客運專線應急通信系統分析

王 全

（中鐵一局集團電務工程有限公司，陜西 西安 710054）

客運專線應急通信系統分析

王 全

（中鐵一局集團電務工程有限公司，陜西 西安 710054）

文章介紹了鐵路客運專線應急通信系統，從應急指揮中心、車站接入、現場接入等方面詳細分析了其系統構成，從硬件結構、軟件結構和接入部分對其設備功能進行了詳盡的分析。

客運專線；應急通信；系統構成

1 概述

鐵路應急通信系統是鐵路救援指揮系統的通信保障，為了適應鐵路跨越式發展戰略，預防和最大程度地減少突發性公共事件造成的人員傷亡和財產損失，盡快恢復鐵路運輸正常秩序，急需建立先進、完善和適合不同線路條件的鐵路應急通信系統。

2 系統介紹

鐵路應急通信系統是專為鐵路系統出現事故、險情等突發事件時，鐵路部門對應急搶險通信的需求而研制的一套搶險通信設備。它立足于鐵路應急現場實際條件，充分利用 SHDSL技術（基于通話柱區間電纜、被復線）、寬帶無線技術、寬帶衛星技術等多種接入手段，采用基于 MPEG4/H.264視頻編碼技術、數據通信技術及交換技術，實現救援中心與事故現場話音、數據和圖像（包括動圖和靜圖）同步傳送；事故現場內部通信；接入既有靜圖系統和117事故救援臺；與調度電話網、自動電話網、綜合視頻、視頻會議系統以及其他相關信息系統之間的信息互通等多項功能。

2.1 應急指揮中心通信系統

鐵路應急救援指揮通信系統由鐵路應急中心通信系統、鐵路應急現場通信系統組成，鐵路應急中心通信系統是鐵路應急指揮系統的中樞組成部分，鐵路應急救援指揮通信系統的系統結構及網絡部署見圖1。通信，將應急現場的視頻圖像實時接入和轉發至各級應急指揮中心，可實時瀏覽、分發、AV輸出、存儲、回放、歸檔、遠程

圖1 鐵路應急救援指揮通信系統結構圖

鐵路應急中心通信系統可迅速建立多個事發現場、各級應急指揮中心、相關信息系統之間的視頻圖像、語音、數據信息管理等多種業務應用，同時為應急指揮提供各種應急數據、語音調度指揮的基本業務和補充業務。為各級領導提供實時的、直觀的決策依據以及方便、快捷、可靠的應急指揮平臺。

2.2 車站接入部分

車站接入部分是中心接入部分和現場接入部分的橋梁和紐帶，車站接入設備通過光傳輸設備提供的2M電路與中心接入設備相連，通過區間電纜/寬帶無線設備與現場接入設備相連，將現場接入設備接入的圖像（動圖、靜圖）、數據高速傳送至救援指揮中心，并實現現場與中心/車站間的雙向語音通信功能。但它的應用不僅僅局限于此，通過成對使用，可以徹底解決目前鐵路沿線牽引變電所的業務接入問題。我們先進的設計理念和系統的軟硬件結構賦予了它具備外置式MSTP的所有功能。

2.3 現場接入部分

現場接入部分的設備主要是實現語音、圖像、數據業務的接入，支持多種最后一公里（現場設備和車站（基站）設備間）解決方案：電纜方式、光纜方式、寬帶無線方式、衛星方式等。現場設備集成度高、體積小、重量輕，一個人即可攜帶至現場，輕便實用；單臺設備即可提供全部話音、動圖、靜圖和數據業務的接入和傳送；無需現場提供電源設備即可長時間工作，開通方便。以上特點使現場人員能迅速趕往現場，開通搶險現場至應急指揮中心或其他相關單位間的應急通信業務，為搶險救災提供了有力的通信保障。

3 系統構成

鐵路應急指揮通信系統由鐵路應急中心通信系統和現場接入系統組成，見圖 2。應急指揮中心設備主要由中心主設備、應急操作臺、應急指揮臺、值班臺（選配）、音視頻終端等組成。應急通信接入系統主要由車站（基站）接入部分、現場接入部分組成。

圖2 鐵路應急指揮通信系統構成圖

3.1 應急指揮中心通信系統

3.1.1 中心主設備

中心主設備由視頻服務單元、通信服務單元、監控管理單元、數據服務單元、通信接入單元組成。

3.1.2 應急指揮臺

應急指揮臺是提供給應急救援指揮中心指揮人員使用的終端設備。應急指揮臺實現兩路語音指揮功能，完成應急指揮的基本業務和補充業務。應急指揮臺具備視頻監控的業務功能，包括視頻的調看、現場語音雙向對講、視頻參數調整、解碼輸出控制、視頻上傳的控制、本地錄像抓圖、回放服務、靜圖業務。

3.1.3 應急操作臺

應急操作臺是提供給應急救援指揮中心通信人員操作控制的用戶終端設備，實現兩路語音指揮功能，完成應急指揮的基本業務和補充業務。與應急指揮臺相比，應急操作臺增加了召集和管理會議的功能，以及緊急錄音通知功能。

3.1.4 值班臺

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

3.1.5 管理工作站

對整個系統進行集中監控和管理的終端。包括用戶管理、權限管理、設備管理、音像資料的管理以及整個系統的配置管理、故障管理、性能管理、安全管理。

管理工作站可具備視頻監控的業務功能，包括視頻的調看、現場語音雙向對講、視頻參數調整、解碼輸出控制、視頻上傳的控制、本地錄像抓圖、回放服務。

3.1.6 音視頻終端

為應急指揮中心其他業務人員提供的音視頻終端，具備與調度網、自動網、事發現場、應急中心操作臺、指揮臺、值班臺其他電話的互聯互通功能，同時可以具備視頻監控、圖像業務的全功能，視頻的調看、現場語音雙向對講、視頻參數調整、解碼輸出控制、視頻上傳的控制、本地錄像抓圖、回放服務。

