利用既有網絡資源實現紅外軸溫傳輸通道數字化

楊福輝

楊福輝:太中銀鐵路有限責任公司 工程師 710016 西安

目前，隨著鐵路通信網的建設以及信息化的推進，已基本形成了以光纖為基礎的鐵路干線通信網和多種數據、信息網并存的現狀，其中包括自動化辦公信息網和紅外軸溫探測系統。

1 鐵路既有自動化辦公信息網現狀

自動化辦公信息網是為了提高鐵路運輸管理水平和工作效率，適應鐵路高速發展而建設的無紙化、現代化的辦公網絡，是利用計算機和網絡通信技術建設的高質量、高效率、全路統一的綜合辦公信息系統。自動化辦公信息網主要采用星型拓撲結構，按鐵道部、鐵路局 (局信息中心和局內匯接點)、站段 (站段和車間/班組)三級建成。鐵道部與鐵路局及鐵路局匯接點都采用了大型的服務器和匯接設備，傳輸介質均為光纜;站段均為中小型服務器和小型匯接設備 (以小交換機為主)，站段到局內匯接點也采用光纜作為傳輸介質;車間/班組為終端設備，即PC機，車間/班組到站段采用UTP線和音頻雙絞線作為傳輸介質 (采用雙絞線時兩端加HDSL設備)。自動化辦公網絡各級間采用的光纜、電纜及通信傳輸設備均為鐵路運輸專用通信網。

2 鐵路既有紅外軸溫探測系統現狀

為了保證鐵路運輸行車安全，在線路兩側安裝紅外線軸溫探測器，通過紅外探頭將車輛軸箱的紅外熱輻射聚集到探測元件上，轉變成微弱的電脈沖信號，再通過放大處理，將這一信號傳輸至紅外探測中心進行對比判斷，當軸溫超過一定差值或一定比例時則發出報警。

鐵路開通使用的紅外軸溫探測系統，由探測站、匯接點、鐵路局監測中心、傳輸鏈路及復示、行車調度、統計終端組成。目前，鐵路局監測中心至匯接點、匯接點至各車站傳輸鏈路均采用光纖傳輸;各車站至紅外軸溫探測站采用音頻模擬線路(電纜)傳輸;個別車站至紅外軸溫探測站間采用數字VPN方式傳輸 (此傳輸方式為試驗性質)。各傳輸鏈路所采用的光纜、電纜及通信傳輸設備均為鐵路運輸專用通信網。

3 實現紅外軸溫探測傳輸通道數字化

為了提高傳輸線路的抗干擾能力，對紅外軸溫探測傳輸通道進行數字化改造是一項重要措施。目前，多個鐵路局采取VPN方案進行試驗。

3.1 VPN方案

在紅外軸溫探測站至車站通信機房間敷設光纜，光纜兩側增設光端機，同時在車站通信機房的干線光傳輸設備及鐵路局紅外軸溫監測中心的通信光傳輸設備上，增設VPN接口板，來實現傳輸通道數字化改造。VPN虛擬網方案雖實現了傳輸通道數字化，但投資較大 (每個站約20萬元)，傳輸利用率低，既有電纜被廢棄。

3.2 利用既有模擬線路和辦公網解決方案

為了節約投資，利用既有的傳輸線路 (紅外軸溫探測站至車站通信機房的電纜)，將紅外軸溫探測系統納入既有辦公網進行傳輸，同樣可以實現通道數字化。

1．在紅外軸溫探測站至車站通信機房的電纜兩端增設高速數字用戶線路設備，如HDSL設備。

2．在車站通信機房至車站辦公網絡交換機敷設線纜，用于連接數字用戶線路設備與網絡交換機。線纜應具有很強的抗干擾能力，型號為超五類及以上，長度不宜超過100 m。

3．在鐵路局辦公網信息中心至紅外軸溫監測中心敷設一條線纜，連接鐵路局辦公網信息中心服務器和紅外軸溫監測中心設備。線纜型號為超五類及以上，長度不宜超過100 m，超過100 m必須采用光纖傳輸。

4．辦公網服務器網管為每個紅外軸溫探測站的高速數字用戶線路設備分配專用固定IP地址，并對每個專用固定IP通道進行嚴格測試，確保速率、吞吐量、丟包、延遲、抖動等指標滿足紅外軸溫探測系統的傳輸要求。利用辦公網傳輸紅外軸溫探測信號網絡示意圖如圖1所示。

