基于通信系統的鐵路信號安全信息傳輸的應用

文/趙楠楠

自建國以來，隨著鐵路發展的不斷變化，鐵路通信信號也在發生著變化。鐵路通信系統作為鐵路信號傳輸的載體，對信息的安全傳輸有著重要的影響。近年來，越來越多的學者將目光轉向提高鐵路信號安全信息傳輸的研究中，在以往研究的基礎上，本文引入通信系統這一載體，并探討其應用的可能性，在理論和現實中都具有重要意義。

1 新型列車運行控制系統的特點分析

1.1 傳輸可靠性高

在軌道信息傳輸的過程當中，傳輸是單向性的，即傳輸者只負責將信息進行傳送，至于信息傳輸的完整性，信息的可靠性并不是傳輸者所關心的，這使得傳輸的鐵路信息的有用率大大降低。另外，鐵路信息傳輸的媒介是鋼軌鐵軌，由于自身材質的特性，極易受到外界，例如溫度、氣候、地域等的影響，因此傳輸的可靠性比較差。

1.2 運輸效率高

傳統的鐵路信號運輸方式比較閉塞，往往依賴于地面信號，在信息接收時所需的時間較長。在通信系統下，鐵路信號能夠實現信息的自動閉塞，并且閉塞的長度可以隨著列車運行的速度而不斷變化，在無線設備的運用下，鐵路信息運輸所需的時間縮短，傳輸的內容還原性加強，具有高的時效性和準確性。因此，節約了在信息傳輸過程當中的人力和物力，鐵路信息安全傳輸的效率大大提高了。

1.3 運輸信息量大

傳統的鐵路信息是靠鋼軌、鐵軌進行傳播的，存在著速度緩慢、數據量偏小等特點。但在實際的運行中，對列車速度要求的越來越高，進而對控制列車的信號要求也相應提高。而在通信系統下，在鐵路信號運輸的過程中能夠提供大量的信息。

2 基于通信系統下構建安全的鐵路信號

2.1 構建安全系統

在通信系統下，即使鐵路信號在傳輸的過程中出現故障，傳送信號的輸出方向始終都是正確的亦或是安全的，換句話說，此輸出故障不會造成重大的經濟、人員損失，這樣的傳輸系統被稱為安全系統。安全系統自帶錯誤排查系統，當出現故障時，安全系統將自動開啟自我保護功能，并對所出現的故障的原因進行排查，并及時給予解決。互聯網網絡中時常存在一些潛在故障，因此要解決這一問題，必須構建一個安全系統，在承認故障不可避免的情況下，最大程度的降低故障的危害性。

2.2 建立容錯系統

容錯技術的加強是提高互聯網系統的一項有效措施，其可以在系統出現故障時及時的解決故障，一個真正有效的容錯系統不僅僅包括硬件冗余，還包括了軟件冗余，但兩者不是獨立的一部分，而是相融合的，是從硬件系統過度到軟件系統的一個循環過程。硬件容錯是在通信系統出現故障時，保護高層的軟件不受故障的影響，獨立運行。但軟件中自身存在的數據和邏輯上的錯誤，硬件冗余無法實現糾錯功能，這時就需要軟件容錯發揮機制保護的作用，保證應用機制不受影響，正常運行。

3 通信系統下鐵路信號安全信息傳輸設計研究

3.1 通信系統的傳輸方式

3.1.1 封閉式傳輸

通信系統的封閉式傳輸又稱為有線傳輸方式，其在長距離的傳輸過程當中具有明顯的穩定性、可靠性和保密性，同時傳輸的數據量也相對較大。目前在傳輸領域中，封閉式傳輸占有相當大的份額。但是，封閉式的傳輸方式也有其不足之處，如在建設封閉式傳輸時所耗費的資金眾多，花費的時間較長，且維護成本比較高。

3.1.2 開放式傳輸

開放式傳輸又稱為無線傳輸方式，其通過無線網絡快速進行傳輸，迎合了緊急事件傳輸的需求，而且開放式傳輸建設周期較短且維護比較簡單，花費成本小，但是容易受到其他因素的干擾，如天氣、溫度、地域等。因此開放式的傳輸方式的可靠性、穩定性、保密性較差。目前，開放式的傳輸方式發展的比較快，但在實際運用中存在的這些不足也阻礙了其在傳輸方式上占據主導的地位。

綜合了封閉式傳輸方式和開放式傳輸方式的特點，需要設計出一種保證信息安全傳輸的系統，而近年來，光纖傳輸系統有著適應性強、穩定性好、可靠性高、易于設計和維護、傳輸數據量大等特點在鐵路通信系統應用中脫穎而出，逐漸成為新型鐵路通信系統中信號安全傳輸的重要方式。

3.2 通信系統的設計原則

3.2.1 通信系統存在的隱患

通信系統具有明顯的一個特點就是開放性，這一特點使通信系統與其他互聯網系統更好的融合在一起，通信系統本身也在融合的過程當中慢慢改善，從而達到日益變化的互聯網系統中對通信系統的要求。但在對外開放的同時也產生了一些內外部的安全隱患，內部隱患如內部應用環境的破壞、系統器件的損壞、硬軟件數據錯誤等，這些內部隱患正是通信系統對外開放時造成的。外部隱患如網絡黑客的惡意攻擊、病毒侵入等造成的通信系統信息的泄漏。

3.2.2 安全設計的原則

在進行通信系統安全設計時首先要考慮的就是獨立性原則，即無法判斷是否為安全性的信息無法進入到通信系統中，這樣保證了鐵路通信網絡的安全性。再者就是唯一性原則，即排除了人為的因素，故障是通信系統傳輸信息失敗的唯一原因，在解決通信系統問題時只用考慮系統本身的故障，而不用去檢測是否是人為失誤造成的，這樣節省了大量的時間和精力。

綜上所述，通信系統下，新型列車運行控制系統具有傳輸傳輸可靠性高、傳輸效率高、傳輸的信息量大等特點，因此要構建安全系統和容錯系統來構建鐵路信號信息系統。在結合了封閉式傳輸和開放式傳輸的優點，改進兩者缺點的情況下，進行鐵路信號安全信息傳輸的設計，在設計過程當中，需要考量通信系統當前存在的一些隱患，遵循獨立性、唯一性、定時性的設計原則。

參考文獻

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