鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線的應(yīng)用分析

彭坤

摘要：在客運(yùn)專線建設(shè)中，通信系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用為重中之重。基于此，本文對鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線中的應(yīng)用情況展開分析，介紹了專線采用的通信系統(tǒng)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)，然后結(jié)合通信技術(shù)應(yīng)用問題對TD-LTE和wLAN兩種無線通信技術(shù)進(jìn)行了比較，提出了基于TD-LTE的通信系統(tǒng)建設(shè)方案，希望能夠通過加強(qiáng)技術(shù)應(yīng)用實現(xiàn)系統(tǒng)升級。

關(guān)鍵詞：鐵路通信技術(shù);客運(yùn)專線;無線通信

中圖分類號：U285 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）05-002%02

0引言

伴隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，鐵路通信技術(shù)結(jié)構(gòu)日漸復(fù)雜，能否實現(xiàn)通信資源的合理應(yīng)用，直接影響鐵路各種業(yè)務(wù)開展效果。客運(yùn)專線在鐵路工程中占據(jù)重要地位，而專線通信系統(tǒng)質(zhì)量高低關(guān)系到專線能否維持正常運(yùn)輸秩序。因此，還應(yīng)加強(qiáng)鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線的應(yīng)用研究，以便及時引入先進(jìn)通信技術(shù)，促使專線通信水平得到進(jìn)一步提升。

1鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線的應(yīng)用情況

1.1通信系統(tǒng)

在鐵路通信網(wǎng)絡(luò)中，包含長途傳送網(wǎng)、本地傳送網(wǎng)和本地接入網(wǎng)，在客運(yùn)專線中應(yīng)用還要實現(xiàn)有線網(wǎng)絡(luò)控制和無線網(wǎng)絡(luò)控制，建立由多個子系統(tǒng)構(gòu)成的客戶專線通信系統(tǒng)。具體來講，包含數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)、GSM-R移動通信系統(tǒng)、電話交換及接入系統(tǒng)、調(diào)度通信系統(tǒng)、通信電源及環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)等。在數(shù)據(jù)通信方面，采用固定IP地址，利用綜合網(wǎng)絡(luò)作為基礎(chǔ)平臺，對鐵路24小時信息通信進(jìn)行支撐。在移動通信方面，主要采用GSM-R系統(tǒng)，由楊心網(wǎng)、無線網(wǎng)提供技術(shù)支撐。采用電話交換系統(tǒng)，主要采用OLT和ONU技術(shù)，實現(xiàn)鐵路電話交換網(wǎng)連接，提供語音通話服務(wù)，配合采用對講機(jī)，能夠在鐵路運(yùn)輸中實現(xiàn)語音傳導(dǎo)。在通信調(diào)度方面，采用星形網(wǎng)絡(luò)配置，保證各點(diǎn)距離相等，降低傳輸速度誤差。在客運(yùn)專線中，主要采用數(shù)字調(diào)度方式建立調(diào)度通信，與無線核心網(wǎng)MSC設(shè)備互聯(lián)，達(dá)到有線凋度目標(biāo)。在視頻監(jiān)控方面，需要借助移動終端通信對線路運(yùn)輸狀況進(jìn)行實時監(jiān)控。因此在客運(yùn)專線應(yīng)用鐵路通信技術(shù)，需要完成各通信子系統(tǒng)建設(shè)，系統(tǒng)間還要依靠無線基站、有線電纜構(gòu)成有線與無線通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息交互。

1.2基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)