圖1 利用辦公網傳輸紅外軸溫探測信號網絡示意圖

這種方案較VPN模式可大幅降低投資，每個車站的投資約為VPN虛擬網方案的25%。充分利用了紅外軸溫探測站至車站通信機房的既有傳輸電纜、既有辦公網絡資源和通信傳輸設備，提高了辦公網及通信設備的利用率。日常維護、檢測比較方便、準確、直觀。通過紅外軸溫監測終端，即可對每個IP傳輸通道的速率、吞吐量、丟包、延遲等項目進行檢測。

4 工程實例

太原至中衛 (銀川)鐵路初步設計批復時，紅外軸溫探測系統采用模擬方式傳輸 (即紅外軸溫探測站至車站通信機房采用電纜傳輸)，并接入既有鐵路局紅外軸溫監測中心。建設后期，由于太原、西安鐵路局被列為紅外軸溫探測系統數字化試點單位，鐵路局紅外軸溫監測中心需全部進行數字化改造，已無法接入模擬傳輸方式的紅外信號，改造后的傳輸通道采用VPN方式。但新設紅外軸溫探測站至車站通信機房的電纜工程已完工 (17個站)，如果按VPN方式傳輸，將增加投資約300萬元，且新設電纜將廢棄，造成約200萬元的投資浪費。為了節約投資，經多方論證，決定通過新設的貨運/辦公網信息網進行紅外軸溫探測信號傳輸，以達到數字化的目標。具體實施方案如下。

1．在每個車站紅外軸溫探測機房至車站通信機房的電纜(HEYFLT23×4×0.9)兩端，增設高速數字用戶線路設備 (HDSL)。

2．在車站通信機房至車站辦公網絡交換機敷設2條超五類線纜(上、下行)，將 HDSL設備連接至新建車站貨運/辦公網絡交換機。

3．在既有鐵路局信息中心網絡交換機至紅外軸溫監測中心敷設1條超五類線纜，用于連接鐵路局信息中心交換機和紅外軸溫監測中心設備。

4．通過既有鐵路局信息中心交換機網管，為每個紅外軸溫探測站的HDSL設備分配專用固定IP地址。

5．對每個專用固定IP通道進行嚴格測試，確保每個IP傳輸通道的速率、吞吐量、丟包、延遲、抖動等指標滿足紅外軸溫探測系統的傳輸要求。

經調試開通運營后，達到了預期目標，實現了紅外軸溫探測系統全網數字化。

5 總結

利用既有通信設備、電纜及辦公網系統，在增加少量投資和設備的前提下，實現了紅外軸溫探測系統全網傳輸數字化。實施中應注意以下問題。

1．充分了解既有辦公信息網服務器、交換機容量及運用情況，確保達到紅外軸溫探測系統信號時延要求。

2．充分了解既有車站辦公網交換機至匯接點及鐵路局信息中心的通信傳輸通道 (E1)數量，是否能滿足新接入紅外軸溫探測信號數據速率要求及時延要求。如果不滿足則必須增加E1數量。

3．各設備間新設超五類線纜長度不大于100 m，并按《GB50312-2007綜合布線工程驗收規范》對線纜的衰減、近端竄擾、回波損耗、鏈路速率等進行測試，測試合格后方可使用。

4．HDSL工作地必須與電纜 (HEYFLT23×4×0.9)屏蔽地連通，以提高抗干擾能力。

5．為HDSL設備提供可靠性高、穩定性高的電源。

在鐵路技術裝備大發展的同時，如何利用既有資源，保護既有投資是一個重要的問題。目前，鐵路運輸中防災安全監控系統、環境監控、視頻監控、客票網絡系統均為獨立并行的網絡，是否可以利用上述網絡資源，值得大家思考。

［1］ 張進德，張運剛.紅外軸溫探測系統［M］.北京:中國鐵道出版社，1997.

［2］ 張運剛.第二代紅外線探測系統［M］.北京:中國鐵道出版社，1996.

［4］ 中華人民共和國．GB50312-2007綜合布線工程驗收規范［S］.2007．

［5］ 中華人民共和國．GB/T21671-2008基于以太網技術的局域網系統驗收測評規范［S］.2008．

［6］ 中華人民共和國鐵道部.鐵建設(2007)251號 客運專線鐵路通信工程施工質量驗收暫行標準［S］.2007．