸?shù)闹匾Ｕ?，其新發(fā)展對(duì)現(xiàn)代鐵路的發(fā)展有重要作用與意義。目前，國(guó)內(nèi)鐵路通信領(lǐng)域需要重點(diǎn)研究和解決的就是鐵路通信信號(hào)一體化問題，從方案的設(shè)計(jì)到故障的排除再到研發(fā)/維護(hù)團(tuán)體一體化等，都必須要緊緊圍繞通信信號(hào)一體化這一主題?；诖?，本文主要分析鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)、結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵技術(shù)。

鐵路通信 信號(hào)一體化 思考

最近幾年，國(guó)內(nèi)鐵路事業(yè)發(fā)展十分迅猛，據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)資料顯示，到2013年，國(guó)內(nèi)鐵路網(wǎng)已經(jīng)發(fā)展為全球第二，僅次于位居第一的美國(guó)。由此可見，鐵路通信信號(hào)技術(shù)也需要不斷發(fā)展才能適應(yīng)發(fā)展迅猛的現(xiàn)代化鐵路事業(yè)的需求。而鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)就能很好地滿足當(dāng)前社會(huì)以及現(xiàn)代化鐵路事業(yè)的發(fā)展需求。

1　鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)的結(jié)構(gòu)

根據(jù)由高到低的順序，就廣義層面來說，鐵路通信信號(hào)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)包含4個(gè)層次：第一層，即最低層，主要有現(xiàn)場(chǎng)道岔設(shè)備、信號(hào)機(jī)、通信傳輸裝置、軌道電路等；第二層，即安全控制設(shè)備層，主要有車站聯(lián)鎖、道口安全控制、列車控制裝置等；第三層，即分局調(diào)度中心層，主要有車輛調(diào)度、調(diào)度集中、設(shè)備維修中心等；第四層，即最高層，主要有局部調(diào)度中心和宏觀決策系統(tǒng)［1］。系統(tǒng)借助這4個(gè)層次實(shí)現(xiàn)鐵路通信信號(hào)的一體化。（如圖1所示）

2　鐵路通信信號(hào)一體化的關(guān)鍵技術(shù)

鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)主要包括以下幾種：信息一體化，即運(yùn)輸生產(chǎn)時(shí)各種要素以及行車信息流的一體化，全部管理、控制、維護(hù)、指揮、監(jiān)測(cè)信息都集中在一起，實(shí)現(xiàn)信息共享；機(jī)房一體化，即從設(shè)備布置原則角度而言不區(qū)分通信與信號(hào)設(shè)備；電力一體化，即依照用電設(shè)備等級(jí)做綜合、全面考慮；防護(hù)一體化，即在構(gòu)建系統(tǒng)之前，要全面、綜合考慮電磁兼容、防雷等相關(guān)問題；維護(hù)一體化，即維護(hù)中心能有效監(jiān)測(cè)并診斷全部設(shè)備，對(duì)告警信息實(shí)施統(tǒng)一管理，并緊密結(jié)合日常維護(hù)工作，全方位滿足各個(gè)部門的管理需求。

此外，還建議使用以下兩種改進(jìn)技術(shù)：一是優(yōu)化GSM-R切換流程。根據(jù)G S M-R雙網(wǎng)交織覆蓋場(chǎng)景，每小區(qū)平均覆蓋速率約為m/s，這個(gè)時(shí)候高速列車就會(huì)進(jìn)入小區(qū)切換流程，利用在目標(biāo)小區(qū)CSD資源預(yù)留算法，使切換流程速度加快，就某種程度而言，這將會(huì)改變因?yàn)榍袚Q而引發(fā)的丟包問題。二是更改信號(hào)業(yè)務(wù)層傳輸層協(xié)議。把業(yè)務(wù)包劃分為多個(gè)小包，且均固定3-4次重傳，借助多包傳遞打散高誤碼率，強(qiáng)化整包一次性傳遞成功的幾率［2］。

