对铁路通信技术的应用及研究

　　摘要：本文介绍铁路客运专线通信、信息公共基础平台构架．详细叙述了各平台的组网方式，给出了铁路客运专线通信网络基础平台的各种通道要求及接口设计。各系统平台间如何更加有效融合是今后研究的重点。
　　关键字：铁路通信；技术；应用
　　0引言
　　当今社会的飞速发展，信息通信技术是信息业与通信业两种服务的结合和交融。通信业、电子信息产业、互联网以及传媒业都将融合在的信息通信技术范围内。针对目前正在建设的客运专线，通信线路网络资源管理存在以下几个问题：(1)装订存放不便，其线路资料、卡片种类繁多；(2)用手工概算、预算效率低，准确性也低；(3)原人工统计时工作量大，且统计结果准确率低，查找速度也慢，一致性以及时效性都很差。(4)数据更新、查找和统计困难，紧急情况下应变能力差，无法向运营维护部门迅速、准确地提供数据。
　　1.通信技术的应用
　　在铁路行业的应用不仅可提供基于宽带，高速通信网的多种业务．是信息的传递和共享．而且还是一种通用的智能工具。其融合了传统通信、信息技术的优势．提供了完善的业务安全隔离机制、快速的业务保护机制：具有按照服务等级调度业务的能力：具有流量工程能力．可以合理利用网络的带宽资源。该技术面向连接．可提供端到端的QoS保证。铁路客运专线信息系统的公共基础平台．就是ICT在铁路行业的应用，公共基础平台承载铁路通信系统．信息系统的业务。
　　2铁路客运专线的总体目标及对ICT的需求分析
　　2.1总体目标
　　在建立设备历史和现实信息的基础上，对设备技术状况实施有效管理，并在设备发生故障时，提供有关设备状态信息变化的支持信息，为建设管理、施工管理、维护管理等信息化系统提供广泛而丰富的数据信息。数据信息在勘测设计工作中的复用，能够提高设计工作的效率、降低成本。最关键的是在改建项目的设计前期获取到既有工程历史数据信息和变化数据信息，这给改建项目的工作带来了极大的好处。
　　2.2对ICT的需求分析
　　铁路客运专线要求通信系统除了提供话音，数据．图像等多媒体的通信手段外．还为列车控制、信息系统、运营调度系统提供不同层次、不同需求的数据通信网络服务。构建一个基于SDH的多业务传输系统作为基础承载平台．IP作为数据业务承载及交换平台．需分别组建SDH传输和IP数据网络．用以承载由固定通信业务网(专用通信及电话交换系统)．移动通信业务网(无线调度、公务移动通信(GSM—R))．会议电视系统、救援指挥通信系统及综合视频监控系统组成的业务网。
　　铁路客运专线信息系统包括运输组织，客运营销、经营管理三大领域。每个应用领域包括若干相关的信息子系统。运输组织由列车运行控制系统，运营调度系统组成：客运营销由营销管理系统，客票发售与预订，旅客服务信息系统组成；经营管理由决策支持系统、办公自动化系统，公安管理信息系统、资源调配管理系统组成。其中，运营调度系统包括计划编制、运行管理、车辆运用管理、供电调度管理，综合维修调度管理、客运调度管理等，以及与行车安全监控相关的基础设施、系统设备及自然灾害等的监测、监控和预警等。
　　2.3铁路信息公共基础平台构架
　　铁路客运专线通信，信息公共基础平台包括通信网络基础平台、信息共享平台、公用基础信息平台，信息安全保障平台和铁路门户。如图所示。
　　                      
　　3 通信网络基础平台
　　3.1基础平台
　　通信网络基础平台包括通信网数据网、计算机网络基础平台。
　　(1)通信网
　　基于数据业务对传送的需求主要是为汇聚层路由器之间提供高速连接，对带宽共享和公平接入的需求并不迫切的考虑，骨干层构建2．5Gb／s(可扩展至10Gb／s)SDH传输系统．利用两条光缆构成保护环，沿线各车站设置ADM设备。全网采用环形拓扑设计．从沿铁路两边敷设光缆中各拿一对光纤出来．在两端相连构成环形。
　　构建内嵌RPR技术的622Mb／s(可扩展至2．5Gb／s)SDHMSTP接入网系统，在沿线区间用户(GSM—R基站、信号中继站、变配电所、分区所、开闭所、AT所等)设置MSTPADM+NU设备，利用沿铁路两边敷设光缆构成保护环。既能保证目前大量的TDM业务对传输性能的要求．同时融合了RPR技术对以太网数据业务高效、动态的处理功能。为数据业务提供优质的带宽共享和公平接入能力．高效的业务传送能力。
