鐵路通信傳輸安全問題及應對研究

陳紹娟

（中鐵二十二局集團電氣工程有限公司，北京 102300）

1 引言

“十三五”末期，國內的鐵路營運總里程為1.46×105km，將通信傳輸系統安全有效規范地應用到鐵路系統中，有助于進一步提升鐵路的運輸效率，使人們出行安全得到更大保障。但是，部分單位在使用通信傳輸系統前，沒有及時對其質量性能進行檢測檢驗，導致系統投用階段滋生出設備匹配性偏低、可靠性較差等問題。這些問題若長期不解除，可能會給列車運行埋下安全隱患，不利于我國鐵路行業的健康、持久發展，因此。通信傳輸系統存在的安全問題須從多個方面改進、創新通信管理方法，為我國鐵路事業發展保駕護航。

2 通信傳輸的特征分析

2.1 可靠性

傳統軌道電路的通信傳輸階段，通常會基于開環式信號呈現出信號的傳送過程，不能實現同步接收外界信息，內部系統內基本是采用傳輸媒介渠道運行。鑒于以上這種傳輸媒介渠道的抗干擾能力不同，客觀因素難免會影響信息的傳輸過程，甚至會降低其真實性，傳輸過程可靠性顯著不足，不能較好地滿足當下高速列車運行階段對通信傳輸提出的要求。而實現數字化信息傳輸以后，使傳輸系統具備了強大的雙向通信功能，在反饋糾錯等諸多保障性技術的支撐下，確保了信號傳輸的安全性和時效性。

2.2 高效性

現代化鐵路通信傳輸系統投用階段，主要基于數字化通信科技傳送信號及數據，較好地滿足了移動自動閉塞信號傳輸的現實要求。伴隨列車運行里程的增長，以上這種自動閉塞也會相應移動，并結合列車運行實況，精準地區分閉塞區域，無須地面信號的協助，利用無線車載設備接收信息，這是提升鐵路通信傳輸效率的重要基礎。另外，列車高速運行階段，會智能生成短距離移動閉塞區，顯著提升了信息傳輸的時效性，減少信息滯后或延遲等狀況，使列車運行安全性得到更大保障。

3 影響鐵路通信傳輸安全的因素

3.1 硬件設備質量因素

傳統硬件設備是鐵路通信傳輸系統的主要構成，其是完成通信傳輸任務的重要基礎，鐵路有線路長、設備布置分散、線路沿途出現較多分歧點及組網難度大等特征。當下，國內很多單位在使用通信設備前，因為沒有及時檢測檢驗設備的質量，在應用階段出現了較為嚴重的冗雜性問題。設備之間的匹配性降低，很難確保設備使用過程的安全性，影響通信傳輸系統的狀態，不能精準地采集到各種信息，可能會給鐵路列車運行過程埋下隱患，部分情景下引起難以估量的損失。

3.2 人為因素

一是部分人員在檢修鐵路通信傳輸設備階段，質控意識不強、責任意識不強，沒有嚴格依照既有規程執行各種操作任務，安全隱患較多，比如，線路布局不合理等，提高了通信系統運行階段故障問題的發生率。

二是管理人員的安全意識不強，在通信系統投用階段，無法快速地探查出系統內滯留的各種問題，安全隱患排查的時效性明顯不足。

三是部分不法犯罪分子會為了謀取私利，而故意損壞通信光電纜等公共設施，對鐵路通信傳輸的安全構成威脅，甚至造成運輸系統癱瘓。

3.3 自然災害因素

近年來，國內鐵路運行的線路網絡完善性不斷提升，布置的線路數目持續增加，一些運行線路可能處于雷電高發區，在雷電等自然災害的影響作用下，鐵路通信傳輸的安全性顯著降低。為免遭雷電災害的影響，鐵路部門應盡早設計使用防雷系統，這樣當發生雷擊現象時，雷電會誘導雷擊電磁脈沖出現過電流與過電壓，經由站場電源、傳輸通道、接地及雷擊防護系統等，實現多層次的綜合性防護[1]。但實際情況是，當下多數鐵路管理人員沒有從思想上認識到自然災害因素的危害性，防控意識明顯不足，鐵路防雷系統功能不完善及運維管理不到位等，以致一旦有雷電襲擊通信傳輸系統就會造成直接損害，滋生出各種故障性問題。

4 應對方法

4.1 加大硬件的投入力度，提升硬件設備的質量

綜合以上論述分析的內容不難發現，硬件設備質量是影響通信傳輸安全性的重要因素之一，故而可以通過提高傳輸設備穩定性的方法，去使鐵路通信的傳輸性能得到保障。為此，有關部門應積極發揮自身職能，加大硬件設備的投入力度，主要表現在資金、人力管理投入等方面上。

首先，在購置硬件設備環節中，需要立足于本地鐵路線路的實況，考慮地理、氣候等客觀條件的影響，在此基礎上選出和鐵路建設與運行需求相吻合的硬件設備。其次，在正式使用硬件設備前，要加大對其質量的檢查，確認相關指標符合現行規范標準后方準許投用。再次，盡早組建專業檢修養護隊伍，編制通信傳輸設備的定期檢查與維護機制，并嚴格執行，盡早排解安全隱患因素，延長設備的使用壽命。最后，做好通信傳輸設備的監管、性能更新與完善工作，這樣，一方面能使鐵路通信傳輸安全、創新有更強大的保障，另一方面也使設備應用過程中創造出更多的效益。