3　鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

（1）高可靠性。在軌道電路里信號(hào)傳輸是開環(huán)的，也就是說發(fā)送者只負(fù)責(zé)發(fā)送信號(hào)，至于接受者能否完全接受信號(hào)是難以確切知曉的，但在CBTC系統(tǒng)里能實(shí)現(xiàn)雙向通信，同時(shí)還能采取如反饋糾錯(cuò)等多種保證技術(shù)來強(qiáng)化系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)而確保鐵路信號(hào)能借助無線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)輸與實(shí)時(shí)運(yùn)輸。（2）高效率性。借助無線通信方法傳輸鐵路信號(hào)可以確保移動(dòng)自動(dòng)閉塞（MAS）得以實(shí)現(xiàn)。移動(dòng)自動(dòng)閉塞分區(qū)長(zhǎng)度是可以改變的，且分區(qū)是隨著列車運(yùn)作而移動(dòng)的，也就是說，閉塞分區(qū)不再采用也不需要地面信號(hào)，而是借助無線車載設(shè)備系統(tǒng)接收和前方列車或是車站距離等信息來進(jìn)行列車控制的。利用無線車載設(shè)備系統(tǒng)對(duì)信息進(jìn)行接收能有效確保精確性與實(shí)時(shí)性。（3）費(fèi)用成本低。因?yàn)闇p少列車編組，實(shí)施高密度運(yùn)行，能減少站臺(tái)以及端站尾軌長(zhǎng)度，信息傳輸不用再依靠軌道電路，設(shè)備基本上都集中在機(jī)車以及室內(nèi)，節(jié)省了投資費(fèi)用。因?yàn)闇p少或消除軌道電路以及地面色燈信號(hào)機(jī)等，也就縮減了故障面積，進(jìn)而節(jié)省了很多現(xiàn)場(chǎng)安裝工作以及維修量。在車站，無線機(jī)車信號(hào)跨越了軌道電路，掙脫了車站軌道電路電碼化的束縛，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)化。（4）通用性與靈活性較好。系統(tǒng)不用新增添設(shè)備，本身就具備雙向運(yùn)行功能，對(duì)線路故障或是特殊需求時(shí)的反向運(yùn)行控制有促進(jìn)作用，且不會(huì)由于列車反向運(yùn)行而影響系統(tǒng)的安全以及性能。CBTN系統(tǒng)里能在同一時(shí)間里運(yùn)行編組長(zhǎng)度和性能都不相同的列車，而且對(duì)列車以及信號(hào)系統(tǒng)的借口標(biāo)準(zhǔn)要求也不那么高，對(duì)不同線路之間各個(gè)類型列車的互聯(lián)互通有促進(jìn)作用。因?yàn)橄到y(tǒng)使用的是通用組件，因此即便未來相互獨(dú)立的子系統(tǒng)會(huì)換代或是升級(jí)，均不會(huì)影響列車控制。（5）信息量大。以往因?yàn)檐壍离娐废到y(tǒng)是在鐵軌上進(jìn)行信號(hào)傳輸，所以速度比較慢，傳輸數(shù)據(jù)量也比較小，但事實(shí)上，由于列車速度與密度都逐漸提升，所以列車控制信號(hào)是很多的，無線通信網(wǎng)可以提供很多的信息傳輸，所以符合列車控制對(duì)信號(hào)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)和要求。使用GSM-R系統(tǒng)符合鐵路移動(dòng)信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)其作為無線列調(diào)的新一代產(chǎn)品，能滿足鐵路無線數(shù)據(jù)傳輸、移動(dòng)話音通信等多方面需求，而且在CTCS還承擔(dān)著不間斷傳輸列車控制命令信息，確保列車雙向數(shù)據(jù)通信得以有效實(shí)現(xiàn)的重任。

圖1　鐵路通信信號(hào)一體化系統(tǒng)構(gòu)成圖

4　結(jié)語

在信息網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展是必然趨勢(shì)，鐵路通信部門及相關(guān)工作人員必須要深刻認(rèn)識(shí)到鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)的重要性與迫切性，掌握其結(jié)構(gòu)、工作原理和優(yōu)勢(shì)，在實(shí)際工作中充分發(fā)揮鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)的作用，為鐵路通信系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全提供有效保障。

［1］崔百玲.鐵路通信信號(hào)一體化技術(shù)探索［J］.黑龍江科技信息，2011（27）：7-7.

［2］馮占武.論鐵路通信信號(hào)技術(shù)的新發(fā)展［J］.信息通信，2014（10）：