在客運(yùn)專線各類通信業(yè)務(wù)承載方面，需要完成通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺搭建。而平臺由通信網(wǎng)、數(shù)據(jù)網(wǎng)和計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺構(gòu)成，負(fù)責(zé)對系統(tǒng)問的信息進(jìn)行傳送，提供IP數(shù)據(jù)互聯(lián)和專業(yè)通道服務(wù)。其中，通信網(wǎng)為通信技術(shù)實現(xiàn)的基礎(chǔ)，建設(shè)過程中需要結(jié)合數(shù)據(jù)傳輸需求對匯聚層路由器進(jìn)行高效對接。用于為客運(yùn)專線提供通信服務(wù)，無需考慮公平接人和寬帶共享問題，直接在骨干層建設(shè)2.5GB/s信息傳輸系統(tǒng)，并利用光纜實現(xiàn)保護(hù)環(huán)創(chuàng)新。在專線沿途，需要在各車站安裝ADM設(shè)備。對沿線光纜的光纖進(jìn)行抽取，實現(xiàn)兩端有效連接，可以形成環(huán)形拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)。在系統(tǒng)拓展方面，可以內(nèi)嵌RPR技術(shù)的1622Mb/s接入網(wǎng)系統(tǒng)SDHMSTP，在區(qū)間GSM R基站、信號中繼站等位置安裝MSTPADM+NU設(shè)創(chuàng)。在鐵路兩邊敷設(shè)光纜，形成保護(hù)環(huán)境，在滿足TDM業(yè)務(wù)開展需求的同時，實現(xiàn)數(shù)據(jù)高效傳輸，并對以太網(wǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)行高效處理，繼而使信息傳輸水平得到提升。此外，需要完成數(shù)據(jù)網(wǎng)建設(shè)，滿足客運(yùn)專線提出的較高通信要求。數(shù)據(jù)網(wǎng)PASDH技術(shù)為基礎(chǔ)，需要完成匯聚層、骨干層和接人層的構(gòu)建，能夠?qū)崿F(xiàn)語音、圖像等各種數(shù)據(jù)傳送，完成多業(yè)務(wù)信息傳輸系統(tǒng)平臺建設(shè)。匯聚層由網(wǎng)絡(luò)樞紐位置的路由器構(gòu)成，作為全車網(wǎng)絡(luò)使用。骨干層由多種傳送通道組網(wǎng)，以IP為業(yè)務(wù)承載媒介，分別建設(shè)lP數(shù)據(jù)網(wǎng)和SDH.傳輸網(wǎng)，為移動、固定通信業(yè)務(wù)開展提供支持，聯(lián)合交通運(yùn)輸指揮系統(tǒng)共同完成綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)的搭建。利用沿線的傳輸節(jié)點(diǎn)，能夠?qū)?shù)字調(diào)度、CTC等各種系統(tǒng)進(jìn)行接入，通過加強(qiáng)數(shù)據(jù)通信保證客運(yùn)列車安全運(yùn)行。

2鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線的應(yīng)用發(fā)展

2.1應(yīng)用問題

在客運(yùn)專線業(yè)務(wù)通信方面，通信網(wǎng)絡(luò)需要擔(dān)負(fù)大量列車接發(fā)、任務(wù)編組等業(yè)務(wù)。與此同時，鐵路客運(yùn)專線對大寬帶的應(yīng)用要求不斷增多，如調(diào)度系統(tǒng).MIS系統(tǒng)等都將得到頻繁運(yùn)用，使得鐵路系統(tǒng)敷設(shè)的光纜需要完成較多傳輸系統(tǒng)的承載，需要對光纖通信系統(tǒng)占用的光纖芯數(shù)進(jìn)行盡量節(jié)省，以便為后續(xù)通信系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)用提供支持。面對不斷增長的業(yè)務(wù)需求，還應(yīng)加強(qiáng)無線通信技術(shù)的應(yīng)用。但多年采用以對講機(jī)和GSM-R為主的通信技術(shù)，無法滿足信息化發(fā)展需求。建設(shè)統(tǒng)一寬帶無線承載和應(yīng)用平臺，人員可以攜帶移動終端與后臺數(shù)據(jù)支撐系統(tǒng)進(jìn)行實時通信，為作業(yè)管控和指揮調(diào)度等各種工作開展提供支撐，促使專線安全管控水平得到提高，繼而使鐵路通信技術(shù)在客運(yùn)專線中得到更好應(yīng)用。

2.2平臺方案

2.2.1系統(tǒng)建設(shè)