4.2 建設通信系統信號安全體系

4.2.1 建設容錯系統

數字化通信傳輸階段，應盡可能地規避各種安全隱患因素。為了達成這個目標，應盡早以既有的通信系統為基礎，構建出相配套的信號安全傳輸系統。建設容錯系統是一種可行的方法措施。具體來說，是采用冗余技術去建設容錯系統，當通信傳輸系統運行過程中突發故障問題時，容錯系統能快速消除各種故障性的影響因素，確保系統能精準地傳輸通信信號與數據，明顯提升了傳輸系統運行過程的可靠性，較好地滿足了鐵路通信工作對信號及信息傳輸安全性提出的基本需求[2]。

為了能建設出功能強大、運行可靠的容錯系統，僅依靠硬件或者軟件系統的容錯是遠遠不夠的。相關人員要從硬件、操作及軟件系統多方面著手，實現多層次的綜合性容錯，并精準地把控各層次上的容錯功能。

4.2.2 信號傳輸故障的安全分析

如果能做好鐵路通信信號故障的安全分析工作，那么就能使被輸出信號與數據的精準性、可靠性得到一定保障，減少鐵路運營階段的經濟損失，規避重大的人員傷亡事件。可以將故障的安全分析看成是一個故障-安全系統，該系統最大的特征是具備錯誤自檢功能，一旦通信傳輸系統發生錯差時，安全系統便自動進入一個限制性很高的狀態，自動規避出現各種危況。

故而，為降低通信傳輸內信息安全問題的發生率，可以采用故障-安全的概念來建設故障-安全分析系統。但考慮到通信傳輸硬件故障的復雜性和軟件故障的潛在性，很難確保系統始終能輸送出安全可靠的信號信息，因而為解除傳輸系統的故障性問題，應該在觀念層面上做出創新，明確危險及故障因素存在的客觀事實，嘗試應用多種可靠性與安全性技術去降低系統故障的發生率，從而將其造成的損害降到最低。

4.3 合理選擇通信傳輸方式

站在通信傳輸技術現代化發展的視角，鐵路通信傳輸過程中可供選擇的方式主要有2 種：一是無線傳輸，二是有線傳輸，2 種方式各有利弊，實踐中應酌情選用[3]。

4.3.1 無線傳輸

這種傳輸方式主要是基于無線中斷實現的，其最大的特征是能在較短的時間內提供較大的信息容量，較好地滿足信號與數據的遠程傳輸需求。我國無線傳輸系統的建設速度較快，后期運維管理過程也不是很復雜，從經濟性角度分析其具備一定優勢。但無線傳輸方法的抗干擾能力偏差、氣候等客觀因素對其形成的影響較大，在現實應用中的保密性與穩定性不足。

4.3.2 有線傳輸

有線傳輸能傳輸大量的信號數據，特別是遠程傳輸階段在穩定性與保密性方面占據優勢。但是引進有線傳輸設備時投資較高，系統建設過程中耗用的時間成本也顯著高于無線傳輸，并且系統建設階段需要認真做好傳播介質的材料選擇工作。既往有線通信傳輸系統內選用電纜作為傳播介質，這種傳輸方式的成熟度較高，但抗干擾能力較弱。以光纖為傳輸介質的有線傳輸方法有效彌補了以上不足，能實現遠程傳輸、帶寬大及抗干擾能力強，且信號的傳輸質量也偏高。鑒此，為提升鐵路系統運行過程的安全性，推薦選用有線傳輸方式。

4.4 完善開放性傳輸方式的安全性設計

對于通信傳輸系統而言，投用階段容易遭受黑客、病毒、木馬等的侵害，系統也可能由于部分元件受損、硬件設計偏差等發生內部故障性問題[4]。故而在具體設計實踐中，技術人員應合理布設網關，在信號傳輸階段快速攔截異常信息，維持網絡運營的獨立性，保證通信過程的安全性和穩定性。

4.5 提高安全檢查水平

鐵路部門應全面了解當下鐵路通信傳輸的標準化要求及運行實況，規范地建設冗余通信系統，減少通信傳輸系統中的故障，在此基礎上編制檢查監督制度。這樣，當通信傳輸過程中突發異常時，便能快速啟用備用的通信系統，確保數據傳輸過程的安穩性，在這樣的工況下，傳輸系統也獲得了充足的緩沖時間去排除故障問題。也要建設相應的監督機制，確定各崗位的職責，這樣當信號傳輸階段相關問題沒有及時處理時，就能追究相關人員的責任，對其進行適度懲處，確保通信傳輸安全保障工作能一一落實，以防部分故障問題蔓延和惡化。工作人員要加大對故障關鍵點的檢查力度，采集故障信息，為后續傳輸系統故障檢查、整治等提供可靠參考，全面提升鐵路系統的運轉效率。

4.6 提升工作人員職業素養

人始終是各項工作中最活躍的因素，工作人員的職業素養影響著鐵路通信傳輸的安全性、可靠性[5]。為此，鐵路部門應不斷強化各崗位工作人員的安全責任意識，定期組織他們參與繼續教育活動，協助他們更全面地掌握鐵路通信設備維修保養的有關知識以及處理通信傳輸設備安全隱患的正確手段，嚴格依照制度規程等落實各項管理工作。編制績效考核制度，結合工作人員的工作能力、日常表現等進行獎懲，督導他們不斷提升自身的職業素養。也要積極向廣大人民群眾普及鐵路通信傳輸相關知識、社會性意義，嚴厲打擊不法分子偷盜、損壞電纜的違法行為，為鐵路通信傳輸打造出安全的運行環境。

5 結語

總之，鐵路通信傳輸作為我國鐵路管控系統的主要構成，其安全性、穩定性問題直接影響著鐵路生產與運行效率。為此，相關人員應結合實際情況，及時完善鐵路通信傳輸體系，創新相關技術管理措施等，盡早消除影響通信傳輸安全性的各種因素，確保通信傳輸的穩定性和可靠性，為我國鐵路事業可持續發展做出一定貢獻。