3.2 車站（基站）接入部分

3.2.1 硬件結構

系統內置512×512 TDM交換網絡，完成傳統時分復用交換，如2M接口、模擬用戶接口、RS232低速數據接口，會議信號音語音間的64 Kbits/s時隙交換；Ethernet二層交換模塊完成以太網數據包的交換和復用，如圖像、IP語音、數據等的交換；以太網二層交換地址表可存儲1024個MAC地址；支持IEEE 802.3 10Base－T以太網協議、IEEE 802.3u 100Base－TX快速以太網協議；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網絡的2M傳輸通道，實現與HT601C的連接或與其他交換網（如鐵路調度網、公用電話網等）的互聯；用戶接口用于接入與搶險現場的直通電話，環路接口用于以用戶線的方式接入其他電話網（如鐵路調度網、公用電話網等）；接口采用模塊化設計，可根據需要靈活配置見圖3。

圖3 硬件結構框圖

SHDSL接口使通過電纜或被復線與HT601A之間實現遠距離高速互聯；FE接口提供10/100M以太網接口，用以接入數據終端等；RS232接口用于接入低速異步數據終端；接口采用模塊化設計，可根據需要靈活配置；會議、信號音、語音及時鐘為系統公共資源；圖像處理模塊實現圖像的編解碼功能；語音處理模塊實現壓縮語音的編解碼功能；信令模塊實現語音呼叫信令的處理。

3.2.2 軟件結構

BSP為底層硬件驅動，協助操作系統實現對各硬件模塊的控制和管理；操作系統為整個系統軟件提供運行平臺；運營支持模塊主要實現初始化交換芯片并維護交換芯片的正常運行；初始化會議芯片并管理會議資源；為業務層提供數據轉發通道。操作系統適配、任務管理、內存管理、定時管理，文件系統、內存保護、異常處理和死機歷史記錄等功能；通用協議處理模塊實現TCP協議、UDP協議、IP協議、ICMP協議、ARP協議、RARP協議、及TFTP、FTP、YJTXTP、SNMP、TELENT等應用；語音處理模塊實現語音的壓縮解壓功能；信令處理模塊實現語音呼叫信令的處理；接口控制模塊完成對各接口的硬件控制和配置管理；系統控制模塊的系統啟動，完成數據加載和流程的控制；設備管理部分完成從CPU管理、SYSTEM/HW/TNET/PORT/HDLC等的管理；資源管理完成對會議、信號音、語音等公共資源的控制和管理，見圖4。

圖4 軟件結構框圖

3.2.3 接入能力

具有多種類型的接口，完全滿足各種業務的綜合接入。

3.3 現場接入部分

3.3.1 現場接入部分系統組成

現場接入部分由以下部分組成：現場接入設備；語音終端設備（自動電話等）；無線影音傳輸設備；圖像采集設備（攝像機或數碼照相機）；數據終端設備（便攜式計算機）；其他設備，包括現場無線PBX交換機及移動終端、現場擴音廣播設備、寬帶無線設備、衛星終端等。見圖5。

3.3.2 現場接入設備

通過 SHDSL接口利用區間電纜回線，實現與車站接入設備，通過2M接口或以太網接口接入數字光傳輸設備/寬帶無線傳輸設備/衛星設備，實現與車站接入設備之間的多種接入；可接入現場語音終端，實現兩方面功能：

（1）事故現場內部通信：現場語音終端可部分或全部設置成集團電話模式，實現事故現場內部通信功能。

（2）現場與應急指揮中心、車站間語音通信：語音終端可分別實現與應急指揮中心的直通電話、呼叫應急指揮臺、呼叫相應行調臺、呼叫上下行車站值班臺、呼叫117立接臺、呼叫話務臺、呼叫鐵路自動網或調度網用戶等功能，所有呼叫均可為雙向呼叫。

接入現場無線PBX，支持現場無線用戶不經外線能互相撥打，與現場至應急中心通道的通斷無關，是一個獨立的通信系統；也可直撥任意一部自動電話。該功能保證事故現場工作人員（如公安、工務等部門）的內部通信，加強搶險工作人員的內部協作，同時使領導的決策能快速的得到貫徹執行，為事故搶險爭取時間，使事故損失降到最低。

3.3.3 無線影音傳輸設備

無線影音傳輸設備由兩部分構成，無線影音接收機RAV和無線影音發射機。無線影音傳輸設備實現攝像機和現場接入設備間的無線影音傳送，免受繩線羈絆；同時提供移動攝像人員與應急指揮中心的一路話音通信，方便中心指揮人員指導現場攝像操作。

圖5 現場接入設備構成示意圖

4 結束語

應急通信是鐵路通信系統的重要組成部分，為保證應急通信迅速準確、可靠暢通、機動靈活，鐵路應急通信系統應根據所在鐵路區段的現有條件及地理特點，來選擇不同的接入技術，滿足鐵路應急通信的應用。

1 陳 敏.應急搶險通信系統應用淺析［J］.鐵路通信信號，2009（10）：63～64

2 孟凌凌、胡鵬飛.鐵路應急通信系統的設計與開發［J］.鐵路計算機應用，2005（11）：43～45

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

4 郭忠平.淺談鐵路應急通信系統的接入技術［J］.鐵路通信信號，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