實際在客運(yùn)專線移動信息化建設(shè)中，接入平臺可以采用TDLTE寬帶無線通信系統(tǒng)、綜合網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控系統(tǒng)、虛擬化系統(tǒng)等構(gòu)成，應(yīng)用系統(tǒng)可以由客運(yùn)移動信息化系統(tǒng)、指揮調(diào)度系統(tǒng)等構(gòu)成。其中，TD-LTE系統(tǒng)由無線基站BBU、楊心網(wǎng)、無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、智能移動終端、射頻拉遠(yuǎn)RRu等構(gòu)成，可以實現(xiàn)站點(diǎn)無線覆蓋，并對數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行承載。綜合監(jiān)控系統(tǒng)由客戶端、監(jiān)控管理服務(wù)器等構(gòu)成，虛擬化系統(tǒng)由虛擬服務(wù)器、監(jiān)控管理虛擬服務(wù)器、應(yīng)用虛擬服務(wù)器構(gòu)成，包含1個控制節(jié)點(diǎn)和計算節(jié)點(diǎn)。采用接人平臺，能夠?qū)σ苿咏K端進(jìn)行管理，在用戶獲得授權(quán)后通過終端訪問平臺，根據(jù)權(quán)限進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、通話等操作。平臺可以利用拓?fù)鋱D對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行顯示，用于實現(xiàn)無線網(wǎng)絡(luò)及設(shè)備管理。應(yīng)用系統(tǒng)中，智慧調(diào)度系統(tǒng)由移動終端調(diào)度客戶端APP、服務(wù)器和調(diào)度臺構(gòu)成，移動信息化系統(tǒng)由虛擬服務(wù)器、終端應(yīng)用APP、維護(hù)客戶端等構(gòu)成，可以與客運(yùn)專線既有系統(tǒng)和防火墻連接，從而實現(xiàn)信息交互。系統(tǒng)可以提供短消息、視頻通話、組呼等功能，并且可以發(fā)布信息公告，記錄交接班信息，實現(xiàn)現(xiàn)場信息上傳，為列車信息查詢提供支持。平臺和應(yīng)用系統(tǒng)保持獨(dú)立通信，前者可以提供終端接入、數(shù)據(jù)承載和網(wǎng)絡(luò)管理功能，后者可以滿足作業(yè)需要，并實現(xiàn)信息共享，可以靈活拓展。

2.2.2網(wǎng)絡(luò)部署

在網(wǎng)絡(luò)部署方面，實現(xiàn)寬帶無線接人需要完成核心網(wǎng)eSCN230布置，并進(jìn)行無線基站eBBU530布置，同時配置3個射頻拉遠(yuǎn)單元eRRU及定向天線。采用3個RRU實現(xiàn)星形連接，能夠?qū)崿F(xiàn)全站覆蓋，獲得1785 1790MHz～率資源。在系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)布置上，在網(wǎng)絡(luò)層面不與既有業(yè)務(wù)系統(tǒng)連接，業(yè)務(wù)層面通過虛擬服務(wù)器和防火墻實現(xiàn)連接，利用不同物理網(wǎng)絡(luò)接口實現(xiàn)信息交互，不與無線網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)連接，從而實現(xiàn)信息隔離，保證通信安全。在無線接入側(cè)，需要利用終端IMEI號授權(quán)進(jìn)行終端接人控制。權(quán)限需要在應(yīng)用系統(tǒng)通過軟件設(shè)置，對終端IMEI號和用戶名進(jìn)行綁定。根據(jù)IP地址限制、端口映射等各種限制條件，各業(yè)務(wù)系統(tǒng)可以實現(xiàn)信息交互。將TD-LTE無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋擴(kuò)展至多個站點(diǎn)，建立統(tǒng)一移動信息化通信系統(tǒng)，獲得對講機(jī)網(wǎng)管支持，不僅可以利用移動終端實現(xiàn)IP調(diào)度通信，也能實現(xiàn)對講機(jī)互聯(lián)互通，開展大范圍的通話，促使呼叫通信功能得到升級。因此在客運(yùn)專線中引入無線移動通信技術(shù)，能夠使通信系統(tǒng)的實用性得到增強(qiáng)。

3結(jié)語

綜上所述，在鐵路通信工程建設(shè)過程中，還要加強(qiáng)通信技術(shù)的應(yīng)用，以便使各種通信資源得到優(yōu)化配置。在客運(yùn)專線中，還應(yīng)結(jié)合移動信息化趨勢加強(qiáng)無線通信技術(shù)的應(yīng)用，使專線的通信系統(tǒng)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)得到功能升級，為專線的高效運(yùn)行提供有力技術(shù)支撐。