對鐵路通信信號一體化技術的幾點思考

李士軍

【摘 要】鐵路通信信號技術作為鐵路運輸的重要保障，其新發展對現代鐵路的發展有重要作用與意義。目前，國內鐵路通信領域需要重點研究和解決的就是鐵路通信信號一體化問題，從方案的設計到故障的排除再到研發/維護團體一體化等，都必須要緊緊圍繞通信信號一體化這一主題。基于此，本文主要分析鐵路通信信號一體化技術的優勢、結構和關鍵技術。

【關鍵詞】鐵路通信 信號一體化 思考

最近幾年，國內鐵路事業發展十分迅猛，據有關統計資料顯示，到2013年，國內鐵路網已經發展為全球第二，僅次于位居第一的美國。由此可見，鐵路通信信號技術也需要不斷發展才能適應發展迅猛的現代化鐵路事業的需求。而鐵路通信信號一體化技術就能很好地滿足當前社會以及現代化鐵路事業的發展需求。

1 鐵路通信信號一體化技術的結構

根據由高到低的順序，就廣義層面來說，鐵路通信信號系統結構包含4個層次：第一層，即最低層，主要有現場道岔設備、信號機、通信傳輸裝置、軌道電路等；第二層，即安全控制設備層，主要有車站聯鎖、道口安全控制、列車控制裝置等；第三層，即分局調度中心層，主要有車輛調度、調度集中、設備維修中心等；第四層，即最高層，主要有局部調度中心和宏觀決策系統[1]。系統借助這4個層次實現鐵路通信信號的一體化。（如圖1所示）

圖1 鐵路通信信號一體化系統構成圖

2 鐵路通信信號一體化的關鍵技術

鐵路通信信號一體化技術主要包括以下幾種：信息一體化，即運輸生產時各種要素以及行車信息流的一體化，全部管理、控制、維護、指揮、監測信息都集中在一起，實現信息共享；機房一體化，即從設備布置原則角度而言不區分通信與信號設備；電力一體化，即依照用電設備等級做綜合、全面考慮；防護一體化，即在構建系統之前，要全面、綜合考慮電磁兼容、防雷等相關問題；維護一體化，即維護中心能有效監測并診斷全部設備，對告警信息實施統一管理，并緊密結合日常維護工作，全方位滿足各個部門的管理需求。

此外，還建議使用以下兩種改進技術：一是優化GSM-R切換流程。根據GSM-R雙網交織覆蓋場景，每小區平均覆蓋速率約為m/s，這個時候高速列車就會進入小區切換流程，利用在目標小區CSD資源預留算法，使切換流程速度加快，就某種程度而言，這將會改變因為切換而引發的丟包問題。二是更改信號業務層傳輸層協議。把業務包劃分為多個小包，且均固定3-4次重傳，借助多包傳遞打散高誤碼率，強化整包一次性傳遞成功的幾率[2]。

3 鐵路通信信號一體化技術的優勢

（1）高可靠性。在軌道電路里信號傳輸是開環的，也就是說發送者只負責發送信號，至于接受者能否完全接受信號是難以確切知曉的，但在CBTC系統里能實現雙向通信，同時還能采取如反饋糾錯等多種保證技術來強化系統的可靠性，進而確保鐵路信號能借助無線網絡實現安全運輸與實時運輸。（2）高效率性。借助無線通信方法傳輸鐵路信號可以確保移動自動閉塞（MAS）得以實現。移動自動閉塞分區長度是可以改變的，且分區是隨著列車運作而移動的，也就是說，閉塞分區不再采用也不需要地面信號，而是借助無線車載設備系統接收和前方列車或是車站距離等信息來進行列車控制的。利用無線車載設備系統對信息進行接收能有效確保精確性與實時性。（3）費用成本低。因為減少列車編組，實施高密度運行，能減少站臺以及端站尾軌長度，信息傳輸不用再依靠軌道電路，設備基本上都集中在機車以及室內，節省了投資費用。因為減少或消除軌道電路以及地面色燈信號機等，也就縮減了故障面積，進而節省了很多現場安裝工作以及維修量。在車站，無線機車信號跨越了軌道電路，掙脫了車站軌道電路電碼化的束縛，使得系統結構更為簡化。（4）通用性與靈活性較好。系統不用新增添設備，本身就具備雙向運行功能，對線路故障或是特殊需求時的反向運行控制有促進作用，且不會由于列車反向運行而影響系統的安全以及性能。CBTN系統里能在同一時間里運行編組長度和性能都不相同的列車，而且對列車以及信號系統的借口標準要求也不那么高，對不同線路之間各個類型列車的互聯互通有促進作用。因為系統使用的是通用組件，因此即便未來相互獨立的子系統會換代或是升級，均不會影響列車控制。（5）信息量大。以往因為軌道電路系統是在鐵軌上進行信號傳輸，所以速度比較慢，傳輸數據量也比較小，但事實上，由于列車速度與密度都逐漸提升，所以列車控制信號是很多的，無線通信網可以提供很多的信息傳輸，所以符合列車控制對信號傳輸的標準和要求。使用GSM-R系統符合鐵路移動信息傳輸標準，同時其作為無線列調的新一代產品，能滿足鐵路無線數據傳輸、移動話音通信等多方面需求，而且在CTCS還承擔著不間斷傳輸列車控制命令信息，確保列車雙向數據通信得以有效實現的重任。

4 結語

在信息網絡時代，鐵路通信信號一體化技術的應用與發展是必然趨勢，鐵路通信部門及相關工作人員必須要深刻認識到鐵路通信信號一體化技術的重要性與迫切性，掌握其結構、工作原理和優勢，在實際工作中充分發揮鐵路通信信號一體化技術的作用，為鐵路通信系統的穩定、安全提供有效保障。

參考文獻：

[1]崔百玲.鐵路通信信號一體化技術探索[J].黑龍江科技信息，2011（27）：7-7.

[2]馮占武.論鐵路通信信號技術的新發展[J].信息通信，2014（10）：182-183.