　　(2)数据网
　　构建IP数据网按骨干层、汇聚层和接入层组网，骨干层利用2．5Gb／s或10Gb／sSDH传输系统提供的传输通道组网。
　　汇聚层在枢纽设置路由器，利用2．5Gb／sSDH传输系统提供的传输通道组网。
　　接入层在沿线各车站站房、通信站、动车段／所等处设置的路由器，利用622Mb／sSDH接入系统按星型方式接入汇聚层路由器；利用多业务接入网的专线透传与汇聚功能实现区间远端用户数据业务的汇聚及接入。
　　(3)计算机网络基础平台
　　计算机网络设计主要包括广域网设计、局域网设计、IP地址和域名设计。
　　①广域网：由客专调度所高、中端路由器及长途通信链路构成．沿线基层站段经主、备用链路分别连接至客专调度所。
　　②局域网：主要由交换机、信息系统使用的终端／工作站及综合布线系统组成，以1000M交换为主干，以10M／100M交换到桌面，不同的业务信息系统网络使用同一物理网络和通信链路。在同一局域网中，可以通过在交换机上设置的VLAN隔离不同信息系统。不同的业务局域网可以单独组网，连接到路由器上，通过路由器接入广域网，路由器具有防火墙的基本功能，可以安全隔离重要的信息系统。
　　3．2基础数据信息管理
　　分类建立本线设计阶段生成的施工文件的属性信息，实现信息的编辑、查询、统计。建立完整的电子格式、非完整电子格式文件的数据信息，并对其进行编辑、查询、统计。
　　3．3静态信息管理
　　提供线路运营情况计算、线路设备汇总和统计分析结果及各类设备年报，为线路设备的大修、维修提供决策依据，提供通信站和通信机械室等机房分布及各种相关设备，包括区间设施、通信管线和区间通信设施，救援指挥应急通信设施的基本信息等。
　　3．4动态信息管理
　　综合监测接收综合监测车实时传输以及从地面下载的数据，对综合检测结果，如线路的高低、水平、轨向、车辆震动加速度等，接触网的线电压、电流、接触网导线磨耗等数据进行处理、统计和分析，形成缺陷报告，并提交给综合维修段。
　　因为工程的灵活性，有些琐碎的因素无法得到全面考虑，需要增加人工参与界面。例如电缆接头的安排，需要考虑电盘长、车站分布、加感节距、地线设置、区间电话、桥梁控制点等诸多因素，应提供一个友好的界面，供用户交互式参与设计。
　　根据工程项目，经常需要选择的因素如下：
　　（1）干线光电缆：只有电缆；一光缆一电缆；电缆贯通，光缆分段敷设(无线光纤直放站使用)。
　　（2）地区站场光电缆：完成地区线路设计、中间站电缆径路图设计。
　　（3）选择相关数据库
　　（4）选择相关图形库
　　（5）根据经验选择合适的设计参数。
　　（6）选择接头余长方式；选择桥、隧道余长；选择各种地貌的防护措施；地貌信息等的输入；大中桥及小桥涵信息输入；隧道信息输入；桥隧相连信息输入。
　　4铁路通信网络基础平台的接口设计及通道要求
　　通信网络基础平台需要承载的应用包括：各业务系统中，低速数据安全可靠的广域连接交换．同时支持综合视频监控系统、会议电视系统等高速视频业务的应用，实现各业务系统的广域连接。构成安全、高效的网络互联和信息交换平台。
　　通道主要是2Mbit／s、10Mbit／s、100Mbit／s、1000Mbit／s、155Mbit／s和622Mbit／s。对于这些专线业务，大致可以划分为固定带宽业务和可变带宽业务。对于固定带宽业务，MSTP设备从SDH集成了优秀的承载、调度能力，对于可变宽业务，可以直接在MSTP设备上提供端到端透明传输通道．充分保证服务质量，充分利用MSTP的二层交换和统计复用功能共享带宽，使用其中的VLAN划分功能隔离数据．用不同的业务质量等级来保障重点用户的服务质量。
　　5结束语
　　综上所述，铁路基础设施管理方面在通信及信息领域的应用，为铁路勘测设计、基础维护、设备管理提供更好的数据服务和决策支持。系统实施后可用于通信专业设计，同时可提高功效的同时提高设计文件质量，并为运营单位提供维护管理信息系统。